Электроснабжение ремонтно-механического цеха №71

где Рр – расчетная активная нагрузка потребителя; tgj1, tgj2 – коэффициенты реактивной мощности  соответственно фактический и нормативный.

По таблице 2.1[1] выбираем комплектные конденсаторные установки УКБ-0,415-240 Т3 со стандартным значением мощности Qкст=240квар.

Тогда некомпенсируемая мощность составит:

                                                               (4.4)  А полная мощность составит:

                                                    (4.5)                                

Коэффициент мощности  после компенсации реактивной нагрузки:

                                                                      

 

                                                                         (4.6)                                                                                            

                                                                                    

 

 

       Вывод: В ходе расчета выбрали  конденсаторную установку, с учётом которой полная мощность составит S2=261,59кВА,построил треугольник мощностей представленный на (рисунке 1).

 

 

Рисунок 1 – Треугольник мощностей в масштабе  1см=30ед.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Выбор числа и мощности трансформаторов  подстанций

 

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на потребительских подстанциях 6-10/0,4 кВ определяется величиной и характером электрических нагрузок, требуемой надежностью электроснабжения, территориальным размещением нагрузок и перспективным их изменением и выполняется при необходимости достаточного обоснования на основании технико-экономических расчетов.

Как правило, в системах электроснабжения применяются одно-и двух-трансформаторные подстанции. Применение трехтрансформаторных подстанций вызывает дополнительные капитальные затраты и повышает годовые эксплуатационные расходы. Однотрансформаторные ТП 6-10/0,4 кВ ,применяются при питании нагрузок, допускающих переры элек-троснабжения на время не более 1 суток, необходимый для ремонта или замены поврежденного элемента (питание электроприемников III категории), а также для питания электроприемников II категории, при условии резервирования мощности по перемычкам на вторичном напряжении или при наличии складского резерва трансформаторов.

Однотрансформаторные ТП выгодны еще и в том отношении, что если работа предприятия сопровождается периодами малых нагрузок, то можно за счет наличия перемычек между ТП на вторичном напряжении отключать часть трансформаторов, создавая этим экономически целесообразный режим работы трансформаторов. Под экономическим режимом работы транс-форматоров понимается режим, который обеспечивает минимальные потери мощности в трансформаторах. В данном случае решается задача выбора оптимального количества работающих трансформаторов.

Такие ТП могут быть экономичны и в плане максимального приближения напряжения 6-10 кВ к электроприемникам, уменьшая протяженность сетей до 1 кВ за счет децентрализации трансформирования электрической энергии. В этом случае вопрос решается в пользу применения двух одно трансформаторных по сравнению с одной двух трансформаторной подстанцией.

Двухтрансформаторные ТП применяются при преобладании электроприемников I и II категорий. При этом мощность трансформаторов выбирается такой, чтобы при выходе из работы одного, другой трансформатор с учетом допустимой перегрузки принял бы на себя нагрузку всех потребителей.

Электроснабжение населенного пункта, микрорайона города, цеха, группы цехов или всего предприятия может быть обеспечено от одной или нескольких ТП. Целесообразность сооружения одно или двух транс-форматорных подстанций определяется в результате технико-экономического сравнения несколькихвариантов системы электроснабжения.

В системах электроснабжения промышленных предприятий наибольшее применение нашли следующие единичные мощности трансформаторов: 630, 1000, 1600 Ква, в электрических сетях городов – 400, 630 Ква. Практика проектирования и эксплуатации показала необходимость применения однотипных трансформаторов одинаковой мощности, так как разнообразие их создает неудобства в обслуживании и вызывает дополнительные затраты на ремонт.

В общем случае выбор мощности трансформаторов производится на основании следующих основных исходных данных: расчетной нагрузки объекта электроснабжения, продолжительности максимума нагрузки, темпов роста нагрузок, стоимости электроэнергии, нагрузочной способности трансформаторов и их экономической загрузки.

Основным критерием выбора единичной мощности трансформаторов при технико-экономическом сравнении вариантов является, как и при выборе количества трансформаторов, минимум годовых приведенных затрат.

Т.к. в цехе присутствует осветительная нагрузка, то при выборе оборудования комплектной трансформаторной подстанции кроме расчетной мощности электроприемников, необходимо также учитывать расчетную осветительную мощность.

Расчет осветительной нагрузки будим производить методом удельной мощности на единицу площади.

Освещение будет выполнено светильниками РСП05-400 с газоразрядными лампами высокого давления ДРЛ-400. Высота подвеса светильников  м.

Определяем удельную мощность :

Для E = 100 лк

       

Для E = 400 лк:

 

Определяем площадь помещения по плану:

                                                                                                    (5.1)                                                                                                                       

 

 

 

Определяем удельную установленную мощность для всего цеха:

                                                                                                                (5.2)                                                                                            

Установленная осветительная мощность всегда больше расчетной, так как, в зависимости от характера производства и назначения помещений часть ламп обычно не включена. Поэтому вводится поправочный коэффициент – коэффициент спроса Кс. Примем:

С учетом всех поправок определяем установленную мощность осветительной нагрузки:

                                                   (5.3)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

По расчетным нагрузкам с учетом мощности осветительной нагрузки и компенсации реактивной мощности производим выбор электрооборудования комплектной трансформаторной подстанции.

Для ремонтно-механического цеха будет использоваться одно трансформаторная комплектная подстанция.

Мощность трансформатора комплектной трансформаторной подстанции определяется с учетом его загрузки.

Определим полную расчетную мощность:

                                                            (5.4)                                                                                                                                                                                                    

 

Для подстанции выбираем трансформатор  с номинальной мощностью:

Выбираем трансформатор на 400кВт А       Определим мощность загрузки для выбранного трансформатора:

                                                                                                           (5.5)

                                     

Вывод: Трансформатор выбран правильно, т.к. коэффициент загрузки трансформатора находится в пределах допустимых значений. К установке в КТП принимаем один трансформатор марки ТМН-400/10/04, и  мощностью 400кВт.

 

 

6 Выбор электрооборудования КТП и питающей сети

 

 Прежде  чем приступить к разработке  схемы питания электроприемников проектируемого цеха необходимо электроприемники проектируемого цеха объединить в группы .Ремонтно-механический цех представленный на листе №1 графической части, включает большое количество разнотипных электроприемников как по мощности, так и по режиму работы. При построении схемы электроснабжения электроприемники объединяют в группы, учитывая особенности их расположения. Каждая группа может запитываться от шинопроводов, магистральных и распределительных, силовых шкафов и распределительных пунктов.

 Для питания электроприемников цеха применяем смешанную схему электроснабжения (рис. 2). Все группы электроприемников питаются от распределительных шкафов и от распределительных шинопроводов.

    

 

 

Рисунок 2 - Схема питания цеховой сети

 

 

 

 

 

Исходные данные  для выбора аппаратов защиты, контроля и учета будут определенные ранее расчетные токи распределительных шкафов.

ПР1:  22,2 A              ПР7:        13.03А       

ПР2:  69,9 A              ПР8:        22,37А

ПР3:  110 A               ПР9:        124,02А

ПР4:  65,6 A              ПР10:       27,18А

ПР5:           115,5 A            ПР11:       50,37А

ПР6:  61,68A             ККУ:        356А

 

Сечение соответствующее минимуму стоимости передачи электроэнергии называют экономическим. В практических расчетах рекомендуется определять экономическое сечение в зависимости от экономической плотности тока

Выбираем экономическую плотность тока А/мм2.

Определим максимальный расчетный ток цеха при нормальной работе сети:

 А                                                                       (6.1)

Определяем экономическое сечение питающего кабеля:

 мм2                                                                                 (6.2)

Т.к. токоведущие части, в том числе и кабели при коротких замыканиях могут нагреваться до температуры, значительной большей, чем при нормальном режиме, необходимо проверить кабель на термическую устойчивость к токам короткого замыкания. Для этого необходимо определить минимально допустимое сечение питающего кабеля, которое зависит от тока короткого замыкания, приведенного времени короткого замыкания и материала  жил кабеля.

Для нашей схемы будем использовать значения:

Iк = 13 кА   tпр = 0,15 с

Определим минимально допустимое сечение питающего кабеля: мм2                                                       (6.3)

Выбираем питающий кабель АСБ 3 x 25. АСБ 3х16 термически не устойчив.

Выбираем выключатель нагрузки и высоковольтных предохранителей и данные заносим в таблицы 6.2,6.3

 

Таблица 6.2 Результаты выбора выключателя нагрузки.

Расчетные параметры цепи	Каталожные данные	Условия выбора
;	;
;	;

Выбираем выключатель нагрузки ВНП-10/400/10

Таблица 6.3 Результаты выбор высоковольтного предохранителя.

Расчетные параметры цепи	Каталожные данные	Условия выбора
;	;
;	;

Выбираем предохранитель ПКТ 102-10

Вывод: Выбрали высоковольтный кабель, выключатель нагрузки и высоковольтный предохранитель

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 На вводе устанавливается вольтметр Э8021 450/5 класс точности 2.5, амперметр Э8021 600/5 класс точности 2.5, счетчики активной и реактивной энергии. Тип счетчика активной энергии СА4У-И672 М , реактивной энергии СР4У-И 673 М.

Амперметры и трансформаторы тока:

Выбор трансформатора тока производится по условию:

                                                                                        (6.4)

                                                      

По условиям расчета выбираем трансформатор тока марки ТК-20 30/5 и данные заносим в таблицу 6.4

Таблица 6.4- Выбор трансформаторов

Название	Iрасч,А	ТТ марка	Класс точности	Типы амперметров
КТП-ПР1	22,2	ТК 20-30/5	0.5	Э8021-30/5
КТП-ПР2	69,9	ТК 20-75/5	0.5	Э8021-75/5
КТП-ПР3	110	ТК 20-150/5	0.5	Э8021-150/5
КТП-ПР4	65,6	ТК 20-75/5	0.5	Э8021-75/5
КТП-ПР5	115,5	ТК 20-150/5	0.5	Э8021-150/5
КТП-ПР6	61,68	ТК 20-75/5	0.5	Э8021-75/5
КТП-ПР7	13,03	ТК 20-20/5	0.5	Э8021-20/5
КТП-ПР8	22,37	ТК 20-30/5	0.5	Э8021-30/5
КТП-ПР9	124,02	ТК 20-150/5	0.5	Э8021-50/5
КТП-ПР10	27,18	ТК 20-30/5	0,5	Э8021-30/5
КТП-ПР11	50,37	ТК 20-75/5	0,5	Э8021-75/5