Проектирование электроснабжения цеха

 

 

 

 

6. Выбор мощности  трансформаторов цеховой подстанции

 

Выбор мощности трансформаторов  цеховых подстанций производится с  учетом компенсации реактивной мощности, что обеспечивает выбор экономически оптимального числа цеховых трансформаторов.

Выбираем трансформатор  ТМ -400/10-У1.

1. Определяется минимальное число цеховых трансформаторов одинаковой мощности

 

 

 

где     - расчетная нагрузка цеха, кВт:

       - номинальная мощность трансформаторов. кВА;

          - добавка до целого числа;

          - коэффициент загрузки в нормальном режиме.

Рекомендуется принимать:

=0,65 - 0.7   -для  двух трансформаторных подстанций  с преобладанием нагрузок I категории.

=0,7 - 0.8     -при преобладании нагрузок II категории для однотрансформаторных подстанции в случае взаимного резервирования.

= 0,9 - 0.95  -при  преобладании нагрузок    II категории    и наличии централизованного резерва, а также при нагрузках III категории.

 

2) Определяется оптимальное  число трансформаторов

 

 

 

 где  - дополнительно установленные трансформаторы. Величина определяется по рисунку 4.7 /5,106/

 

3) Определяется наибольшая  реактивная мощность, которую целесообразно  передать через трансформаторы  в сеть 0,4 kB.

 

 

 

Так как        Q_p < Q_lp,

 

                 299,5 < - принимается

                  Q₁= Q_p=299,5 кВар.

 

Установка батарей конденсаторов  не требуется.

 

4) Определяются коэффициенты  загрузки трансформаторов в нормальном  и послеаварийном режимах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из справочников выписываются технические данные трансформаторов ТМ 400.

 

 ;                         ;                                           ;                   ;               ;                                    ; 
                                                                                                                    [5.377]

 

5) Затем определяются  потерн активной и реактивной  мощности в трансформаторах.

 

 

 

 

 

 

 

тогда мощность потребляемая трансформаторами определяется:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Компенсация реактивной мощности

 

При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.

Согласно норм технологического проектирования систем электроснабжения мощность компенсирующих устройств  выбирается по двум этапам:

1. Исходя из возможной  передачи реактивной мощности  через трансформатор из сети 6-10 кВ.

2. Выбор дополнительной  мощности компенсирующих устройств  из условий оптимизации потерь  мощности в трансформаторах и  сети 6-10 кВ.

Тогда суммарная мощность низковольтных батарей составит:

 

 

 

где - суммарные мощности НБК, определенные на двух указанных этапах расчета.

 

7.1. Суммарная мощность конденсаторных батареи на стороне 0.4 кВ составит:

 

  кВар

 

Так как в расчетах оказалось, что  < 0, то установка НБК не требуется на первом этапе расчетов (составляющая = 0).

 

7.2. Дополнительная мощность НБК для данной группы трансформаторов определяется по формуле:

 

 

 

 

где - расчетный коэффициент, зависящий от расчетных параметров K_р1 и К_р2. Для практических расчетов K_р1 следует принимать по табл. 4.6 [5], а К_р2 - по табл. 4.7 [5] (при К_р1 = 22. К_р2 = 17 по рис. 4.9 [5] определяем = 0,4).

 

 кВар

 

Так как  < 0, то принимаем = 0, следовательно установка НБК не требуется.

 

 

8. Расчет питающей  линии 10 кВ

Выбираем сечение кабеля от ГПП до цеховой подстанции по экономической плотности тока:

 

 

 

где     — расчетный ток кабеля 10 кВ, А;

           j_Э — экономическая плотность тока, А/мм (j = 1,6 для кабелей с поливинилхлоридной изоляцией и алюминиевыми жилами — табл. 1.3.36 [7]).

 

 

 

где        — число кабельных линий.

По таблице 4.36 [2] выбираем кабель с бумажной изоляцией и  алюминиевыми жилами сечением F = 16 мм² (   А).

Проводим проверку выбранного кабеля:

1. по условию нагрева в нормальном режиме:

 

 

 

 

— поправочный  коэффициент на количество кабелей, проложенных в одной траншее:

— поправочный  коэффициент на температуру окружаю  шей среды;

 

(условие выполнено).

 

2. по условию нагрева в послеаварийном режиме:

 

 

 

Ток кабеля в аварийном  режиме:

 

 

 

Ток кабеля с учетом перегрузки в аварийном режиме:

 

 

 

где = 1,25 — коэффициент аварийной перегрузки (табл. 1.32 [5]).

 

(условие выполнено).

 

3. по допустимой потере напряжения:

 

 

 

 

 

где      = 1,84 Ом/км — активное сопротивление кабеля,

           = 0,113 Ом/км — индуктивное сопротивление кабеля.

            l = 0,9 км — длина кабельной линии,

           Р_рл, Q_pn — активная и реактивная нагрузка цеха. МВт, MBар.

      n — число кабельных линий.

 

 

 

Условие выполнено.

 

4. проверка на термическую стойкость:

 

 

 

Термически стойкое сечение  определяется по формуле:

 

 

 

 

где      С = 95 —  коэффициент изменения температуры;

           — приведённое время К3,с:

 

Для расчета установившегося  тока КЗ составим схему замещения.

 

Рис. Схема замещения.

 

 

Зададимся базисными условиями:

Базисная мощность: =100 MBA;

Базисные напряжения:=115 кВ; =10,5 кВ;

Расстояние от ГПП до цеха l = 0,9 км;                           Расстояние от ГПП до подстанции энергосистемы L = _км;            Мощность короткого замыкания на шинах 110 кВ подстанции энергосистемы S_кз= 1700 МВА;          

Определим сопротивления  элементов схемы, приведенные к  базисным условиям:

Сопротивление системы:

 

 

 

 

Сопротивление воздушной  линии:

 

 

 

Принимается = 0,4 Ом/км.

Сопротивление трансформатора:

 

 

 

 

 

Сопротивление КЛ:

 

 

 

 

 

Определим базисный ток:

 

 

 

Результирующее сопротивление:

 

 

                                                                      

Определим установившийся ток КЗ:

 

 

 

 

Определим термически стойкое  сечение:

 

 

 

F_T = _мм² > F_K = 16 мм² – следовательно не выполняется.

За стандартное термически стойкое сечение принимаемся  ближайшее меньшее сечение к  расчетной величине . Такое решение обусловлено ошибкой в сторону завышения, заложенной в методе расчета. [5., ст.53]

 Окончательно принимается стандартное сечение жил кабеля и кабель марки 2 АСБ-10-3×16 сечением 16 мм²,  для которого I_дл.доп. = 75 А.

 

 

 

 

 

 

 

9. Конструктивное  выполнение цеховой сети

 

Конструктивно сеть 0.4кВ выполнена  двумя распределительными шинопроводами (от трансформаторной подстанции до распределительных  пунктов) и проводами (от РП к отдельным электропрнемникам). От ШРА1 запитаны РП  1, 2, 3. от ШРА2 - РП 4, 5, 6.

Распределительный закрытый шинопровод серии ШРА с алюминиевыми жилами предназначен для распределения  электрической энергии трехфазного  тока промышленной частоты при напряжении до 400 В в цехах с нормальной окружающей средой. Такой шинопровод называют комплектным, так как он поставляется в виде отдельных сборных секции, которые представляют собой три или четыре шины, заключенные в оболочку и скрепленные самой оболочкой или изоляторами-клещами.

Для выполнения прямых участков линий служат прямые секции, для  поворотов - угловые, для разветвлений - тройниковые и крестовые, для ответвлений –ответвленные, для присоединений - присоединительные, для компенсации изменения длины при температурных удлинениях - компенсационные и для подгонки длины - подгоночные. Соединение секций на месте их монтажа выполняют сваркой, болтовыми или штепсельными креплениями.

Крепление шинопроводов типа ШРА выполняют на стойках на высоте 4 м над полом, кронштейнами к стенам и колоннам, на тросах к фермам здания. Присоединение ШРА к шинам подстанции выполняют кабелем, который подводится к вводной коробке. Подсоединение РП к ШРА выполняется через ответвительные коробки штепсельного исполнения.

Провода от РП к электроприемникам  проложены скрытым способом в  пластмассовых трубах под полом на глубине 100 мм, при котором обеспечивается высокая надежность и хорошая механическая защита проводов.

От РП 3 к вентиляторам, установленным на высоте 4 м, провода проложены на специальных лотках для кабеля укладываемых в лотке типа потолок, крепящихся на анкерах к потолку.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Князевский Б. А., Липкин  Б. Ю. Электроснабжение промышленных  предприятий: Учебник. - 2-е изд.. перераб.  и доп. -М.: Высш. школа.    1987. -431 с, ил.

2. Большам Я.М.. Крупович  В.И. Справочник по проектированию  электроснабжения, линий электропередач и сетей. -М.: Энергия. 1974.

3. Неклепаев Б. Н.. Крючков  И. П. Электрическая часть станций  и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. - М.: Энергоатомиздат. 1989. - 608 с. ил.

4. Справочник по проектированию  электрических сетей и электрооборудования /под редакцией Барыбина Ю. Г. и др. - М.: Энергоатомиздат. 1991. - 464 с

5. Фёдоров А. А.. Старкова  Л. Е. Учебное пособие для  курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат. 1987. - 368 с.

6. Сиоикин Ю.Д.. Сибикин  М.Ю.. Яшков В.А. Электроснабжение  промышленных предприятий и установок. М.: Высшая школа. 2001.