Расчет цехового трансформатора

Расчётный ток двигателя находим  по формуле:

Расчетный ток кабеля:

Расчёты по двигателям, а так же данные по конструктивному выполнению питающей сети, расчетные токи, поправочные коэффициенты, допустимые токи кабелей и проводов, сечениях жил и количеству параллельно проложенных кабелей, сведем в таблицу 6.

Таблица 6

N	Рдв,кВт	Cosџ	Iр,А	Способ прокладки	Материал		Сечение	Iдоп,А	Марка кабеля
Лэ1	160	0,91	253,78	Труба	Алюм.	1,09	3х185	270	АПН
	125	0,93	194	Труба	Алюм.	1,09	3х120	200	АПН
Лэ2	75	0,92	117,67	Открыто	Медь	1	3х35	120	ПРП
Лэ3	40	0,91	63,45	Труба	Алюм.	1,09	3х25	65	КГ
Лэ4	13	0,89	16,38	Труба	Алюм.	1,09	3х3,0	18	АПН
	7,5	0,78	10,75	Труба	Алюм.	1,09	3х2,0	14	АПН
	5,5	0,89	6,91	Труба	Алюм.	1,09	3х2,0	14	АПН
	3	0,89	3,76	Труба	Алюм.	1,09	3х2,0	14	АПН

                           

                                    5. Выбор аппаратов защиты

 

Для защиты применим автоматические выключатели, т.к. они обеспечивают защиту от перегрузки, к.з., а с приставками нулевую защиту и дистанционное отключение.

Выбор автоматов  производится с учётом следующих  требований:

Номинальное напряжение автомата, В:

 

Номинальный ток автомата, А:

 

 

Выбор защиты для одиночных электроприемников 

Номинальный ток теплового расцепителя  вида, А:

              

Номинальный ток электромагнитного  расцепителя вида, А:

              

где I_пуск- пусковой ток двигателя.

 Таблица  7

Защита одиночных  электроприемников.

	Рдв,кВт	Iн,А	Iпуск,А	Марка автомата	Iн.ав,А	Iт.р,А
	(кВар)
СП1	160	270	1890	ВА57-39	320	320
	160	270	1890	ВА57-39	320	320
	125	200	1400	ВА57-35	200	200
СП2	75	120	840	ВА57-35	80	80
	75	120	840	ВА57-35	80	80
СП3	40	65	455	ВА57-35	80	80
	40	65	455	ВА57-35	80	80
	40	65	455	ВА57-35	80	80
СП4	13	18	126	ВА57-35	20	20
	13	18	126	ВА57-35	20	20
	7,5	14	98	ВА57-35	16	16
	7,5	14	98	ВА57-35	16	16
	5,5	14	98	ВА57-35	16	16
	5,5	14	98	ВА57-35	16	16
	5,5	14	98	ВА57-35	16	16
	3	14	98	ВА57-35	16	16

 

 

 Выбор защиты для  групповых электроприемников  

 

Защиту групповых электроприемников  осуществляем только от к.з. Номинальный ток автомата выбираем по формуле (27), ток отсечки по формуле.

                

где I_пик- пиковый ток (сумма номинальных токов ЭП при пуске наиболшего по мощности)

Таблица 8

	Iр, А	Iпик, А	Марка автомата	Iн.ав, А	Iэм.р, А
СП-1	1125	4500	ВА57-43	1600	16000
СП-2	1325	5300	ВА57-43	1600	16000
СП-3	258	1032	ВА57-39	320	32000
СП-4	30	120	ВА57-35	31,5	315
ТП	1783	7132	ВА50-43	2000	20000

 

6. Проверка выбора оборудования по условию отклонения напряжения.

Потеря напряжения, в одиночных  линиях определяется по формулам:

, или

, 

Активное удельное сопротивление  линии, Ом/км:

 

где S - сечение провода, жилы кабеля, мм²; γ - удельная проводимость, равная 31,7 [ ] для алюминия.

Наиболее  удаленными двигателями по условию  являются двигатели, присоединенные к  СП4. Произведем расчет потери напряжения  для двигателя мощностью 13 кВт.

Данные  для расчета: Сечение кабелей S_СП4=6 мм², S_ДВ=3,0 мм²; длинна l_СП4=0,210 км, l_ДВ=0,02 км; ток протекающий по кабелям I_СП4=30А, I_ДВ=16,38А; 

= 31,7 Ом/км

x_o= 0,06 Ом/км.

Раcсчитаем активное удельное сопротивление линий от ТП до СП4 и от СП4 до двигателя:

Ом/км

Ом/км

Потери  напряжения от шин ТП до двигателя, при напряжении на шинах равным 400 В:

= (19,7*5,26+3,41*0,06)*0,210=21,8 В

= (13*10,5+11,57*0,06)*0,02=2,7 В

Напряжение  в расчётном узле:

=400-24,5=375,5В;                                                         

Допустимые  отклонения напряжения на зажимах приёмников электроэнергии (ГОСТ 13109-97), +-5% от номинального значения - для электродвигателей и аппаратуры при их пуске и управлении.

Падение напряжения в линии, питающей наиболее мощный двигатель, присоединенный к  СП4, удовлетворяет условию допустимой потери напряжения (+–20 В).

7. Потери мощности и электроэнергии в трансформаторе и линии Л₁.

Потери  мощности в трансформаторе состоят  из потерь активной ( ) и реактивной ( ) мощности.

Потери  активной мощности

  

где - потери короткого замыкания (КЗ); - потери холостого хода (ХХ); - фактическая нагрузка трансформатора; - коэффициент загрузки трансформатора; - номинальная мощности трансформатора.

Потери  реактивной мощности

    

где - напряжение КЗ, %; - ток ХХ трансформатора, %.

Активные  потери электроэнергии в трансформаторе:

    

тыс. кВт*ч

где время потерь, ч; - время включения трансформатора, ч.

Время потерь определяем по рисунку в [1] при .

Реактивные  потери электроэнергии в трансформаторе:

     

 тыс. кВт*ч

Потери  мощности и электроэнергии в линии  Л₁.

Количество передаваемой электроэнергии за год

 

тыс. кВт*ч

Среднеквадратичный ток

 

Потери активной мощности и электроэнергии

 

 

тыс.кВт*ч

Потери реактивной мощности и электроэнергии

 

 

тыс.кВт*ч

 

Заключение.

 

Все расчёты по выбору силового оборудования и проводников провели после определения электрических нагрузок СП, определив количество эффективных приёмников и приведя кратковременные режимы работы двигателей к долговременному.

Силовой трансформатор  выбран по каталогу после определения расчётной нагрузки на шинах НН ТП.

 Определение сечения проводов и кабелей основано на расчётах по нагреву расчетным длительным током, и принимая во внимание способ прокладки. Длительно допустимые токи кабелей выше расчетных на 5-10%.

Проверив по падению  напряжения линию, питающую наиболее удалённый мощный двигатель СП4, сделали вывод о соответствии требований ГОСТ 13109-97 в части допустимого снижения напряжения.

Для компенсации реактивной мощности применена установка компенсации реактивной мощности УКРМ-0,4-625-25-13. Номинальная мощность установки 625 кВАр, имеет 12 ступеней регулирования с шагом 50 кВАр, и одну ступень 20 кВАр. Для исключения перекомпенсации и повышения напряжения в линии вне часов пик нагрузки, ступени установки автоматически отключаются. Расчёт компенсации произведён согласно нормативных документов до соотношения tg =0,4. Установка УКРМ снижает нагрузку на трансформатор и силовые кабели, от ТП до распределительных шин.

Выбранное оборудование полностью  удовлетворяет требованиям надежности.

 

Список  литературы.

 

1. А.И. Герасимов и др. Электротехнический справочник, Т.2: Электротехнические изделия и устройства. М.: Издательский дом МЭИ. – 2007.

2. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов – М.: Высшая школа, 1979.

3. Основы электроснабжения: электронный вариант конспекта лекций. / Сост.: А.В. Ромодин. ПГТУ, 2000.

4. Правила устройства электроустановок. Шестое издание – СПб.: Издательство ДЕАН, 2001