Реферат: Электроснабжение аэропортов

Курсовая работаЭлектроснабжение аэропортов

1.Введение

Электрификация основных производственных процессовв настоящее время столь высокого уровня, что даже кратковременное прекращениеподачи электроэнергии серьезно влияет на выход готовой продукции, существенноснижает производительность труда и может привести к большим материальнымпотерям. Не является исключением и аэрофлот. Во всех службах аэрофлота основнымвидом энергии является электрическая энергия. Поэтому отключение электропитанияпрактически парализует деятельность этого сложного производственногообъединения. Нарушение электроснабжения АТБ, складов ГСМ, аэровокзала и другихпроизводственных узлов приведет к прекращению подготовки авиатехники к полетамзадержкам рейсов и нарушении регулярности полетов. Обесточивания КДП и другихобъектов посадки УВД приводит к резкому уменьшению производительной способностиаэропортов, может повлечь за собой его закрытие, а при неблагоприятном стеченииобстоятельств является причиной летного происшествия и даже катастрофы, поэтомук надежности электроснабжения аэропорта предъявляется повышенное требование, которыенеобходимо выполнять. Следовательно, рационально построение схемыэлектроснабжения аэропорта имеет серьезное значение. Целью данного курсовогопроекта является разработка наиболее выгодной и надежной системыэлектроснабжения и ее расчет.

2. Исходные данные

Класс аэропорта 4

Длина ВПП 1.2км.

Варианты: – Основной 14

–А 15

–В 16

Номинальное напряжение сети 6 кВ

Номинальное напряжение кабеля 10 кВ

График нагрузки 6

Размещение потребителей в АП:

Таблица 1№ Наименование объекта Х, км Y, км Кол-во 1. Аэровокзал 0,9 0,25 2. Посадочный павильон 1,0 0,25 3. МНО – – 6 4. АТБ -0,9 0,3 5. Стояночные колонки – – 2 6. Ангары -0,1 0,3 1 7. Материальные склады 0,4 0,4 3 8. Склады ГСМ 0,5 0,5 9. Котельная 0,7 0,7 10. Штаб -0,6 0,7 11. Столовая -0,6 0,6 12. Гостиница 0,5 0,7 1 13. Автобаза -0,3 0,7 14. Водопровод 1,1 -0,8 15. Канализация 1,3 1,1 16. Подстанция I 1,0 2,0 17. Подстанция II – – 18. Точки прохождения ЛЭП – – –

Мощность Sб, МВА 300

Сверхпереходное сопротивление Хс´´ 0.35

Питающие линии выполненыпроводами марки АС

U1,кВ 110

l1,км 40

F1,мм² 185

U2,кВ 35

І2,км 25

F2,мм² 120

Отклонение напряжения на шинах питающейподстанции в зависимости от нагрузки в процентах

приImax +7%

приImin +2%

Категорияпочвы 3

Минимальныйcosφ 0.95

(задает энергосистема)

Относительная нагрузка 0,55

(приведенная в таблице 2)

Колебаниянагрузки 3

Imax/Imin

3. Обоснование выбора схемы аэропорта.

Выбранная высоковольтная сеть отвечает всемтребованиям надежности (рисунок 1). К источникам 1-й категории подводится дванезависимых источника (для источников 1-й категории особой группы подводитсяпитание от 3-го источника – дизель генератора). Для аэропорта кабели всегдапрокладывают в земле. Для данного проекта выбираем кабель с алюминиевымижилами, так как он дешевле, чем с медными жилами. Выбираем кабель марки АСБ сбумажной пропитанной изоляцией в свинцовой оболочке.

/> /> /> /> /> /> /> /> <td/> Рисунок 1. Схема сети 6 кВ

Аэропорт питаютдве воздушные линии 110 и 35 кВ. Они подходят к питающей подстанции ТП1 (ЦИП).

В качестве ЦРПпринята ТП4, так как она находится в центре всей нагрузки аэропорта. ЦРПобеспечивает высококачественный контроль работы всей распределительной сетиаэропорта.

Большинствопотребителей питаются по петлевой схеме, которая обеспечивает высокуюнадежность питания и является предельно простой.

ТП12, ТП13 питаются по одной линии, вторымисточником питания для них является дизель-генератор.

Дизельгенераторы также необходимо устанавливать на ТП3, ТП4, ТП6, так как они питаютпотребителей особой группы.

Питание ГРМ иКРМ происходит по низковольтным линиям от ТП3 и ТП6 соответственно. Хотя это иобъекты особой группы, в третьем источнике нет необходимости, так какнадежность двух низковольтных линий очень высокая.

Категорийностьобъектов выбирается исходя из значимости для нормальной работы аэропорта.

Электроприемники, от работы, которых зависитбезопасность полетов, относятся к приемникам особой группы. В нашем проектесогласно нормам технологического проектирования и рекомендациям ИКАО, следующиеэлектроприемники относятся к особой группе, со следующими допустимымиперерывами в питании.

ГРМ,КРМ 0 1-15с.

КДП 1с. 1с.

БПРМ 1с. 15с.

Приемникипервой категории – допустимый перерыв питания 15с. Приемники второй категории –допускается перерыв на время ручного переключения.

Вопрос о питании столовой был выяснен втехнико-экономическом сравнении. Оказалось, что питание по низковольтной линииот ТП10 более выгодно, чем строить свою подстанцию.

Выбор защитныхустройств для линий и ТП не производим, так как это не предусмотрено в заданиик данному курсовому проекту.

4. Расчет присоединенной нагрузки.

Расчетприсоединенной нагрузки каждого объекта ведется следующим образом. Дляосветительных сетей умножаем осветительную мощность Ру на коэффициент нагрузки Кн и коэффициент спроса Кс.Получаем активную присоединенную мощность осветительной сети данного объекта(потребителя) Рпр. Для силовыхсетей Рпр получаем аналогично.Реактивную присоединенную нагрузку получаем умножением Рпр на tgφ, определяемый из заданного cosφ.Затем находим суммарное активное и реактивные присоединенные мощности.

Рассмотримрасчет мощности на примере объекта «Аэровокзал».

Осветительнаянагрузка

Рпр=Кн·Кс·Ру; Ру=600 кВт, Кс=0.8, Кн=0.2

Рпр=600·0.8·0.2=96 кВт

Силоваянагрузка

Рпр=Кн·Кс·Ру; Qпр=Рпр·tgφ

Ру=1200 кВт, Кс=0.65, Кн=0.2,cosφ=0,75, tgφ=0,88

Рпр=1200·0,65·0,2=156 кВт

Qпр=156·0,88=137.28 квар

ΣРпр=252 кВт

Σ Qпр=137 квар

Аналогично рассчитываем мощности других потребителей исводим их в таблицу 2.

Таблица2Наименование объекта Осв. нагр cosφ=1 Силовая нагрузка

Кн

Рпр, кВт

Qпр, квар

кВА

Ру

Кс

Ру

Кс

cosφ tgφ Аэровокзал 600 0,8 1200 0,65 0,75 0,88 0,2 252 137 287 Посад. павильон 300 0,75 600 0,75 0,7 1,02 0,4 270 184 327 МНО 40 0,9 – – – – 0,3 11 – – АТБ 400 0,75 850 0,7 0,72 0,96 0,3 269 171 319 Стоян. колонка – – 30 0,9 0,65 1,17 0,5 14 16 21 Ангары 150 0,9 600 0,6 0,75 0,88 0,6 297 190 353 Мат. склад (1сд.) 40 0,8 40 0,5 0,7 1,02 0,6 31 12 34 ГСМ 100 0,8 600 0,6 0,75 0,88 0,5 220 158 271 Котельная 80 0,8 1500 0,8 0,72 0,96 0,4 506 461 684 Штаб 170 0,9 50 0,6 0,8 0,75 0,4 73 9 74 Автобаза 140 0,8 840 0,65 0,8 0,75 0,5 329 205 388 Водопровод 20 0,6 350 0,7 0,75 0,88 0,4 103 86 134 Канализация 8 0,6 140 0,7 0,75 0,88 0,2 21 17 27 Светосигнальная система 8 0,5 260 0,83 0,8 0,75 0,2 44 32 55 БПРМ 4 0,8 60 0,82 0,8 0,75 0,5 26 18 32 ДПРМ 3 0,75 40 0,77 0,8 0,75 0,7 23 16 28 РСБН – – 84 0,65 0,8 0,75 0,8 38 28 47 КРМ – – 12 1 0,8 0,75 2,5 30 23 38 ГРМ – – 12 1 0,8 0,75 2,5 30 23 38 СДП 2,5 0,6 45 0,87 0,8 0,75 0,5 20 15 25 АРП – – 13,3 1 0,8 0,75 0,25 3 2 4 ОРЛ-Т 3 0,65 180 0,67 0,8 0,75 0,4 49 36 61 ПРЛ – – 32 0,85 0,85 0,62 0,8 22 13 26 КДП 25 0,9 270 0,65 0,85 0,62 0,3 59 33 68 МРЛ – – 35 1 0,8 0,75 0,5 18 13 22 Столовая (300 мест) 300*0,9 0,8 – – 0,97 0,2 0,44 86 17 88 Гостиница (800 м.) нагр. распред. по руководству 800*0,12 1 – – 0,9 0,48 0,3 29 14 32

Кс=0,8 (Приложение 3); Удельнаярасчетная нагрузка 0.9 кВт

Рпр=Кн·Кс·Ру<sub/>=0,8·0,4·270=86,4 кВт осветительная нагрузка

Рпр=Кн·Кс·Русиловая нагрузка

Qпр=Рпр·tgφсиловая нагрузка Qпр=86,4·0,2=17,28квар

5. Технико-экономический расчет.

Если Pl ‹ 20 кВт·км, то его рационально(объект) питать от более мощной подстанции.

Если Pl › 100 кВт·км, то на объекте нужноставить ТП.

Если 20 ‹ Pl ‹ 100 кВт·км, то нужно делатьтехнико-экономический расчет

При расчете сетей стараются такиетехнико-экономические решения, которые можно заложить в самом началетехнического проектирования и таким образом сразу получить наиболееэкономическое решение.

Составимсравнение двух вариантов схем электроснабжения, чтобы узнать какой из нихэкономически выгоден, установить ТП непосредственно у объекта «столовая» итянуть высоковольтную линию, либо подводить питание к столовой от ближайшей ТПпо низковольтному кабелю.

Вариант 1: Высоковольтнаясеть. Электрический расчет

Расчет сеченийвысоковольтной сети ведется по экономической плотности тока

Fэк=I/Jэк, где Jэк – определяется взависимости от материала и конструкции, использование максимальной нагрузки Тmax=3000 ч., кабель с бумажнойизоляцией, Al, Jэк=1,6 А/мм²

Fэк=7,75/1,6=4,84мм²

Ближайшее стандартноезначение Fст=10 мм², Iдд=60 А

Находим потеринапряжения

Это составляет 0,25%‹ ΔUдоп=6%

Рассмотрим ПАР

Iпар=7,75·2=15,5 А

Как видим Iпар ‹ Iдд.

Следовательно, кабельсечением 10 мм² подходит.

Экономический расчет.

В случае сооруженияТП на объекте «столовая», согласно приложению 8 затраты составляют 11500 грн.Затраты на сооружение высоковольтной кабельной линии: стоимость кабеля 21400грн./км (АСБ), стоимость строительных работ 530 грн./км.

(21400+530)·0,32·2=1710грн.

Учитывая требуемыенормативы ежегодных отчислений приведенных в приложении 4 и Ен=12% определяем поформуле ежегодные расчетные затраты за счет капитальных вложений:

З=Ен·К+И=(Ен+Еа+Ео)·К+Сэ

Ен=12% – нормативныйкоэффициент эффективности капитальных вложений.

Еа=2% – для отчисленийна амортизацию

Ео=2% – для отчисленийна обслуживание

Сэ – стоимость годовыхпотерь электроэнергии

Звл=(0,12+0,094)·41,15+(0,12+0,043)·1,71=2,74тыс. грн.

Для завершенияэкономического расчета необходимо еще определить стоимость ежегодных потерь вкабелях. По высоковольтному кабелю в нормальном режиме протекает ток 8 А.Потери в высоковольтном кабеле за 1 год (τ=3000ч.) составляет:

Авл=3I²rdτ=3·64·3,5·0,32·3000=571кВт/ч

Стоимость потерьэлектроэнергии:

Сэ=(571/0,8)·1,2=8 грн.

Вариант 2: Низковольтнаясеть. Электрический расчет.

Расчет сеченийнизковольтной сети ведется по минимуму массы проводов и проверяется подопустимой потере напряжения.

Найдем ток в рабочемрежиме:

Принимаем ΔUдоп=4,5%=17,1В

Рассчитаем потерюнапряжения на индуктивном сопротивлении линии:

Определяем допустимоюпотерю напряжения на активном сопротивлении линии:

ΔUадоп= ΔUдоп-ΔUх=17,1-0,85=16,25В

ρAl=35 Ом·мм²/км

Определяемсечение

Стандартное ближайшеезначение

Fст=150мм² Iдд=305 А

Как видим

Iдд › Iр

Проверим по потеринапряжения:

Это составляет 4,2% ‹ΔUдоп=4,5%

Рассмотрим ПАР:

Iдд › Iпар сечение подходит

Проверим по потеренапряжения:

Это составляет 7,7% ‹ΔUдоп=4,5+5=9,5%

Экономический расчет.

Как показалэлектрический расчет по низковольтной стороне, необходимо тянуть один 4-хжильный кабель на 320 м сечением 150 мм². При таком варианте стоимостькабеля с прокладкой составит

(5,07+0,53)·0,32=1,792тыс. грн.

Также при вариантенизковольтной сети необходимо поставить на объекте распределительный щит, общейстоимостью 1,35 тыс. грн. Учтем также, что при присоединении дополнительноймощности к ближайшей ТП, придется увеличивать мощность трансформаторов в этойТП с 2х160 кВА на 2х250 кВА. Ввиду этого потребуется еще 2000 грн. насооружение более мощной ТП.

Таким образом,приведенные расчетные затраты составляют:

Знл=4,4·0,214+1,722·0,163=1,233тыс. грн.

По низковольтномукабелю протекает ток 134 А. Потери в низковольтном кабеле за один годсоставляет (τ=2000 ч.):

ΔАнл=3·I·R0·l·τ=3·17956·0,21·0,32·2000=7240кВт/ч

Стоимость потерьэлектроэнергии:

Теперь можнопроизвести сравнение приведенных годовых народнохозяйственных затрат по обеимвариантам. Нетрудно заметить, что в случае сооружения ТП, расчетные затратысоставляют 2,74 тыс. грн., в то время как при прокладке низковольтного кабеляони не превышают 1,233 тыс. грн. Низковольтный вариант экономичнее на 1,51 тыс.грн. По этому ему не обходимо отдать предпочтение.

6. Расчет нагрузок и выбор мощностисиловых трансформаторов.

Нагрузку ТПопределяют по формуле:

∑Рi – присоединеннаяактивная суммарная мощность всех ЭП, питающихся от данной ТП.

∑Qi – присоединеннаясуммарная реактивная мощность.

Для потребителейпервой категории рекомендуется устанавливать 2 трансформатора на ТП.Одно-трансформаторные подстанции встречаются у потребителей второй категории.

При выборе мощноститрансформатора необходимо проверить его перегрузочную способность. Для этогоопределяют максимальную нагрузку по графику суточной нагрузки:

Рисунок 2.

1. Дляодно-трансформаторных подстанций выбирать трансформатор с номинальной мощностьюбольше Sнг.max/1,5 и рассчитатьдвухступенчатый график нагрузки, период ночной нагрузки Sнг ‹ Sном и период перегрузки Sнг›Sном<sub/>

Рассмотрим примеррасчета одно-трансформаторной подстанции для ТП13 (ДПРМ):

Sнг.max=28 кВА

Выбираемтрансформатор с номинальной мощностью

Sном.тр › Sнг.max/1,5=28/1,5=19 кВА ‹Sтр =25кВА

Берем ТМ-25

/> /> /> /> /> /> <td/> /> />
Для первогопериода следует определить усредненный коэффициент нагрузки

К1=0,68.

где ti – время, длякоторого справедливо неравенство Sнг i < Sном *

К2’=1,1198

где ti – время, для которогосправедливо неравенство Sнг i > Sном *

0.9Sнгmax/Sном=1,01< К2’=1,12

Кгр= К2’=1,12

t2=h2=∑hi=4

Kз=Sнгmax/n×Sном тр=1,12

Средняя температураокружающей среды зимняя для Симферополя –1,8ºС, учитывая установкутрансформаторов внутри подстанции (то есть в помещении), среднюю температуру(зимнюю) увеличиваем на 10ºС, и она будет 8,2ºС.

Берем θохл=10ºС

К2табл=1,4 › К2 расч=1,12

Значит, трансформаторТМ-25 выдержит запланированные систематические перегрузки.

Аналогичным образомпроизводим расчет остальных одно-трансформаторных подстанций. Результаты,полученные в ходе вычислений заносим в таблицу 3.

2. Рассмотрим примердля двух трансформаторных подстанций, для ТП2 (РСБН-У).

Sнг.max=47 кВА

Для двухтрансформаторных подстанций мощность трансформатора должна быть Sтр ≥ Sнг.max/2=47/2=23,5 кВА

Выбираемтрансформаторы ТМ-25. Для двух трансформаторных подстанций, как правило, болеетяжелыми является послеаварийный режим, когда вся нагрузка приходится на одинтрансформатор.

Расчет ведется посуточному графику нагрузки (рисунок 2) и рассчитывается К1, К2, t2.

Sном= Sтр/ Sнг max=25/47=0,523

Коэффициент нагрузки:

К1=0,851

Коэффициентперегрузки:

К2’=1,47

Так как расчетноезначение:

К2’=0,9 × Sнг max/ Sном=0,9 × 4,7/25=1,692, топринимаем: Кгр=1,692

t2=12,08

К2табл=1,4

К2расч › К2табл=1,4 Кз=47/(2 × 25)=0,94

Трансформатор ТМ-25не выдержит систематических перегрузок, берем ТМ-40.

Sном=40/47=0,851

Коэффициент нагрузки:

К1=0,851

Коэффициентперегрузки:

К2’=1,47

0,9 × Sнг max/ Sном=0,9 × 47/40=1,06

К2расч=1,18 t2=h2=∑hi=4

К2табл=1,6 Кз=47/(2 × 40)=0,59

К2табл ›К2расч

Трансформатор ТМ-40выдержит систематические перегрузки.

Аналогичным образомпроизводим расчет остальных двух трансформаторных подстанций. Полученныерезультаты заносим в таблицу 3.

Таблица 3

№, ТП Объект, питаемый от ТП

Sнг max

Кол-во тр-ов Тип тр-ра

Кз

К1

К2’

К2табл

1. ЦИП 3634 2 1 2. РСБН-У 47 1 ТМ-40 0,59 0,72 4 1,18 1,6 3. ОПР-Л 64 2 ТМ-63 0,51 0,62 4 1,02 1,6 4. КДП 68 2 ТМ-63 0,54 0,66 4 1,08 1,6 5. Водопровод 161 2 ТМ-160 0,5 0,62 4 1,01 1,6 6. УКВ-пеленг 146 2 ТМ-100 0,73 0,75 11 1,23 1,4 7. Посад. пав-н 679 2 ТМ-630 0,54 0,66 4 1,08 1,6 8. Котельная 716 2 ТМ-630 0,57 0,69 4 1,14 1,6 9. Склад ГСМ 428 2 ТМ-400 0,54 0,66 4 1,08 1,6 10. Автобаза 550 2 ТМ-400 0,69 0,79 6 1,3 1,5 11. Ангар 715 2 ТМ-630 0,57 0,69 4 1,14 1,6 12. БПРМ 32 1 ТМ-25 1,28 0,704 6 1,22 1,29 13. ДПРМ 28 1 ТМ-25 1,12 0,61 4 1,12 1,41

7. Выбор питающих трансформаторов.

При выборе питающихтрансформаторов необходимо учесть, что наиболее тяжелым для них является ПАР,когда вся нагрузка приходится на один трансформатор. Следовательно, выборпитающих трансформаторов производим по ПАР.

Sнг.max=3634 кВА

Котн.нг=0,55

Sнг= Sнг.max/Котн.нг=3634/0,55=6607 кВА

Ориентировочнаямощность:

Sтр≥Sнг/2·Кз.мах=6607/2·0,8=2643 кВА

Для ЦИП выбираемтрансформаторы:

ТМН-6,3: ВН=115 кВ;НН=6,3 кВ; Рхх=13 кВт; Ркз=50 кВт; Iхх=1%; Uк=10,5%;

ТМН-6,3: ВН=53 кВ;НН=6,3 кВ; Рхх=9,4 кВт; Ркз=46,5 кВт; Iхх=0,9%; Uк=7,5%;

8.Расчет потерь напряжения и мощностив трансформаторах.

Так кактрансформаторы имеют значительное внутреннее сопротивление, то имеем потеринапряжения в трансформаторе. Потери напряжения наиболее удобно определять вотносительных величинах.

ΔUт*=Rт**Pнг*+Хт**Qнг*

Rт* – активноеотносительное сопротивление тр-ра: Rт*=Pr/Sном

Хт*– относительноеиндуктивное сопротивление тр-ра

Pнг* и Qнг*– относительныеактивная и реактивная нагрузки:

Pнг*= Pнг/Sном.тр Qнг*= Qнг/Sном.тр

Трансформаторыявляются потребителями реактивной мощности:

Sнг*=Sнг.мах/Sном

Потери активноймощности:

ΔP=P0+Pk*Sнг*²

Рассмотрим примеррасчета для ТП2:

Рк=0,88 кВт; Р0=0,17 кВт; Uк=4,5%; Iхх=3%;

S=47 кВА

Находим Rт=0,88/40=0,022

Хт*=0,039

Pнг*=38/40=0,95; Qнг*=28/40=0,7; ΔUт*=0,022 · 0,95+0,39 ·0,7=0,0482

ΔUт=4,8%=18 В

Р=0,17+0,88*0,3481=0,48 кВт*2=0,96кВт

Аналогичнорассчитываем потери напряжения и мощности для остальных трансформаторов изаполняем таблицу 4.

Таблица4

Кол-во трансформаторов Тип трансформатора U, кВт U, B U, %

2. 38+j28

3. 52+j36

4. 59+j33

5. 124+j103

6. 117+j87

7. 580+j337

8. 535+j475

2 ТМ-40

0.88 0.17 4.5

3.0 0.59 0.96

3.7 9 2.4

1.28 0.24 4.5

2.8 0.51 1.15

5 7.5 1.9

1.28 0.24 4.5

2.8 0.54 1.22

5.18 7.5 19

2.65 0.52 4.5

2.4 0.5 2.36

11.28 7.5 1.9

1.97 0.33 4.5

2.6 0.73

2.76 10 11

2.8 7.6 1.42

5.5 2.0 7.6

1.42 5.5 2.0

0.54 0.57 7.24

7.78 45.4 47.72

7.2 9.5 2

2.5

2 ТМ-63 2 ТМ-63 2 ТМ-160 2 ТМ-100 2 ТМ-630 2 ТМ-630

9. 357+j226

10. 488+j231

11. 602+j377

12. 26+j18

2 ТМ-400

5.5 5.5 7.6

0.6 0.6 0.92

2.92 1.42 0.13

0.13 4.5 4.5

5.5 4.5 4.5

2.3 2.3 2.0

3.2 3.2 0.54

0.69 0.57 1.28

1.12 5.05 7.08

7.78 1.11 0.88

28.9 35.54 74.72

2.64 2.21 7

8 8.5 20

18 1.84 2.1

2.2 5.23 4.64

2 ТМ-400 2 ТМ-630 1 ТМ-25 13. 23+j16 1 ТМ-25

ΔU для двухтрансформаторных подстанций следует разделить на 2.

Вывод: ΔР иΔQ можно усреднить:

ΔР=3,78 кВт

ΔQ=20,4 квар

И в дальнейшем неусложнять себе работу лишними расчетами.

ΔU в двухтрансформаторных подстанциях составляет в среднем 2,2%, а у одно-трансформаторныхподстанций ΔU=4,9%

2,2%<4,9%

То есть потери водно-трансформаторных подстанциях почти в 2,2 раза больше чем у двухтрансформаторных подстанций. Это происходит по тому, что двух трансформаторныеподстанции работают в нагруженном режиме.

9. Определение присоединенной нагрузкис учетом потерь мощности в трансформаторах.

Присоединеннаянагрузка определяется с учетом количества электрических приемников питаемых отТП, плюс потери в трансформаторе.

Пример расчета дляТП2 (РСБН-У): мощность электроприемников:

Sнгмах=47 кВА

Потери: Р=38кВт Q=28 квар

ΔР=0,96 кВт ΔQ=3,7 квар

Мощность нагрузки:

∑Р=Р+ΔР=38+0,96=38,96кВт

∑Q=Q+ΔQ=28+3,7=31,7квар

Р+jQ=38.96+j31,7, таккак на ТП2 2 трансформатора, то вся нагрузка приходится на 2 линии. Составимтаблицу 5 с учетом потерь.

Таблица5

№ ТП Кол-во тр-ов Полная нагрузка Нагрузка на одну линию 2. 2 38,96+j31,7 19,48+j15,85 3. 2 53,15+j41 26,58+j20,5 4. 2 60,22+j38,18 30,11+j19,09 5. 2 126,36+j114,28 63,18+j57,14 6. 2 119,76+j97 59,88+j48,5 7. 2 587,27+j382,4 293,64+j191,2 8. 2 542,78+j522,72 271,39+j261,36 9. 2 362,05+j254,9 181,03+j127,45 10. 2 495,08+j266,54 247,54+j133,27 11. 2 609,78+j424,72 304,89+j212,36 12. 1 27,11+j20,64 27,11+j20,64 13. 1 23,88+j18,21 23,88+j18,21

10. Расчет потока мощности по участкамв рабочем режиме.

Sл1=(1279+j824)кВА Sл8=248+j134

Sл2=1240+j792 Sл9=1768+j1390

Sл3=278+j153 Sл10=1642+j1276

Sл4=248+j134 Sл11=1522+j1179

Sл5=909+j598 Sл12=935+j797

Sл6=51+j39 Sл13=392+j274

Sл7=24+j18 Sл14=30+j19

1, 2...– номера точекпри расчете токов короткого замыкания на ЭВМ.

–коэффициенты схемы (КС).

11.Расчет сечений кабелейвысоковольтной сети аэропорта в рабочем режиме.

Сечение проводов высоковольтнойлинии электропередачи, рекомендуется выбирать по экономической плотности тока,т.е. такой плотности при которой расчетные затраты получаются минимальными.

В ПУЭ для определенияэкономического сечения проводов линии рекомендуется пользоваться формулой: Fэк=Imax/ Jэк

Imax – максимальнаянагрузка при нормальной работе сети.

Jэк – экономическаяплотность тока А/мм², берется в зависимости от материала, конструкциикабеля и Тн (число часовиспользования максимально активной нагрузки).

Пример расчета сечениякабеля на участке 1 (линия 1).

Суммарная мощность:∑S=1279+j824=1521кВА, Код=0,8

Найдем рабочий ток:

I1p=117 A

Так как кабельалюминиевый с бумажной изоляцией (пропитанной) принимаем:

Jэк=1,6А/мм² (Тм=3000 часов)

Находим сечение: Fэк= Imax/ Jэк=117/1,6=73мм²

Стандартное ближайшеезначение Fст=70мм² с Iдд=190 А. Как видим,кабель проходит по току.

Составляем таблицу 6значений остальных сечений сети для рабочего режима:

Таблица 6

№, лин

Мощность

на участке

Мощность на участке х Код l, км

Ro, Ом/км

Хо, Ом/км

Код

Iраб, А

Fрасщ, мм²

Fст, мм²

Iдд, А

1. 1279+j824 1023+j659 1,68 0,44 0,086 0,8 117 73 70 190 2. 1240+j792 1091+j697 0,66 0,44 0,086 0,81 115 78 70 190 3. 278+j153 278+j153 0,57 1,94 0,113 – 31 19 16 80 4. 248+j134 248+j134 0,54 1,94 0,113 – 27 17 16 80 5. 909+j598 818+j538 0,76 0,62 0,09 0,9 94 59 50 155 6. 51+j39 51+j39 0,72 3,1 0,112 – 6 4 10 60 7. 24+j18 24+j18 4 3,1 0,112 – 3 2 10 60 8. 248+j134 248+j134 0,81 1,94 0,113 – 27 17 16 80 9. 1768+j1390 1503+j1182 1,21 0,26 0,081 0,81 175 115 120 260 10. 1642+j1276 1478+j1148 1,01 0,26 0,081 0,92 164 113 120 260 11. 1522+j1179 1370+j1061 0,75 0,33 0,083 0,95 157 104 95 225 12. 935+j797 842+j717 0,54 0,44 0,086 0,9 106 66 70 190 13. 392+j274 392+j274 0,29 1,24 0,099 – 46 29 25 105 14. 30+j19 30+j19 0,56 3,1 0,122 – 3 2 10 60

Проверим данную сеть на потери напряжения. Всети 6 кВ они должны быть ΔU=(6–8)%.

Потери напряжениянаходим по формуле ΔU=(∑Рлі*Rлі*li+∑Qлі*Xлі*li)/U

Расчет ведется понаиболее удаленной точке сети и с учетом Код.

Самой удаленнойточкой линии является ТП13 DU=342 В

Это составляет 5,7% иудовлетворяет условию ΔUдоп=6%

12. Расчет низковольтной сети.

Этот расчет ведетсяпо допустимой потере напряжения и по минимуму массы проводов. Требования ГОСТ13109-76 можно удовлетворить, если потери напряжения в отдельных элементах сетине будет превышать некоторых допустимых значений.

Петлевая сеть: (штаб,столовая).

Л2 в рабочем режимене участвует. Примем ΔUдоп=4,5%=17,1В. Потеря напряжения на индуктивномсопротивлении линии:

ΔUх1=(Хо∑Q*l)/U=(0,06*9*0,3)/0,38=0,43В

ΔUх2=(0,06*16*0,1)/0,38=0,25В

ΔUх3=(0,06*16*0,32)/0,38=0,81В

Допустимые потери наактивном сопротивлении линии:

ΔUа доп1=ΔUдоп-ΔUх=17,1-0,43=16,67 В

ΔUадоп2=17,1-0,25=16,85 В

ΔUадоп3=17,1-0,81=16,29 В

F1=(ρ*∑li*Pi)/(ΔUадоп.* ΔUн)=121 мм²; F2=47 мм²; F3=155 мм²

F1ст=120 мм²; F2ст=50 мм²; F3ст=150 мм²

Iдд=270 А >Ip=111 A

Iдд=165 А

Iдд=305 А > Ip=133A

Проверим по ΔU

ΔU1=15 В Это составляет 4,1% < ΔUдоп =4.5%

ΔU3=16 В Это составляет 4,2% < ΔUдоп =4.5%

Проверим ПАР:

/> /> /> /> /> /> /> <td/>

Л1

<td/>

Л2

/> /> />

I1пар=244 А <Iдд проходит

I2пар=133 А <Iдд проходит

Проверим потерюнапряжения:

ΔU=48,7 В

Это составляет 10,9%> 4,5%+5%=9,5%

Увеличиваем Л1:Fст=150мм² Iдд=305 А

Увеличиваем Л2:Fст=120мм² Iдд=270 А

ΔU=37 В

Это составляет 8,9%< 9,5%

Обрыв Л1

Расчет аналогиченпредыдущему

ΔU=35,5 В; Этосоставляет 9,3% < 9,5% – проходит

ΔU=12,5 В; Этосоставляет 3,3% < 4,5% – проходит

Низковольтная сеть.(3 мат. склада.)

/> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/>

Л1

<td/>

Л2

<td/>

Л3

/> /> />

Iр1=76 А; Iр2=50А; Iр3=26 А;

ΔUх=0,86 В; ΔUа.доп.=17,1-0,68=16,42 В

/>F1=36 мм²; Fст =35мм²; Iдд=135 А

/>F2=18 мм²; Fст =16мм²; Iдд=90 А

/>F3=9 мм²; Fст =10мм²; Iдд=65 А

ΔU=45 В; 11,8% > 9.5% не подходит.

Подбираем другиесечения

F1, 2, 3=50мм²; Iдд=165 А;

ΔU=15,9 В; 4,2% < 4,5%;

Рассмотрим ПАР:

I1пар=151 А

I2пар=101 А

I3пар=50 А

ΔU=32 В

Это составляет 8,4% иудовлетворяет условие ΔUдоп=9,5%;

Низковольтная сеть(ГРМ).

30+j23

Ip=29A; ΔUх=0,54 В;

ΔUдоп=17,1-0,54=16,56 В9

/>F=25 мм²; Fст =25мм²; Iдд=115 А;

ΔU=15,2 В; 4% < 4,5%;

В ПАР: Iпар=57 А;

ΔU=30 В; 8% < 9,5%;

13. Расчет токов короткого замыкания.

Расчет Iк.з на шинахсилового трансформатора на низкой стороне.

Используя таблицу,принимаем среднее геометрическое расстояние между проводом 0,4 мм, Х0=0,4 Ом/мдля проводов марки АС линии эллектро передач. Относительное реактивноесопротивление:

Xл1*=0,361

Хл2= 2,226;

Относительноеиндуктивное сопротивление трансформаторов:

Хтр*1=Uк1/100*Sб/Sном=0,4*40*300/1,1*12100=5

Хтр*2=3,57

Точки короткогозамыкания:

Iк1*’’’=Е*/(Хс”+Xл1*+Хтр*1)=0,18

Iкз1*’’’=5,18 кА

Iк2*’’’=0,16

Iкз2*’’’=4,6 кА

14. Проверка термической устойчивостикабеля от действия тока короткого замыкания.

Для расчета беремкабель, у которого сечение имеет наибольшую разницу с предыдущим сечением. Дляпримера возьмем высоковольтный кабель с F=10мм², Iдд=60 А, Iр=6 А на линии6, Ік’’’=0.95 кА

Определимпервоначальную температуру кабеля:

Qнач=Δt(Iр/Iдд)²+tокр. ср.

Qнач=Qдд-Qном=60-15=45°С

Qдд=60°С; Qном=15°С

Q=15°С

По графику находимпри Q=15°С; Ан=1500(А²*с)/(мм²)

Зная max допустимуютемпературу нагрева алюминия, находим Акз.

При нагреве кабеляпри токе короткого замыкания до температуры Qкз=200°С величина Акз.’=14000(А²*с)/(мм²)

ТогдаΔА=Акз.’-Ан=12500(А²*с)/(мм²)

Зная это значениеможно определить допустимое значение времени короткого замыкания, за котороекабель нагреется до Qдоп

t=ΔА*F²/Iкз²=1,4 с

По результатам можносделать вывод, что при установке защиты на этом участке, при короткомтрехфазном замыкании защита должна сработать меньше чем за 1,4 с, иначе будетнаблюдаться перегрев кабеля, что приведет к разрушению изоляции и пробою кабеляна этом участке.

15.Закон регулирования напряжения.

Закон регулированиянапряжения необходим для обеспечения качества электроэнергии (напряжения) вэлектросети. Для этого необходимо выбрать две точки сети: наиболее «близкую» инаиболее удаленную в электрическом отношении от источника питания. Если потерив линии до данного объекта превышают 2,5%, то их можно регулировать отпайкамитрансформатора. Нам задан диапазон регулирования на шинах питающей подстанции,в зависимости от колебания нагрузки.

Потери в линияхрассчитываем по формуле ΔUl=(Pлi*Roi+Qлi*Xoi)*li/Uн

ΔU1=137 В;2,3%. ΔU2=52 В; 0,9%.

ΔU3=18 В;0,3%. ΔU4=45 В; 0,7%.

ΔU5=78,2 В;1,3%. ΔU6=19,54 В; 0,3%.

ΔU7=51,1 В;0,9%. ΔU8=67 В; 1,1%.

Анализируя схемуаэропорта, и просчитав потери в элементах сети принимаем, что в роли ближнихточек будут: Б1 – РСБН-У (ТП2)

Б2 – автобаза (ТП10),

а в роли дальних: Д1– ГРМ

Д2 – столовая

Схема для расчетазакона регулирования

Все потери в линияхобозначены на рисунке 9. Сечение линий приведены в таблице 6. Отклонениянапряжения на линиях питающей подстанции при Imax+7%, при Imin+2%. Потери ввысоковольтной линии:

до ТП2: ΔUввmax=2,3%;

до ТП3: ΔUввmax=3,2%;

до ТП10: ΔUввmax=5,6%.

Потери низковольтнойлинии:

Д1: ΔUнв max=4%;

Д2: ΔUнвmax=4,2%.

Так как соотношения токовпри максимуме и минимуме нагрузки по заданию при Imax/ Imin=3, то чтобы найтипотери при минимуме нагрузки, максимальные потери соответственно нужноуменьшить:

до ТП2: ΔUввmin=0,77%;

до ТП3: ΔUввmin=1,1%;

до ТП10: ΔUввmin=1,9%.

Д1: ΔUнвmin=1,3%;

Д2: ΔUнвmin=1,4%.

ΔUт – в таблице4 (пункт 8)

ΔUнв – прирасчете низковольтной сети (пункт 13)

Uвых= + 5%+ΔUвв+ ΔUti+ ΔUнв

/> Uвыхmax=5+2,3+4,8=12,1

1Б

Uвыхmin=5+0,77+1,6=7,37

/> Uвыхmax=5+5,6+4,2=14,8

2Б

Uвыхmin=5+1,9+1,4=8,3

/> Uвыхmax=-5+3,2+3,96+4=6,16

1Д

Uвыхmin=-5+1,1+1,32+1,3=-1,28

/> Uвыхmax=-5+5.6+4,2+4,2=9

2Д

Uвыхmin=-5+1,9+1,4+1,4=-0,3

Рассчитаем потерюнапряжения в силовом трансформаторе

ΔUт=Рк*Рнг/Sн²+ Uк* Qнг/(100*Sн)

ΔUтo=0,015=1,5%

Оценим необходимостьиспользования трансформатора с РПН, возможно ли регулировать напряжение этимтрансформатором в полученной зоне регулирования

Ето=+5%+ΔUтo-ΔUвх+ΔUвв+ΔUтi+ΔUнв

ΔUвых=ΔUвх-ΔUто+Ето

Ето – относительноеизменение напряжения на вторичной обмотке трансформатора за счет уменьшения коэффициентатрансформации отпайки.

ΔUвх=7% приSнгмах; ΔUвх=2% при Sнгмin

Ето=ΔUтo-ΔUвх+ΔUвых

/> Етоmax=12,1-7+1,5=6,6

1Б

Етоmin=7,37-2+0,5=5,87

/> Етоmax=14,8-7+1,5=9,3

2Б

Ето min=8,3-2+0,5=6,8

/> Етоmax=6,16-7+1,5=0,66

1Д

Етоmin=-1,28-2+0,5=-2,78

/> Етоmax=9-7+1,5=3,5

2Д

Етоmin=-0,3-2+0,5=-1,8

Смысл графиковзаключается в том, что если отключение напряжения на выходе питающеготрансформатора будет, находится в пределах зоны, ограниченной прямыми,напряжение на нагрузке не выйдет за пределы допуска. В данном случаеиспользуется, как видно из графиков, трансформатор без РПН. Трансформатор с ПБВследует установить на отпайку “0”.

16.Выбор косинусных конденсаторов.

Определим полнуюмощность аэропорта при максимуме и минимуме нагрузки.

Sнг.max=2249кВА

Sнг.min=2249/3=750кВА

Кабельные линииявляются одновременно потребителями и генераторами реактивной мощности. Этонеобходимо учитывать при выборе конденсаторных батарей. Qпотр=3*I²*Xo*l; Qген=U²*bo*l

Например, для кабеляна линии 9 (l=1,21 км; F=120 мм²; I=184 A)

Qпотр=3*184²*0,076*1,21=9340ВАР

Qген=6000²*146*0,000001*1,21=6360ВАР

Результатыаналогичных вычислений для остальных кабелей заносим в таблицу 7.

Вывод: при максимальной нагрузке сеть работает как потребитель, а при минимальной как генератор (наоборот).

Таблица7№ лин. Длинна l, км Qпотр max, ВАР Qпотр min, ВАР Qген, ВАР 9. 1,21 9340 3113 6360 10. 1,01 7461 5309 2487 11. 0,75 4895 1632 3618 12. 0,54 1456 485 2469 13. 0,29 160 53 1015 14. 0,56 1,25 0,42 2298

Находим прибавкуреактивной мощности за счет кабельных линий

ΔQmax=∑Qген-∑Qпотрmax=18247-23313=-5,06 кВАР

ΔQmin=∑Qген-∑Qпотрmin=18247-10592=7,65 кВАР

Определяем реальныереактивные мощности:

Qнагрmах=1395,06; Qнагр min=465,02 квар

Определяем полныемощности:

Smax=2252 кВА

Smin=751 кВА

Находим реальныекоэффициенты мощности:

cosφmax=∑Pнагр mах/Smax=0,79

cosφmin=∑Pнагрmin/Smin=0,78

Требуемыйэнергосистемой коэффициент мощности cosφсист=0,95

Мощностьконденсаторных батарей мы определяем по формуле:

Qkmax=∑Pmах*(tgφд- tgφmp)

φmp – требуемыйугол, т.е. соответствующий 0,95

tgφmp=0.33

tgφд –действительный угол, т. е. соответствующий:

max tgφд=0,78; min tgφд=0,8

Qkmax=796 квар; Qkmшт=277 квар

Чтобы скомпенсировать эту мощностьнадо поставить батареи, где они будут наиболее эффективны. Это будут места гдепротекают большие реактивные мощности на высоковольтной стороне

cosφ послеустановки КБ: cosφ=0.947

Место установки Марка КБ Кол-во Емкость ТП16 КС1-6-50-У3 1 50 ТП7

КС1-6-50-У3

КС2-6-100-У3

300

ТП8

КС2-6-100-У3

КС2-6-75-У1

200

ТП9 КС2-6-100-У3 1 100

17. Эксплуатация кабельных линий.

1. После прокладки кабеляпредставители организаций электромонтажной, строительной и заказчика, осмотревтрассу, составляют акт на скрытые работы и дают разрешение на засыпку траншеи,засыпку производят после всех муфт и испытания кабеля повышенным напряжением.

2. Всекабельные изоляции по инструкции должны изготовляться из несгораемыхматериалов.

3. Вводыкабелей из траншей в здание при отсутствии вентилируемого подполья должнывыполняться выше нулевой отметки. При открытой площадке кабели необходимозащищать от прямых солнечных лучей.

4. Кабели со сплошными порывами, задирами итрещинами шлангов необходимо отремонтировать или заменить.

5. Каждаякабельная линия должна иметь свой номер или наименование. В кабельныхсооружениях бирки маркировки устанавливают не реже, чем через 5 лет.

6. Послемонтажа кабелей до 1 кВ проверяют целостность и фазировку кабеля, сопротивлениеизоляции и сопротивление заземления концевых зацепок. Сопротивление изоляцииизмеряется мегомметрами на напряжении 2,5 кВ, которое должно быть не менее 0,5МОм, после одноминутного испытания и производится один раз в 5 лет, а кабель срезиновой изоляцией проверяется ежегодно.

7. Необходимо 2раза в год контролировать нагрузку кабеля (1 раз обязательно в период еемаксимальной нагрузки).

8. Осмотркабельных трасс производится не реже одного раза в 3 месяца, концевых муфт икабельных колодцев 2 раза в год. Внеочередные обходы производятся в периодпаводков и стихийных бедствий.

9. Необходимоследить за состоянием пикетов, предупреждать раскопки вблизи трасс, появлениедорог, свалок мусора над трассами.

10. Один раз в3 года кабели должны испытываться повышенным напряжением выпрямленного тока.Испытания проводят для каждой фазы отдельно, путем плавного подъема напряжения,начиная от 0,3, со скоростью, не превышающей 1% в секунду. При достижениитребуемого значения напряжения стабилизируется в течение 10 минут и контролируетсяток утечки, который должен постоянно уменьшаться или оставаться постоянным. Вслучае его нарастания испытания продолжаются до пробоя изоляции илистабилизации тока утечки. После плавного отключения кабель должен быть разряженчерез небольшое сопротивление.

11. Земляные работы вблизи трасс должны выполнятьсяв присутствии представителя эксплуатирующей организации. Не допускаютсяраскопки машинами вблизи одного метра, а ударных механизмов на расстоянии менее5 метров от кабеля.

12. Открытыемуфты и откопанные кабели должны подвешиваться к перекинутым через траншеюбрусам, причем муфты должны закрываться коробками.

13. Передвскрытием кабеля необходимо удостоверится, что он отключен (прокол кабелязаземленной стальной иглой).

14.Перекладывать кабели и переносить муфты можно только после отключения кабельнойлинии. Работы производятся в диэлектрических перчатках, поверх которых надеваютбрезентовые рукавицы с группой по электробезопасности не ниже V, а для кабелядо 1 кВ не ниже IV.

Список литературы:

№ Автор Название Изд-во Год 1. Величко Ю. К. Системы электроснабжения АП и методические указания по к/п для студентов заочников Киев. КИИГА 1989 2. Величко Ю. К. Электроснабжение АП. Методические указания к к/п для студентов специальности 0621 Киев. КИИГА 1984 3. Величко Ю. К. Электроснабжение АП и руководство для к/п. Киев. КИИГА 1978 4.

Величко Ю. К.

Козлов В. Д.

Электроснабжение АП и руководство к л/р. Киев. КИИГА 1976

еще рефераты

Еще работы по авиации и космонавтике

Реферат по авиации и космонавтике

Испытание и обеспечение надёжности ДЛА

30 Августа 2013

Реферат по авиации и космонавтике

Международное сотрудничество в освоении космического пространства

30 Августа 2013

Реферат по авиации и космонавтике

Спутниковые системы местоопределения

30 Августа 2013

Реферат по авиации и космонавтике

Earth Impacts as a Threat to Civilization

30 Августа 2013