Расчет и проектирование схему электроснабжения цеха

Затраты:

                                                  З=С+0,125·К

                                                 З=122.246+0.125·374=168.996т.р

 

                                          

II вариант

К_з²=0,2

                     ∆Э₂=(1,08+0,1·)·8760+0,21·(5,9+0,1· _·4500 =

                    =18489,3 ^кВт·ч/_год

Стоимость потерь энергии:

                           С_п = 2·36978,6 = 73957,2= 73,957 т.р.

Капитальные затраты:

                                                К = 2·187=374 т.р.

Амортизационные отчисления:

                                                С_а=0,03·374 = 11,22т.р.

Ежегодные эксплуатационные потери:

                                                 С=73,957+11,22 = 85,177т.р.

Затраты:

                                                 З=85,177+0,125·374 = 131,927т.р

 

Выбираем вариант с  меньшими затратами. Так как затраты  по II варианту меньше, то выбираем трансформаторы мощностью 400 кВА.

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Выбор схемы электроснабжения

 

Выбор схемы электроснабжения цеха

    

Электроснабжение цеха осуществляется от комплектной трансформаторной подстанции , установленной в цехе.

      Питание  КТП происходит от ГПП завода  двумя кабельными линиями. В  начале линий установлены выключатели  для оперативных переключений  и трансформаторы тока для  подключения измерительных приборов  и релейной защиты.

      На стороне  10кВ КТП установлены выключатели  нагрузки и предохранители; на  стороне 0,38кВ – автоматические  выключатели (вводные, линейные, секционный). Принята одна секционированная  выключателем система шин.

       Электроснабжение  цеховых потребителей осуществляется  шинопроводами и распределительными  пунктами. На ответвлениях к отдельным  электроприемникам установлены  автоматические выключатели.

 

                       Выбор питающих напряжений

        Для  ЭСН цеховых потребителей принимаем  напряжение 380В, что позволяет  выполнить совместное питание  силовой и осветительной нагрузки.

 

                  Конструктивное выполнение КТП

        Принята  к установке комплектная двухтрансформаторная  подстанция Минского электротехнического  завода.

        Расположение  КТП однорядное. Обслуживание двухстороннее.

        КТП  комплектуется герметичными масляными  трансформаторами серии ТМГ, мощностью  1000/10 кВА.

         КТП имеет устройство УВН типа  ШВ-3 с выключателем нагрузки и  предохранителем. Ввод кабелей  снизу.

        Для  обеспечения безопасности при  эксплуатации предусмотрен кожух,  который закрывает вводы трансформатора.

         Распределительное устройство напряжением  0,4кВ состоит из:

- шкафа ввода типа  ВА5Х-41

- секционного шкафа типа  ВА5Х-41

- линейных шкафов типа  3ШН-304 – 2 шкафа :

ВА 57-35

ВА51-39

 

Тип выключателей серии ВА выкатного исполнения.

           Вывод кабелей 0,4кВ осуществляется  вниз.

           В шкафах ввода 0,4кВ над выключателями  в соответствующих отсеках установлены  измерительные приборы и микропроцессорные  блоки релейной защиты типа  БМР3 – 0,4ВВ.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Расчет токов короткого замыкания

 

 

Расчетная схема                                      Схема замещения

                               

 
Выбираем базисные условия:

S_б=100 МВА

Базисное напряжение

U_б=10,5 кВ

Базисный ток

I_б=5,5 кА

Рассчитываем сопротивление  элементов схемы замещения в  относительных единицах:

Сопротивление воздушной  линии

                                                   x₂=x₀·L·;

                                            x₂=0,4·16· = 0.05

Сопротивление трансформатора

                                                   x₃=· ;

                                               x₃=· = 0,42

Сопротивление кабельной  линии 

                                                   X₄=x₀·L·;

                                            X₄=0,08·0,8·= 0,064

Рассчитываем ток короткого  замыкания в точке К-1

                                                   X_рез= x₁+ x₂+ x₃;

                              X_рез= 0+ 0,05+0,42 = 0,45

                                                  I_кз=;

                                            I_кз= = 11,7 кА

Ударный ток

                                                   I_уд=К_у· · I_кз;

                                       I_уд=1,369· 1,41 · 11.77 = 22.58 кА

 

 

 

Мощность короткого замыкания

                                                S_кз= · U_б · I_кз;

                                  S_кз=1,73 · 10,5 · 11.7 = 212.53 МВА

Рассчитываем ток короткого  замыкания в точке К-2

 

                                      X_рез= 0,47+0,064 = 0.534

                                                 I_кз= = 10.3 кА

                                        I_уд=1,369· 1,41 · 10.3 = 19.9 кА

                                       S_кз=1,7 · 10,5 · 10.3 = 187.1 МВА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5 Выбор аппаратов напряжением выше 1000 В

 

                                              Выбор выключателя

Исходные данные:

I_расч=21.39 А

I_кз1=11.7 кА

I_кз2=10.3кА

i_у1=21.23кА

i_у2=19.9 кА

                                                     I_расч=;

                                                     I_расч= = 21,7 А

t_откл=1,6с

Определяем тепловой импульс

                                                       В_к= I_кз1² ·(t_откл · T_а)

В_к=11,7² ·(1,6+0,01)

где  t_откл – время отключения тока К.З, с;

     Т_а – постоянная, равная 0,01 с.

Выбираем выключатель  вакуумный  ВВТЭ-10/630

Условия выбора выключателя:

U_н.уст ≤ U_н.выкл I_расч ≤ I_н.выкл          I_кз ≤ I_{откл.выкл} i_уд ≤ i_дин           В_к ≤ · t_тер

 

 

Таблица 2.3 Выбор выключателя
Расчетные данные		Паспортные данные
Uн.уст. , В	10	Uн.выкл , В	10
Iрасч , А	21,3	Iн.выкл , А	630
Iкз , кА	11,7	Iоткл.выкл , кА	10
iуд , кА	21,2	iдин , кА	25
Вк , кА·с	11,72·1,6	· tтер	102·3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5.1.Выбор трансформатора тока

 

Трансформатора тока выбираем по условиям:

U_н.уст ≤ U_н.выкл I_расч ≤ I_н.выкл          r₂ ≤ r_2н              i_уд ≤ i_дин           В_к ≤ · t_тер

 

                Таблица2.4  Вторичная нагрузка трансформатора тока

Прибор	Тип	Нагрузка фазы, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-379	0,5
Счетчик активной нагрузки	САЗ-И681	2,5		2,5
Счетчик реактивной нагрузки	СР4-И689	2,5		2,5
Итого:		5,5		5,0

 

Расчет ведем по наиболее загруженной фазе А.

Сопротивление приборов

                                                  r_приб= ;

                               r_приб= = 0,22 Ом

Сопротивление контактов

                                                  r_конт=0,1 Ом

Сопротивление проводов

                                                  r_пров= ;

                                      r_пров= = 0,04 Ом

 

Нагрузка на вторичную обмотку  трансформатора тока

                                             r₂= r_приб+ r_конт+ r_пров;

                                    r₂=0,22+0,04+0,1=0,36 Ом

Выбираем трансформатор тока типа ТЛК 10 – У3

                                                  S_2н=10 ВА

                                                  r_2н=;

                                          r_2н= = 0,4

 

                               

                                     Таблица2.5  Выбор трансформатора тока

 

Расчетные данные		Паспортные данные
Uн.уст , кВ	10	Uн.выкл , кВ	10
Iрасч , А	32,5	Iн.выкл , А	50
iуд , кА	12,3	iдин , кА	25
Вк , кА2·с	6,42·1,6	· tтер,	42·3
r2 ,Ом	0,36	r2н   Ом	0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5.2 Выбор выключателя нагрузки

Выключатель нагрузки выбирается по условиям:

U_н.уст ≤ U_н.выкл I_расч ≤ I_н.выкл          i_уд ≤ i_дин           В_к ≤ · t_тер

Выбираем выключатель  нагрузки типа ВНР_п – 10/400

 

                      Таблица 2.4  Выбор выключателя нагрузки

 

Расчетные данные		Паспортные данные
Uн.уст кВ	10	Uн.выкл , кВ	10
Iрасч , А	32,5	Iн.выкл , А	400
iуд ,кА	12,3	iдин ,кА	25
Вк , кА2·с	5,92·1,6	· tтер	102·1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5.3 Выбор предохранителя

Предохранитель выбираем по условиям:

U_н.уст ≤ U_н.выкл I_расч ≤ I_н.выкл          I_кз ≤ I_{откл.выкл} 

Выбираем предохранитель типа ПКТ 102 – 10 -40 -31-5У3

 

                                        Таблица 2.5  Выбор предохранителя

 

Расчетные данные		Паспортные данные
Uн.уст , кВ	10	Uн.выкл , кВ	10
Iрасч , А	32,5	Iн.выкл , А	40
Iкз , кА	5,9	Iоткл.выкл ,кА	31,5

 

 

 

 

 

 

2.5.4 Выбор кабеля напряжением 10 кВ

 

Сечение кабеля выбираем по экономической плотности тока:

                                                    j_эк=1,4 ^А/_мм²

Сечение кабеля:

                                                      S=;

                                                S= = 23,2 мм²

Выбираем кабель марки  ААШв 3×25

 

 

 

Проверяем выбранное сечение по нагреву:

                                                           I_расч ≤ I_доп       

                                                           32,5≤125

Проверяем на термическую устойчивость:

                                                            S_т.у=;

                                                            S_т.у=76,8

Выбираем сечение 70 мм²

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6 Выбор низковольтной аппаратуры

2.6.1 Вводной автомат

 

I_р = 560,9А

I_{ср.комб.расц.} = 1.1·560,9 =616,9                 I_ср.к.р = 630 А