Проектирование системы электроснабжения

Тип работы:
Дипломная
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

электроснабжение кузнечный цех

Электрическая энергия находит широкое применение во всех областях народного хозяйства и в быту. Этому способствуют такие ее свойства, как универсальность и простота использования, возможность производства в больших количествах промышленным способом и передачи на большие расстояния.

Одновременно с началом использования электрической энергии для работы электроприводов различных технологических установок возникла задача распределения и передачи электрической энергии. Для практического решения этих вопросов используется система электроснабжения, представляющая собой совокупность устройств, необходимых для производства, передачи и распределения электрической энергии электрифицированным технологическим процессам. По мере усовершенствования последних претерпевает изменение и само электроснабжение. В связи с этим очень остро встают вопросы о надежности и качестве электроснабжения. В настоящее время эти два фактора поддерживаются в процессе эксплуатации, обеспечиваются при монтаже и закладываются при проектировании систем электроснабжения. Следовательно, при обеспечении промышленного объекта электроэнергией следует изначально, на стадии проектирования, задаться необходимым уровнем надежности и качества электрической энергии, соответствующим той или иной категории потребителя. Ведь структура и характеристика потребителей определяет условия построения схемы их электроснабжения. Поэтому при проектировании системы электроснабжения необходимо проводить тщательный анализ характера и состава подключаемой нагрузки. И далее на основании этого анализа создается конкретная система электроснабжения, обеспечивающая заданный уровень надежности и качества электроснабжения.

1.1 Краткая характеристика завода и его электроприемников

Основные направления деятельности завода: производство дизельных двигателей внутреннего сгорания, запасные частей к ним, ремонт, металлическое литьё.

Продукция: чугунное литьё, стальное литьё, электрические генераторные установки, электрические генераторные установки дизельные, двигатели внутреннего сгорания, двигатели внутреннего сгорания дизельные судовые устанавливаемые внутри корпуса судна.

На данный момент моторный завод является крупнейшим производителем на территории России по дизельным двигателям. Ассортимент компании насчитывает около 80 модификаций двигателей с разной мощностью — от 60 до 300 л.с., несколькими уровнями мощности и турбо наддувом с промежуточным охлаждением воздуха. Применение же двигатели завода находят себе в сельскохозяйственной, дорожной технике, используются в насосных и компрессорных станциях, дизель-генераторных установках.

Основными потребителями продукции завода являются различные машиностроительные заводы и предприятия. Современное оборудование и опытно-конструкторская база позволяет предприятию постоянно расширяться и обновлять свое производство, создавая все больше двигателей для самого разного применения.

Заводом освоены и выпускаются:

· Двигатели дизельные 6-цилиндровые Д-461−11И

· Двигатели дизельные 4-цилиндровые А-41−31И

· Двигатели дизельные 4-цилиндровые А-41−33И

· Двигатели дизельные 4-цилиндровые А-41ЕСИ

· Двигатели дизельные 4-цилиндровые А-41ЕСИ

· Двигатели дизельные 6-цилиндровые Д-467−20И

· Двигатели дизельные 6-цилиндровые Д-467−10И

· Двигатели дизельные 6-цилиндровые Д-461−51И

· Двигатели дизельные 6-цилиндровые Д-461−33И

· Двигатели дизельные 6-цилиндровые Д-461−13И

· Двигатели дизельные 6-цилиндровые А-01МСИ

· Двигатели дизельные 6-цилиндровые А-01МРСИ с фальшподдоном

· Агрегаты стационарные дизель-электрические

· Двигатели дизельные

· Отливки и литье из серого чугуна

· Отливки из стали (литье)

Моторный завод состоит из 17 структурных подразделений.

Категория надежности электроприемников этих корпусов различна. Ко II категории надежности относятся электроприемники компрессорной, цеха литья, термического цеха и лаборатории. Ко II-III категории надежности электроснабжения относятся электроприемники таких цехов, как механического цеха № 1 и № 2, прессового цеха, инструментального цеха, сборочного цеха, испытательного цеха, механосборочного цеха и кузнечно-механического цеха.

Также на предприятии находятся: заводоуправление со столовой и склады, которые относятся к III категории.

В состав компрессорной станции входят синхронные двигатели напряжением 10 кВ и мощностью 630 кВт в количестве 4 штук, которые служат для электропривода компрессоров и используются как дополнительные источники реактивной мощности в системе электроснабжения.

Работа на заводе организована в две смены.

Проектируемый объект — это кузнечно-механический цех, который входит в состав вспомогательных цехов. В цехе установлены металлообрабатывающие станки, электропечи, вентиляторы, высокочастотная установка и др. оборудование.

Цех производит продукцию для нужд завода.

В цехе работают: кузнецы, машинисты, токари, слесари, электросварщики, газорезчики, прессовщики. Кузнечное отделение изготавливает заготовки методом свободной ковки и детали методом холодной и горячей штамповки, кузнечное отделение оснащено: прессами, электрическими печами другим оборудованием.

Значительная часть деталей подвергается механической обработке после их изготовления в кузнечном отделении. В механических участках производится изготовление шплинтов, гаек, болтов, валиков, ремонт деталей рычажной передачи. Обработка пятников после наплавки. Магнитный контроль и испытание деталей на растяжение, стенд для испытания деталей на твердость.

1.2 Исходные данные

Таблица 1.1 — Электрические нагрузки моторного завода

Номер по плану

Наименование цеха

Количество ЭП

Установленная мощность, кВт

одного ЭП

Суммарная

1

Склад метизов

20

1−17

220

2

Склад конструкционных изделий

14

1−22

120

3

Склад сырья

20

5−21

135

4

Механический цех № 1

80

1−47

1570

5

Прессовый цех

70

2−35

1280

6

Механический цех № 2

85

5−41

1780

7

Инструментальный цех

47

4−58

850

8

Лаборатория № 1

28

1−18

265

9

Сборочный цех

50

6−49

1050

10

Испытательных цех

47

8−32

700

11

Лаборатория № 2

25

7−27

315

12

Заводоуправление, столовая

20

1−20

250

13

Цех литья

72

1−70

2500

14

Механосборочный цех

52

1,5−50

985

15

Кузнечно-механический цех

См. данные цеха

16

Термический цех

68

3−63

1930

17

Компрессорная

а) силовая 0,4 кВ

32

2,2−40

420

б) силовая 10 кВ

4

630

2520

Таблица 1.2 — Электрические нагрузки кузнечно-механического цеха

Номер позиции на плане

Наименование электроприемника

Установленная мощность, кВт

1

2

3

1,2

Гальтовочный барабан

3

3,4

Пресс холодного выдавливания

30

5,6

Пресс чеканочный

26

7

Автомат многопозиционный

10

8,9,45

Обдирочно-шлифовальный станок

22

10

Автомат резьбонакатный

40

11−16,19,26

Пресс кривошипный

11

17,22,24,25

Пресс фрикционный

7,5

18,29,30

Печь сопротивления

20

20,21,

Пресс кривошипный

5,5

23,41,42

Электропечь

45

38,39,43,44

Электропечь-ванна

25

46

Твердомер

1

47,49

Электропечь

32

48,51

Вентилятор

10

50

Высокочастотная установка

22

27,28

Механические ножницы

7,5

36

Отрезной полуавтомат

5,9

37,4

Шахтная электропечь

40

31−35

Пресс кривошипный

15

52,53

Кран-балка

15

2. Основная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок

2.1.1 Расчет электрических нагрузок кузнечно-механического цеха

Для подключения станков, кранов, печей и т. д. в кузнечно-механическом цехе принимаются к установке три распределительных шинопровода ШС1, ШС2 и ШС3.

По данным, приведенным в справочниках для каждого из присоединенных к распределительному шинопроводу электроприёмников находим коэффициент использования Ки и коэффициент мощности cos и заносим в графы 5 и 6 таблицы 2.1 соответственно. По известному cos определяем соответствующий tg.

В качестве примера произведём расчёт необходимых величин для гальтовочного барабана позиция 1, 2.

Определяем средние расчетные величины Pc.р. и Qс. р. , которые вписываем в графы 7 и 8:

Pс.р. = Ки·Pн =0,7·2 3=4,2 кВт; (2. 1)

Qс.р. = Ки·Pн·tg = Pс. р·tg =0,75·4,2=3,15 квар. (2. 2)

В графе 9 построчно определяем для каждой характерной группы электроприемников группы одинаковой мощности величины n ·рн2.

n·Pн2 =2·32 =18 кВт2. (2. 3)

Определяем эффективное число электроприемников для ШС1по формуле:

nэ = = шт. (2. 4)

Найденное значение nэ округляем до ближайшего меньшего числа, nэ =13 шт.

Для нахождения расчетного коэффициента Кр определяем групповой коэффициент использования всех присоединенных к распределительному шинопроводу электроприемников, который вычисляется по формуле:

Ки. гр = (2. 5)

По найденным значениям Ки и nэ из находим Кр=1,06.

Расчетные мощности Pр, Qр, и Sр по итоговой строке для шинопровода определяются по формулам:

PР = Кр·Ки·Pн = Кр·Pс.р. =1,06•86,43=91,61 кВт; (2. 6)

Qр = Qср, при 10 < nэ;

Qр =86,76 квар; (2. 7)

Sр = = кВА. (2. 8)

Аналогично производятся расчеты для остальных групп электроприемников, которые сводятся в таблицу 2.1.

2.1.2 Расчет осветительной установки кузнечно-механического цеха

Для кузнечно-механического цеха необходимо спроектировать установку электрического освещения, которое состоит из рабочего и аварийного освещения.

Исходными данными являются:

— строительные габариты цеха:

— длина — 42 м; ширина — 24 м; высота — 8 м;

— строительный модуль — 12×6 м.

Коэффициенты отражения потолка, стен, расчетной поверхности или пола в зависимости от окраски или побелки помещения для рассматриваемого помещения принимаем: п = 50, с = 20, р = 10.

Определяем количественные и качественные нормируемые показатели освещения.

По СНиП, табл. 14, 15, 16 [2]:

а) минимальная (нормируемая) освещенность — Ен = 300 лк;

б) коэффициент пульсации — Кп = 20%;

в) коэффициент запаса — Кз =1,6;

г) нормируемая расчетная плоскость — Г = 0,8 м.

Для освещения кузнечно-механического цеха намечаем к установке лампы типа ДРИ, имеющие хорошую световую отдачу.

Цех относится к нормальным помещениям класса П-II. В качестве осветительных приборов для общего рабочего освещения выбираем светильники для промышленных предприятий типа ГСП 15 с газоразрядными лампами типа ДРИ, с кривой силы света (КСС) — Г-2 и КПД светильника — 60 (св=0,6). Степень защиты светильника — IP54.

Для общего рабочего освещения к установке в светильниках намечаем лампы типа ДРИ-400Вт со световым потоком Ф = 34 000лм.

Для аварийного освещения принимаем к установке светильники типа НСП20 с с лампами типа КЛЛ мощностью 250Вт, степень защиты светильника — IP63.

Определяем расчетную высоту подвеса светильника над рабочей поверхностью:

(2. 9)

где H = 8 м — высота помещения;

hсв =0,6 м — высота свеса (расстояние от светильника до перекрытия),

hрп = 0,8 м — высота расчетной рабочей поверхности.

h = 8 — 0,6 — 0,8 =6,6 м

Определяем индекс помещения:

. (2. 10)

На основании известных данных:

— индекса помещения i =2,1;

— кривой силы света светильника КСС — Г-2;

— коэффициентов отражения 50%, 20%, 10%

находим коэффициент полезного действия помещения- 86 (п=0,86).

Определяем коэффициент использования осветительной установки:

и = св п = 0,86 0,6 = 0,52. (2. 11)

Определяем общее количество светильников для проектируемой установки:

шт, (2. 12)

где Ен = 300 лк — нормируемая освещенность;

Кз = 1,6 — коэффициент запаса;

Z = 1,15- для ламп ДРИ;

м2 — площадь помещения;

n = 1 — число ламп в светильнике;

Ф =34 000 лм -световой поток лампы типа ДРИ;

и = 0,52 — коэффициент использования осветительной установки.

Определяем минимальное и максимальное расстояния, между светильниками исходя из допустимых значений = 0,8 — 1,1 для светильников с КСС типа Г-2.

L1 = · h = 0,8 ·6,6= 5,28 м; (2. 13)

L2 = · h = 1,1 ·6,6 =7,26 м. (2. 14)

Светильники размещаются на тросе на расстоянии 6 м друг от друга и на расстоянии 6 м ряд от ряда. Окончательно принимается 29 светильников.

Наносим светильники на план цеха.

Количество светильников аварийного освещения для эвакуации людей составляет (10−15)% от количества светильников рабочего освещения:

Nав=29 · 0,15=4,4? 4 шт. Исходя из планировки цеха принимаем 6 светильников.

Светильники аварийного освещения располагаем около светильников рабочего освещения.

Для остальных помещений производим аналогичный расчет и сводим в таблицу.

Таблица 2.2 — Расчет освещения помещений цеха

Наименов помещения

Площадь помещения, м2

Нормир освещен, лк

Коэфф полезного действия и

Индекс помещ

Тип лампы

Тип светильника и степень защиты

КПД ОУ, %

Кол-во светильн

Ремонтная база

60

300

0,375

1,1

КЛЛ 250

НСП 20 IP63

0,75

10

Склад

48

75

0,375

1,2

КЛЛ 250

НСП 20 IP63

0,75

4

Установленная мощность всех светильников в цехе рассчитывается по выражению:

Руст= КПРА ·Ркуз цех+ Ррем. база+ РсклЩАО, (2. 15)

Руст=1,1·29·0,4+10·0,25 + 4·0,25 + 6· 0,25 = 17,86 кВт.

Qуст= КПРА ·Ркуз цех tg+ Ррем. база tg+ Рскл tg+РЩАО tg,(2. 16)

Qуст=1,1·29·0,4· 1,73+10·0,25· 0,75 + 4·0,25 · 0,75+ 6· 0,25· 0,75= 25,8 квар.

Выбор напряжения для осветительной установки производим одновременно с выбором напряжения для силовых потребителей, при этом для отдельных частей этой установки учитываются также требования техники безопасности. Для питающей сети светильников общего освещения рекомендуется напряжение не выше 400/220 В переменного тока с заземленной нейтралью.

Для групповой сети принимаем пятипроводную сеть напряжением 400/220 В.

Светильники аварийного освещения для эвакуации людей из здания должны присоединяться к независимому источнику питания. Групповые щитки расположены на стыке питающих и групповых линий и предназначены для установки аппаратов защиты и управления электрическими осветительными сетями.

При выборе типов щитков учитываем условия среды в помещениях, способ установки щитка, типы и количество установленных в них аппаратов и количество запроектированных групп.

К установке в кузнечно-механическом цехе принимаем для рабочего освещения распределительный шкаф типа ПР 8501−1092 с выключателем на вводе серии ВА 51−39 и на 10 отходящих линии с трехполюсным выключателем серии ВА 51−31, Iрасц =10−100 А. Конструктивное исполнение шкафа — навесное со степенью защиты IP54 и климатическим исполнением У3 [4]. Для аварийного освещения принимаем к установке щиток типа ЯОУ 8501 с пакетным выключателем на вводе ПВЗ-60 на 6 отходящих линий с однополюсными автоматическими выключателями типа АЕ1000 Iрасц=10−25А. Конструктивное исполнение шкафа — навесное со степенью защиты IP54 и климатическим исполнением УХЛ4 [4]. Располагаем щитки освещения открыто на стене у входа в цех.

Проверяем, насколько равномерно по фазам распределены светильники:

Рр фазы А=NA·PЛ·КПРА, (2. 17)

где NA — количество светильников в группе, подключенных к фазе А;

PЛ — мощность лампы кВт;

КПРА — коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре.

КПРА=1,1 — для ламп типов ДРИ;

Рр фазы А=3·0,4·1,1=1,32 кВт,

Рр фазы в=3·0,4·1,1=1,32 кВт,

Рр фазы с=2·0,4·1,1=0,88 кВт.

Вычисляем степень неравномерности загрузки по фазам:

(2. 18)

Что не превосходит допустимого значения — 15%.

Производим расчет для одной группы освещения.

Находим наиболее удаленную от щитка и наиболее загруженную группу

Рр. гр = Nгрn ·РлКПРА, (2. 19)

где КПРА — коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре;

КПРА = 1,1 — для ламп типов ДРИ.

Ргр = 7· 0,4 ·1,1 =3,08 кВт.

Выбор сечений проводников по нагреву осуществляем по расчетному току Iр, значение которого определяется по формулам:

, (2. 20)

где cos — коэффициент мощности нагрузки,

cos = 0,5 — для ламп типа ДРИ.

По справочным данным, в зависимости от расчетного тока определяем ближайшее большее стандартное сечение. Это сечение приводится для конкретных условий среды и способа прокладки проводов и кабелей [2]. Для групповой сети принимаем пятижильный кабель с медными жилами сечением 1,5 мм2 марки ВВГ 5×1,5, с допустимым током Iд = 19 А при прокладке кабеля в воздухе.

Iр Iд; 9,4 А 19 А.

Важным условием при проектировании осветительных сетей является обеспечение у ламп необходимого уровня напряжения. Для этих целей выполняют расчет осветительной сети по потере напряжения.

Принимая за umin минимально допустимое напряжение у наиболее удаленных ламп, можно определить величину располагаемых потерь up напряжения в сети по формуле

up= ux — umin — uт, (2. 21)

где ux — номинальное напряжение при холостого хода трансформатора;

uт — потеря напряжения в трансформаторе, приведенная ко вторичному напряжению.

Все составляющие, приведенные в формуле, указаны в процентах от Uном.

Напряжение холостого хода трансформатора обычно составляет 400/231 В, т. е 105 Uном.

Потеря напряжения в трансформаторе зависит от коэффициента загрузки трансформатора и коэффициента мощности нагрузки и составляет 3 — 3,5 Uном.

Снижение напряжения по отношению к номинальному не должно у наиболее удаленных ламп превышать следующих значений:

2,5 — у ламп рабочего освещения промышленных и общественных зданий, а также прожекторного освещения наружных установок.

up = 105 — 97,5 — 3,5 = 4.

Располагаемую потерю напряжения при расчетах распределяем на потерю напряжения в питающей и групповой сети:

uпит = 1,5,

uгр = 2,5.

При заданных номинальном напряжении сети и материале проводника:

, (2. 22)

где с = 72 — коэффициент для трехфазной сети с нулем при номинальном напряжении 380/230 В для медных проводов.

S = 1,5 — сечение данного участка сети, мм2;

М — сумма моментов участков сети, кВтм.

М= Рр. гр ·l2 + Рр. 3 ·l3/2,

где Рр. гр — расчетная мощность светильников наиболее удаленной группы, кВт;

l2 — длина кабеля от щитка освещения до наиболее удаленной группы, м;

l3 — длина кабеля большего участка группы, м;

l3/2 — так как светильники на участке распределены равномерно;

Рр. 3 — расчетная мощность светильников, подключенных от большего участка группы, кВт.

(2. 23)

Согласно ПУЭ от перегрузок необходимо защищать силовые и осветительные сети, выполненные внутри помещений открыто проложенными изолированными защищенными проводниками с негорючей изоляцией.

При выборе номинальных токов аппаратов защиты с учетом пусковых токов источников света рекомендуется пользоваться следующими указаниями. Для сетей лампами ДРИ при защите автоматическим выключателем с комбинированным расцепителем:

Iрасц Iр·1,2. (2. 24)

Определяем ток комбинированного расцепителя автоматического выключателя осветительного щитка на группу

Iрасц = IР·1,2=9,4·1,2=11,3 А

По 5 выбираем трехполюсный выключатель ВА51−31 с номинальным током 100А с комбинированным расцепителем на номинальный ток Iрасц=16 А.

Проверяем выбранный аппарат защиты с проводником, питающим светильник.

Iдоп. =19 А Iрасц. =16 А

Выбор способов прокладки, марок проводов и кабелей производится с учетом многих факторов и местных условий, наиболее важным является характер окружающей среды и строительные особенности зданий.

В производственных помещениях со стальными или железобетонными фермами, на которых устанавливают светильники, наиболее целесообразной является проводка вдоль пролетов на тросе.

Определяем расчетную мощность рабочего освещения:

Рр = Руст · Кс ·КПРА, (2. 25)

где Кс — коэффициент спроса;

КПРА — коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре;

Руст — установленная мощность (формула 2. 15);

Кс = 1- для производственных зданий;

Рр =16,96·1·=16,96 кВт.

Qуст=1,1·29·0,4· 1,73+10·0,25· 0,75 + 4·0,25 · 0,75+ 6· 0,25· 0,75= 25,8 квар.

Определяем расчетный ток питающей сети:

.

Данная питающая сеть должна быть защищена от токов КЗ и от перегрузки, поэтому определяем расчетный ток комбинированного расцепителя автоматического выключателя:

Iрасц = Iр ·1,2 =46,9·1,2=56,3 А.

Принимаем по шкале номинальных токов расцепителей ближайшее стандартное значение номинального тока Iном=63 А. Сечение кабеля выбираем по расчетному току сети и проверяем по току защитного аппарата. Принимаем четырехжильный кабель ВВГнг — кабель с медными жилами с изоляцией и оболочкой из ПВХ пластиката, без защитного покрова, не поддерживающий горение. ВВГнг 4×6 мм2 с длительным допустимым током Iдоп = 66А.

Iдоп = 66 А Iрасц =63А.

Рассчитаем питающую сеть на потерю напряжения и проверим выбранное сечение кабеля.

(2. 26)

Суммарная потеря напряжения от низковольтного щита ТП до самого удаленного светильника составила

U = U пит + U гр =1,23 + 0,4 =1,63%. (2. 27)

Фактически полная же потеря напряжения будет несколько больше найденной по формуле, так как в расчете не учитывается реактивная составляющая потери напряжения и ее можно определить по формуле:

U = U К, (2. 28)

где К — поправочный коэффициент, учитывающий реактивную составляющую потери напряжения.

Значения К можно принимать для кабелей и проводов с медными жилами, прокладываемых в воздухе, равными 1,05 — при сечении 2−16 мм2.

U= 1,051,63 =1,71, что значительно меньше располагаемых потерь up = 4.

Для остальных помещений расчет производим аналогично. Результат расчета сводим в таблицу 2.3.

Для аварийного освещения принимаем осветительный щиток ЯОУ 8501 с однополюсными выключателями АЕ1000 Iном=25А, [4].

Таблица 2.3 — Расчет и выбор оборудования сети освещения

Наименов помещения

Групповая сеть

Питающая сеть

Расчетная мощность,

Рр, кВт

Расчетный ток, Iр, А

Аппарат защиты

Проводник

Расчетная мощность, Рр, кВт

Расчетный ток, I, А

Аппарат защиты

Проводник

Расчетный ток расцепителя Iрасц, А

Номинальный ток расцепителя, Iрасц, А

Тип выключателя

Тип

Допустимый ток, Iдоп, А

Расчетный ток расцепителя, Iрасц, А

Номинальный ток расцепителя, Iрасц, А

Тип выключателя

Тип

Допустимый ток, Iдоп, А

Кузнечно-механич цех

3,08

9,4

11,3

16

ВА 51−31

ВВГ 5×1,5

19

16,9

42,3

51

63

ВА 51−39

ВВГнг 4х6

66

Слад

1

4,5

5,5

6,3

АЕ 1000

ВВГ 3×1,5

19

Ремонт-ная база

1,25

5,7

6,8

10

АЕ 1000

ВВГ 3×1,5

19

Расчётная мощность аварийного освещения:

Pр. гр=Nгр·Рл=2·0,25=0,5 кВт. (2. 29)

Расчётный ток групповой сети аварийного освещения:

. (2. 30)

Определяем расчетный ток комбинированного расцепителя автоматического выключателя:

Iрасц = Iр ·1,2 =2,4·1,2=2,9 А.

Принимаем ток расцепителя автоматического выключателя АЕ 1000 групповой сети Iрасц=6,3 А. Групповую сеть аварийного освещения выполняем кабелем ВВГ 3×1,5 мм2 с допустимым током Iдоп=19А.

Определяем расчетный ток питающей сети:

.

Данная питающая сеть должна быть защищена от токов КЗ и от перегрузки, поэтому определяем расчетный ток комбинированного расцепителя автоматического выключателя:

Iрасц = Iр ·1,2 =2,3·1,2=2,88 А.

Принимаем по шкале номинальных токов расцепителей ближайшее стандартное значение номинального тока Iном=16 А. Сечение кабеля выбираем по расчетному току сети и проверяем по току защитного аппарата. Принимаем четырехжильный кабель ВВГнг — кабель с медными жилами с изоляцией и оболочкой из ПВХ пластиката, без защитного покрова, не поддерживающий горение. ВВГнг 4×1,5 мм2 с длительным допустимым током Iдоп = 28А.

Iдоп = 28 А Iрасц =16 А.

2.1.3 Расчет осветительной нагрузки цехов завода

При расчете нагрузок завода учитывается не только силовая нагрузка цехов, но и осветительная нагрузка цехов и наружного освещения территории.

Расчетная активная нагрузка освещения определяется по формуле:

Рp.o. = Ру. ·Кс, (2. 31)

где Ру - активная мощность освещения цеха, кВт;

Кс - коэффициент спроса, принимаемый по [2].

Мощность освещения цеха определяется по формуле:

Рууд • Sц, (2. 32)

где Ру - плотность осветительной нагрузки данного цеха, кВт/м2;

Sц- площадь цеха, м2.

Значения площадей цехов предприятия определяются по генплану завода.

Расчетная реактивная нагрузка освещения определяется по формуле:

Qp.o. = Рр.о. · tg ц, (2. 33)

где tg ц определяется по [2].

При расчете освещения учитывается и наружное освещение предприятия.

Рн.о. = Руд ·(Sn -?Sц,), (2. 34)

где ·(Sn -?Sц,) = 70 152 м2 — площадь наружной территории завода.

Для склада метизов электрическая нагрузка рассчитывается:

Руд. о=10 В т/м2, F= 3072 м2, Кс= 0,6, = 1,73.

Руст=10·1440 = 14,42 кВт. Рp.o. = 14,4·0,6 =8,6 кВт, Qp.o. = 8,6·1,73= 15 квар.

Аналогичные расчеты по остальным цехам сведены в таблицу 2.4.

2.1.4 Расчет электрических нагрузок завода

Приведем пример расчета электрических нагрузок для склада метизов:

Pс.р. = Ки·Pн =0,3·220=66 кВт; Qс.р. = Pс. р·tg =66·1,02=67,3 квар.

Эффективное число электроприёмников в целом по цеху определяются по упрощённой формуле:

nэф= шт.

По найденным значениям Ки и nэ из находим Кр=1.

PР = Кр·Pс.р. =1•66=66 кВт; Qр =1•67,3=67,3 квар.

Групповой коэффициент использования для строки «Итого по заводу» определяется:

, (2. 35)

Определяем число присоединений N (10 кВ) на сборных шинах ГПП. Пока не разработана схема электроснабжения, N можно принять в диапазоне 9−25 для ГПП. По найденному Ки и числу присоединений N определяется значение коэффициента одновременности Ко по [2].

Ко = 0,9.

Расчетные активные и реактивные мощности определяются по выражениям:

, (2. 36)

(2. 37)

кВт,

квар.

Чтобы определить полную мощность электрической нагрузки завода необходимо учесть потери в цеховых трансформаторах. Потери в трансформаторах обычно по каждому цеху не определяются, а определяются в целом по заводу.

Потери определяются по формулам:

, (2. 38)

, (2. 39)

где S'P — расчетная мощность нагрузки низковольтной и высоковольтной, питающейся через трансформаторы, кВ•А.

Для определения S'р находим коэффициент реактивной мощности в целом по заводу:

.

Расчетные мощности для вычисления потерь в трансформаторах находим по формулам:

, (2. 40)

, (2. 41)

кВт;

квар;

кВ•А;

кВт;

квар.

  • Расчет нагрузок по остальным цехам аналогичен и сводится в таблицу 2.5.

2.2 Определение центра электрических нагрузок завода

Картограмма электрических нагрузок дает первоначальное представление о распределении нагрузок по территории предприятия, а также об их структуре. Нагрузка изображается в виде окружности, площадь которой в выбранном масштабе равна расчетной нагрузке цеха, здания сооружения:

Расчет ЦЭН и картограммы производим в табличной форме (таблица 2. 6).

Определяем радиус окружности (на примере склада метизов):

(2. 42)

где — расчетная нагрузка объекта (цеха), кВт;

m — масштаб

.

Для наглядности представления структуры нагрузок, окружности делят на сектора.

Определяем, например угол сектора окружности осветительной нагрузки (на примере склада метизов):

, (2. 43)

где — осветительная нагрузка объекта (цеха), кВт;

— расчетная нагрузка объекта (цеха), кВт.

После построения картограммы нагрузок находят центр активных нагрузок, на основании известных расчетных активных мощностей и определенных по картограмме координат центров каждого цеха.

ЦАН: = мм (2. 44)

= мм. (2. 45)

Расчет сводим в таблицу 2.6.

2.3 Выбор рациональных напряжений сетей электроснабжения

Выбор напряжения питания зависит от мощности, потребляемой предприятием, его удаленности от источника питания, напряжений, имеющихся на источнике питания, типа оборудования, установленного на предприятии, технико-экономических показателей.

Для приближенного определения рационального напряжения воспользуемся формулами Илларионова и Стилла:

(2. 46)

, (2. 47)

где — передаваемая мощность, МВт;

— расстояние до источника питания, км.

Уточняем, по данным об источнике питания, напряжение питания: при

Uрац 110 кВ = = 58 кВ.

Uрац 35 кВ = = 57,7 кВ.

.

.

Окончательно принимаем напряжение источника питания 110 кВ — как более рациональное и экономически выгодное.

Напряжение внутрикомбинатского электроснабжения принимаем 10 кВ, так на предприятии присутствуют СД на 10 кВ.

Напряжение внутрицехового электроснабжения обусловлено типом основных электроприемников предприятия и осветительной нагрузки. Поэтому принимаем наиболее выгодную систему напряжений 380/220 В.

2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций и места их размещения

Выбор места расположения, числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций (ТП) производим исходя из категории надежности электроснабжения потребителей, расчетной нагрузки и условий окружающей среды. На выбор мощности трансформаторов также влияет удельная плотность нагрузки объекта (цеха).

В зависимости от категории надежности электроснабжения потребителей обычно принимают один или два трансформатора на подстанции, а в случае питания значительных сосредоточенных нагрузок, как исключение, принимают трех трансформаторные подстанции. При проектировании ТП допускается объединять объекты с небольшими нагрузками и присоединять их на одну подстанцию, размещаемую у потребителя наибольшей мощности. Целесообразность объединения проверяем условием:

(2. 48)

где — полная расчетная мощность объекта (цеха), кВА

— расстояние от нагрузки до подстанции, м.

Расчет числа и мощности трансформаторов в цеховых ТП производим в табличной форме (таблица 2. 7). Расчетные нагрузки берем из таблицы 2.4.

Удельную плотность нагрузки объекта (цеха) определяем по формуле (на примере склада метизов):

, (2. 49)

где — площадь цеха (м2)

кВА/ м2.

Предварительно определяем номинальную мощность и количество трансформаторов. Так как нагрузки объектов небольшие, то объединяем их, и присоединяем к одной ТП.

Номинальную мощность трансформатора определяем по формуле:

, (2. 50)

где N — количество трансформаторов;

— коэффициент загрузки трансформатора.

. Выбираем один трансформатор мощностью 400 кВА.

Определяем фактический коэффициент загрузки до компенсации реактивной мощности:

; (2. 51)

.

Колонку с допустимым коэффициентом загрузки трансформатора в аварийном режиме () заполняем после компенсации реактивной мощности, когда будут уточнены расчетные мощности объектов, количества и номинальные мощности трансформаторов.

Проверку выбранной мощности трансформаторов с учетом требований взаимного резервирования и допустимой аварийной перегрузки производят по формуле:

, (2. 52)

где К1,2 — доля электроприемников I и II категорий в расчетной нагрузке, К1,2=0,8.

Кз. а — допустимый коэффициент загрузки трансформаторов в аварийном режиме, для трансформаторов с масляным охлаждением Кз. а=1,3.

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.7.

2.5 Расчет мощности компенсирующих устройств и места их размещения

Работа большинства электроприемников переменного тока сопровождается потреблением не только активной, но и реактивной мощности. Не меняя режима работы предприятия невозможно изменить потребляемую им активную мощность в отличие от реактивной мощности, которую можно регулировать, то есть компенсировать.

Определяем значения входной реактивной мощности, то есть разрешённой мощности передаваемой из сети энергосистемы в сеть предприятия в режиме наибольших активных нагрузок энергосистемы:

Qэ=(Рр. пот. +ДРт. гпп)?tgэ, (2. 53)

где tgэ- экономически нормативное значение коэффициента мощности (при питании на напряжении 110 кВ, равен 0,5).

Вычисляем необходимую мощность компенсирующих устройств (КУ) в целом по предприятию:

Qк.у. =Qр. +ДQт. гпп.  — Qэ; (2. 54

ДРт. гпп=0,007?Sр=0,007? 11 047,5 = 77,3 кВт; (2. 55)

ДQт. гпп. =0,09?Sр=0,09? 11 047,5 = 994,3 квар; (2. 56)

Qэ=(9246,3+77,3)? 0,5 = 4661,8 квар;

Qк. у=6045,9+994,3 — 4661,8=2378 квар;

Qк. у>0, значит необходима компенсация.

Приведем пример расчета и выбора компенсирующих устройств для ТП 1:

Принимаем 1 батарею мощностью 90 квар УКБ-0,38−90 УЗ, Qк.у. факт. =90 квар.

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.8.

Выбираем следующие типы конденсаторных батарей: УКМ-0,4−90 У3, УКМ-0,4−140 У3, УКМ-0,4−180 У3, УКМ-0,4−150 У3, УКМ-0,4−70 У3, УКМ-0,4−160 У3.

2.6 Выбор схемы электроснабжения завода

Схема электроснабжения промышленных предприятий должна удовлетворять следующим требованиям;

— удобство в эксплуатации; надежность; экономичность и т. д.

Для повышения этих требований руководствуюсь следующими принципами при проектировании;

— источник питания высшего напряжения максимально приближают к потребителям электроэнергии (или к центру электрических нагрузок завода);

— выбор элементов схемы осуществляется из условия постоянной работы под нагрузкой всех элементов сети;

— предусматривается раздельная работа параллельных элементов схемы (ЛЭП, трансформаторов и т. д.).

Учитывая, эти требования и категорию надежности электроснабжения потребителей принимаем;

— распределительная сеть предприятия выполнена по радиально- магистральной

схеме кабельными линиями, проложенными в траншеях, на напряжение 10 кВ.

— внешнее электроснабжение завода выполнено на напряжение 110 кВ по радиальной схеме.

На стороне высшего напряжения ГПП присоединяется к воздушной линии 110 кВ через разъединители и выключатели. На стороне низшего напряжения выбираем схему с одной рабочей секционированной системой сборных шин. Каждая секция запитывается от одного трансформатора, при этом предусмотрен секционный выключатель для бесперебойности электроснабжения.

ГПП состоит из открытого распредустройства (ОРУ) и закрытого распредустройства (ЗРУ).

2.7 Расчет и выбор мощности трансформаторов ГПП

В большинстве случаев на ГПП промышленных предприятий устанавливают два трансформатора. Однотрансформаторные ГПП применяют для предприятий, на которых отсутствуют потребители I категории и при наличии централизованного резерва трансформаторов. Установка трех трансформаторов на ГПП возможна и необходима в случаях электроснабжения потребителей с резкопеременной нагрузкой от отдельного трансформатора.

Выбор мощности трансформаторов ГПП производится на основании расчетной нагрузки предприятия Sр с учетом проведенной компенсации реактивной мощности.

На ГПП устанавливаются два трансформатора, расчетная мощность каждого из них определяется по условию:

(2. 57)

.

К установке на ГПП возможны два варианта: 2 трансформатора ТДН 10 000/110 или 2 трансформатора ТМН 6300/110.

Вариант 1: 2 трансформатора ТДН 10 000/110

(2. 58)

Вариант 2: 2 трансформатора ТМН 63 000/110

С учетом отключения потребителей третьей категории:

Следовательно, окончательно выбираем вариант 1 — 2 трансформатора ТДН 10 000/110.

Технические характеристики трансформатора приведены ниже.

Таблица 2.8 — Технические характеристики трансформаторов ГПП

Тип

Напряжение, кВ

Потери, кВт

Uк. з, %

Iк. з, %

ВН

НН

Х.Х.

К.З.

ТДН 10 000/110

110

10

26

85

10,5

0,85

ТДН — трехфазный трансформатор с принудительным охлаждением воздуха и естественной циркуляцией масла, снабжен РПН. Схема соединения обмоток Y/.

На ГПП устанавливается два трансформатора собственных нужд. Трансформаторы собственных нужд (ТСН) присоединяют к выводам низшего напряжения главных трансформаторов на участках между трансформатором и вводным выключателем. Эти трансформаторы необходимы для питания электрооборудования на ГПП: приводы выключателей, освещение и т. п.

Мощность трансформаторов собственных нужд определяются по формуле:

. (2. 59)

На ГПП принимаем трансформатор ТМГ 25/10.

Таблица 2.9 — Технические характеристики ТСН

Тип трансформа-тора

Мощность

Sном,

кВА

Номинальное напряжение, кВ

Потери, кВт

Напряжение КЗ, UКЗ, %

Ток холостого хода, Ixx, %

Схема соединения обмоток.

ВН

НН

ХХ

КЗ

ТМГ-25/10

25

10

0,4

0,13

0,69

4,7

3,2

Y/Zн-11

Номинальный ток трансформатора собственных нужд определяется:

2.8 Расчет токов короткого замыкания на стороне высокого напряжения

Расчет токов КЗ необходим для выбора и проверки токоведущих устройств и аппаратов защит высоковольтной сети на устойчивость к действию токов КЗ.

Наиболее тяжелым является режим трехфазного КЗ. При расчете необходимо учитывать ток подпитки высоковольтными двигателями.

Схема замещения составляется следующим образом: учитывается только индуктивные сопротивления высоковольтной сети (энергосистемы, ЛЭП, трансформатора), т.к. активные сопротивления значительно меньше индуктивных и не оказывают на величину токов КЗ значительного влияния.

Составим расчетную схему и схему замещения для определения токов короткого замыкания.

Для расчета принимаем базисные величины:

МВА; кВ; кВ;

км МВА;

кА; (2. 59)

; (2. 60)

Рисунок 1 — а) расчетная схема; б) схема замещения

Сопротивление системы:

. (2. 61)

Сопротивление ВЛ

(2. 62)

Сопротивление трансформатора ГПП

(2. 63)

Токи КЗ в точке К1

кА (2. 64)

Действующее значение ударного тока КЗ:

кА. (2. 65)

Мгновенное значение ударного тока КЗ в К1:

кА. (2. 66)

Находим значение периодической составляющей тока КЗ в точке К2 (с учетом влияния тока подпитки от электродвигателей). Ток К З от энергосистемы:

. (2. 67)

Ток подпитки от синхронных электродвигателей определяется:

, (2. 68)

где.

. (2. 69)

Находим действующее значение суммарного тока периодической составляющей в точке К2 (с учетом влияния тока подпитки от электродвигателей).

.

Определяем амплитудное значение ударного тока в точке К2.

(2. 70)

2.9 Выбор и проверка высоковольтного оборудования

Выбору по максимальным рабочим токам и проверке на стойкость к токам КЗ подлежат:

— сборные шины;

— коммутационно-защитные аппараты; выключатели, разъединители, предохранители;

— измерительные трансформаторы тока и напряжения;

— определяется минимально допустимое сечение проводов и кабелей по термической стойкости.

Выбор и проверка оборудования производится на основании результатов расчетов: номинального и аварийного режимов, токов К.З. и сравнения полученных данных с каталожными данными того или иного оборудования.

2.9.1 Выбор и проверка коммутационно-защитной аппаратуры на стороне 110 кВ

Для выбора разъединителей и выключателей определяем максимальный рабочий ток силового трансформатора:

. (2. 71)

Выбор аппаратов защиты отражен в таблице 2. 10.

Таблица 2. 10 — Выбор оборудования напряжением 110 кВ

Условие выбора

Расчетная величина

Разъединитель

Выключатель

, кВ

110

110

110

, А

68,3

1000

1000

Iоткл?IП0 К1, кА

3,99

-

50

, кА

10,13

80

80

Iтерм. ст?IП0 К1, кА

3,99

31,5

50

tнт?tn, c

2

3

3

Тип

РНДЗ-110/1000У1

ВБУ-110

РНДЗ-110/1000У1 — разъединитель наружний, двухколонковый, для работы в районах с умеренным климатом на открытом воздухе, на номинальное напряжение 110 кВ и номинальный ток 1000 А.

ВБУ-110 — выключатель вакуумный, баковый, усиленный по скорости восстанавливающегося напряжения.

Таблица 2. 11-Выбор трансформаторов тока напряжением 110 кВ

Условие выбора

Расчетная величина

Каталожные данные

, кВ

110

110

, А

68,3

200

Iтерм. ст?IП0 К1, кА

3,99

5

tнт?tn, c

2

3

Тип

ТВ 110 II 200/5

Для защиты от перенапряжений изоляции и трансформаторов, аппаратуры напряжением выше 1 кВ применяют ограничители перенапряжения. Принимаем к установке ОПН-110, ОПН-У. УХЛ1/ТЕL-110/77, ОПННп-110/56−10 УХЛ1.

Для подключения коммерческих приборов учета электроэнергии на стороне ВН выбираем трансформаторы напряжения марки НКФ — 110 У1.

2.9.2 Выбор трансформаторов тока напряжением 10 кВ

Трансформаторы тока предназначены для понижения первичного тока до стандартной величины 5А и для отделения цепей измерения и защит от первичных цепей высокого напряжения.

Выбор трансформаторов тока при проектировании РУ заключается в выборе типа трансформатора, определении ожидаемой нагрузки (Р2 или r2) сопоставлении ее с номинальной, проверке на электродинамическую и термическую стойкость.

Выбору и проверке подлежат трансформаторы тока, устанавливаемые на вводе, на линиях отходящих к цеховым подстанциям и СД.

Рассчитываем рабочие максимальные токи:

ввода (к секции шин 10 кВ)

(2. 72)

секционная ячейка

Расчетная нагрузка складывается из сопротивления последовательно включенных приборов, соединительных проводов и контактов.

Определим полное сопротивление вторичной нагрузки трансформаторов тока:

(2. 73)

где Zпр — суммарное сопротивление приборов:

Zn — сопротивление проводов:

Zк — сопротивление контактов, Zк = 0,1 Ом

Таблица 2. 12 — Приборы на отходящих линиях

Наименование приборов

Фаза А, ВА

Фаза В, ВА

Фаза С, ВА

Амперметр

0,1

-

-

Счетчик электрической энергии СЭТ 4 М

1

-

1

Итого: (Sпр)

1,1

-

1

Ом, (2. 74)

где Iн — вторичный ток

где — удельное сопротивление провода, для алюминиевого провода

l — длина отходящих линий;

l — 36 м — для ввода в РУ 10 кВ; l — 5 — для отходящих линий;

F — сечение провода, 4 мм2;

Ом;

Ом;

Zрасч. ввод = 0,044+0,25+0,1=0,394 Ом;

Zрасч. отк = 0,044+0,035+0,1=0,179 Ом.

Определяем расчетную мощность вторичной обмотки:

ВА.

ВА.

Выбор трансформаторов тока отражен в таблицах 2. 13 и 2. 14.

Таблица 2. 13- Выбор трансформаторов тока для вводной и секционной ячейки

Условия выбора

Вводная ячейка РУ 10 кВ

Секционная ячейка

Ячейка к СД

расчетное

значение

каталожное значение

расчетное

значение

каталожное значение

расчетное

значение

каталожное значение

10

10

10

10

10

10

751,4

800

376

400

42,8

100

Iтерм. ст?IП0 К2, кА

5,8

31,5

5,8

31,5

5,8

10

tнт?tn, c

1,5

3

1,2

3

0,7

3

15,4

81

15,4

81

15,4

52

9,85

10

9,85

10

4,5

10

Класс точности

0,5

0,5

0,5

Тип

ТЛК — 10

ТЛК — 10

ТЛК — 10

  • Таблица 2. 14 — Выбор трансформаторов тока на отходящих ячейках 10 кВ
  • Условия выбора

    Ячейка к ТП 8

    Ячейка к ТП 3

    Ячейка к ТП 7

    Ячейка к ТП 5

    расчет

    катал.

    расчет

    катал.

    расчет.

    катал.

    расчет.

    катал.

    10

    10

    10

    10

    10

    10

    10

    10

    120,2

    150

    134,7

    150

    77,4

    100

    189,4

    200

    Iтерм. ст?IП0 К2, кА

    5,8

    10

    5,8

    10

    5,8

    10

    5,8

    10

    tнт?tn, c

    0,7

    3

    0,7

    3

    0,7

    3

    0,7

    3

    15,4

    52

    15,4

    52

    15,4

    52

    15,4

    52

    4,5

    10

    4,5

    10

    4,5

    10

    4,5

    10

    Класс точности

    0,5

    0,5

    0,5

    0,5

    Тип трансфор-матора тока

    ТЛК — 10

    ТЛК — 10

    ТЛК — 10

    ТЛК — 10

    2.9.3 Выбор высоковольтных выключателей и ячеек КРУ

    Выбор комплектных распределительных устройств производится по послеаварийным токам ввода и наиболее загруженной линии, по номинальному напряжению, проверяются на термическую и динамическую стойкость.

    После выбора КРУ определяются типы выключателей, которыми они комплектуются.

    Выбор ячеек КРУ и вакуумных выключателей отражен в таблице 2. 15.

    Таблица 2. 15 — Выбор ячеек КРУ и выключателей напряжением 10 кВ

    Условия выбора

    Вводной выключатель

    Секционный выключатель

    Выключатель отходящей линии

    расчетное значение

    паспортное значение

    расчетное значение

    паспортное значение

    расчетное значение

    паспортное значение

    , кВ

    10

    10

    10

    10

    10

    10

    751,4

    1000

    376

    400

    189,4

    630

    , кА

    5,8

    20

    5,8

    20

    5,8

    20

    , кА

    15,4

    51

    15,4

    51

    15,4

    51

    , кА

    5,8

    20

    5,8

    20

    5,8

    20

    tнту?tотх. л, с

    1,5

    4

    1,2

    4

    1,2

    4

    Тип выключателя

    ВВ/TEL-10−20/1000

    ВВ/TEL-10−20/630

    ВВ/TEL-10−20/630

    Тип КРУ

    КМ1 -10 -20 У3

    КМ1 -10 -20 У3

    КМ1 -10 -20 У3

    2.9.4 Выбор трансформаторов напряжения 10 кВ

    Выбор трансформатора напряжения заключается в выборе типа трансформатора и схемы соединения его обмоток, определение ожидаемой нагрузки S2расч и сопоставление ее с номинальной S2ном. На динамическую и термическую стойкость трансформаторы напряжения не проверяются. Расчет мощности измерительных приборов и реле производится для секции с наибольшим числом присоединений. При определении вторичной нагрузки сопротивление проводов не учитывается, однако учитываются потери напряжения в них. Согласно ПУЭ потеря напряжения в проводах для коммерческих счетчиков не должна превышать 0,25%.

    Нагрузка трансформатора напряжения представлена в таблице 2. 16.

    Таблица 2. 16 — Нагрузка трансформатора напряжения

    Наименование прибора

    АВ

    ВС

    СА

    Вольтметр

    2

    2

    -

    Счетчик электрической энергии СЭТ-4М

    8х1

    8х1

    8х1

    Реле

    4

    4

    -

    S2расч

    14

    14

    8

    Выбираем трансформатор НАМИ-10.

    Таблица 2. 17 — Параметры трансформатора

    Тип трансформатора

    Uном, В

    S2ном, В•А

    Класс точности

    ВН

    НН

    НАМИ-10

    10 000

    100

    150

    0,5

    Потери напряжения в проводах определяются по формуле:

    , (2. 75)

    где ,

    , (2. 76)

    где Iпр — ток подключенных приборов, А;

    Rпр — сопротивление провода, Ом;

    с — удельное сопротивление провода, Ом•мм2/м;

    l — длина провода, м;

    S — сечение провода, мм2.

    А

    Ом

    .

    Трансформатор напряжения выбран верно.

    Для трансформатора напряжения выбираем предохранитель по:

    А

    Результаты расчета и выбора сводим в таблицу 2. 18.

    Таблица 2. 18 — Технические данные предохранителя

    Условия выбора

    Расчетные данные

    Каталожные данные

    , кВ

    10

    10

    0,017

    -

    , кА

    5,8

    не нормируется

    Тип

    ПКН001−10У3

    2.9.5 Выбор выключателей нагрузки и предохранителей для цеховых трансформаторных подстанций

    Выключатели нагрузки и предохранители устанавливаются перед трансформаторами при магистральной схеме электроснабжения.

    Рабочий максимальный ток для самого мощного трансформатора:

    Таблица 2. 19 — Выбор выключателей нагрузки

    Условия выбора

    Выключатель нагрузки

    расчетное значение

    каталожное значение

    10

    10

    120

    400

    15,4

    50

    5,8

    10

    Тип

    ВнП-10/400

    Таблица 2. 20 — Выбор предохранителей

    Условия выбора

    Номинальная мощность трансформатора

    400 кВ·А

    630

    расчетное

    значение

    каталожное значение

    расчетное

    значение

    каталожное

    значение

    10

    10

    10

    10

    2х23,1

    50

    2х36,4

    100

    5,8

    12,5

    5,8

    12,5

    Тип:

    ПКТ102−10−50−12,5У3

    ПКТ103−10−100−12,5У3

    Продолжение таблицы 2. 20

    Условия выбора

    Номинальная мощность трансформатора

    250 кВ·А

    1600

    расчетное

    значение

    каталожное значение

    расчетное

    значение

    каталожное

    значение

    10

    10

    10

    10

    2х14,5

    50

    2х92,5

    200

    5,8

    12,5

    5,8

    20

    Тип:

    ПКТ102−10−50−12,5У3

    ПКТ104−10−200−20У3

    ПКТ104−10−200−20У3 — предохранитель с кварцевым наполнителем, для силовых трансформаторов, однополюсный, номинальное напряжение 10 кВ, номинальный ток плавкой вставки 200 А, номинальный ток отключения 20 кА.

    Для выбора предохранителей к трансформатору собственных нужд рассчитываем номинальный ток:

    А

    Данные предохранителей заносятся в таблицу 2. 21.

    Таблица 2. 21 — Выбор предохранителей для трансформатора собственных нужд

    Условие выбора

    Трансформатор собственных нужд

    расчетное значение

    каталожное значение

    10

    10

    2х1,44

    3,2

    5,8

    12,5

    Тип

    ПКТ101−10−3,2−12,5У3

    2.9.6 Выбор высоковольтных кабелей

    Выбор сечения кабелей осуществляется по техническим и экономическим факторам:

    — нагрев жил длительно протекающим током Iр? Iдоп (по рабочему току);

    — по рабочему утяжеленному току или послеаварийному;

    — по экономической плотности тока;

    — по термической стойкости к токам короткого замыкания.

    Расчетные токи присоединений определяются:

    — для трансформаторных подстанций

    , (2. 77)

    где УSн. Т — суммарная мощность трансформаторов, подключенных к линии.

    ГПП — ТП 8:

    А;

    — для синхронных двигателей:

    , (2. 78)

    где Pн — номинальная мощность синхронного двигателя, кВт;

    А.

    Ток послеаварийного режима для кабельных линий определяется:

    , (2. 79)

    где коэффициент 1,3 обусловлен 30% перегрузкой цехового трансформатора двухтрансформаторной подстанции.

    ГПП — ТП 8:

    А.

    При прокладке кабелей в земле учитываем поправочный коэффициент:

    Кпоп — коэффициент на прокладку в земле, учитывающий количество параллельно проложенных кабелей (при числе кабелей 2 Кпоп = 0,92).

    Производим проверку кабелей с учетом их прокладки в земле:

    А.

    Принимаем ближайшее стандартное значение сечения 50 мм2, =140 А.

    По экономической плотности тока сечение кабеля определяется следующим образом:

    ,

    где Iн — номинальный ток отходящей линии;

    jэк = 1,4 А/мм2 — экономическая плотность тока, для завода промышленных тракторов при Тм = 4280 ч.

    мм2.

    Принимаем ближайшее стандартное значение сечения 95 мм2, =205 А.

    Минимальное сечение кабеля по термической стойкости определяется по следующей формуле:

    , (2. 80)

    где — периодический ток короткого замыкания, действующий на кабель, кА;

    tn = 0,5 приведенное время действия тока к.з., с;

    с — коэффициент, учитывающий теплоотдачу, А·/мм2.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой