Электроснабжение механического цеха
Федеральное агентство по образованию
Московский государственный Открытый
университет
Чебоксарский политехнический институт
(филиал)
Кафедра
Электроснабжения Промышленных
предприятий
Специальность 140211
Курсовой проект
по учебной дисциплине
“Проектирование систем
электроснабжения”
Тема проекта: «Электроснабжение
механического цеха»
Вариант № 5А
Выполнил:
студент 5 курса
группы ЭЛ-52/06
учебный шифр 106144
Петров А.В.
Руководитель проекта:
Атаманов М.Н.
Чебоксары 2010
Введение
Главными потребителями электроэнергии являются промышленные предприятия,
расходующие более 70% всей вырабатываемой электроэнергии. Современные
электроустановки и оборудование оснащаются комплектными РУ, подстанциями,
токопроводами и системами автоматизированного электрооборудования, чтобы
обеспечить экономичную и надежную работу.
Современная система электроснабжения должна удовлетворять ряду
требований: правильное определение электрических нагрузок, рациональный выбор
числа и мощности трансформаторов, повышение коэффициента мощности, правильный
выбор сечения проводов и кабелей, и другие технические и экономические решения.
Поэтому следует стремиться к созданию предприятий, обладающих гибкостью,
которые способны с наименьшими потерями осуществить перестройку производства.
Большое внимание уделяется вопросам создания необходимой надежности
электроснабжения, обеспечения качества электрической энергии.
1. Электроснабжение механического цеха
.1 Краткое описание технологического процесса с указанием категоричности
потребителей
электроснабжение
механический цех ток замыкание
Механический цех имеет несколько участков.
Основным участком является механический, в котором изготавливаются
пластмассовые корпуса, крышки, детали и узлы для измерительных приборов.
На шлифовальном участке шлифуют постоянные магниты для узла измерительных
механизмов прибора, здесь же производится промывка, намагничивание,
размагничивание постоянных магнитов. На литейном участке отливаются различные
детали и узлы для измерительных приборов, производится закалка деталей и узлов
в ваннах, а также токами высокой частоты.
Среда в помещении нормальная. По надежности электроснабжения приёмники
электрической энергии относятся к третьей категории.
Таблица 1.1.1 - Спецификация технологического оборудования
|
№ по плану
|
Наименование приемников э/э
|
Кол- во
|
Номинальная мощность, кВт
|
cosφ
|
КИ
|
|
9
|
Вентилятор
|
1
|
41
|
0,87
|
0,95
|
|
5
|
Шлифовальный станок 312-М
|
1
|
5,3
|
0,5
|
0,14
|
|
6
|
Шлифовальный станок ЗА227
|
1
|
8,1
|
0,5
|
0,14
|
|
8
|
Расточный станок С 827
|
1
|
2,6
|
0,65
|
0,2
|
|
10
|
Муфельная печь
|
1
|
2,5
|
0,9
|
0,75
|
|
11
|
Соляная печь С-2
|
1
|
36
|
0,9
|
0,75
|
|
12
|
Соляная печь СП-25
|
1
|
26
|
0,9
|
0,75
|
|
13
|
Электрическая печь Н-30
|
1
|
31
|
0,9
|
0,75
|
|
14
|
Электрическая печь 4Ох80
|
1
|
31
|
0,9
|
0,75
|
|
15
|
Электрическая печь Н-45
|
1
|
46
|
0,9
|
0,75
|
|
16
|
Наждак
|
1
|
2,7
|
0,5
|
0,14
|
|
Ванна
|
2
|
3
|
0,5
|
0,14
|
|
19
|
ТВЧ ЛПЗ-67
|
1
|
61
|
0,8
|
0,7
|
|
33
|
Вентилятор
|
1
|
3,8
|
0,87
|
0,95
|
|
36
|
Шлифовальный станок ЗА64М
|
2
|
5,6
|
0,5
|
0,14
|
|
39
|
Вентилятор
|
1
|
3,8
|
0,87
|
0,95
|
|
42
|
Токарный станок IK62
|
1
|
13,1
|
0,5
|
0,14
|
|
43
|
Токарный станок ДИП-306
|
1
|
16
|
0,5
|
0,14
|
|
46
|
Заточный станок
|
1
|
2,6
|
0,5
|
0,14
|
|
47,48
|
Шлифовальный станок ЗА64М
|
1
|
16
|
0,5
|
0,14
|
|
49,50 51,52
|
Расточный станок С827
|
1
|
2,6
|
0,5
|
0,2
|
|
54
|
Шлифовальный станок ЗI51
|
1
|
11,9
|
0,5
|
0,14
|
|
55
|
Вентилятор
|
1
|
8,8
|
0,87
|
0,95
|
|
56
|
Шлифовальный станок З671
|
1
|
16,7
|
0,5
|
0,14
|
|
57
|
Шлифовальный станок ЗГ182
|
1
|
18,8
|
0,5
|
0,14
|
|
58
|
Шлифовальный станок ЗБ722
|
2
|
16,7
|
0,5
|
0,14
|
|
59
|
Вентилятор
|
1
|
8,8
|
0,5
|
0,14
|
|
60
|
Точило
|
1
|
2,7
|
0,87
|
0,95
|
|
61
|
Зуборезный станок
|
1
|
9,2
|
0,5
|
0,14
|
|
62
|
Долбёжный станок 7А420
|
1
|
4,8
|
0,5
|
0,14
|
|
63
|
Сверлильный станок 252
|
1
|
2,7
|
0,5
|
0,14
|
|
65
|
Фрезерный станок 6Н83Г
|
1
|
13,9
|
0,5
|
0,14
|
|
66
|
Фрезерный станок 6Н13А
|
1
|
13,9
|
0,5
|
0,14
|
|
67
|
Сверлильный станок 2135
|
1
|
5,6
|
0,5
|
0,14
|
|
68
|
Фрезерный станок 6В11П
|
1
|
6,6
|
0,5
|
0,14
|
|
69
|
Фрезерный станок 5Е32
|
1
|
6,8
|
0,5
|
0,14
|
|
70
|
Строгальный станок 6Г83Г
|
1
|
3,5
|
0,5
|
0,14
|
|
71
|
Строгальный станок 6Н
|
1
|
13,9
|
0,5
|
0,14
|
|
72
|
Строгальный станок 6М809
|
1
|
4,5
|
0,5
|
0,14
|
|
73
|
Сверлильный станок 2А53
|
1
|
4,3
|
0,5
|
0,14
|
|
74
|
Фрезерный станок 6МРА
|
1
|
13,5
|
0,5
|
0,14
|
|
75,76, 77
|
Фрезерный станок 8357
|
1
|
2,8
|
0,5
|
0,14
|
|
78
|
Фрезерный станок ГА2У
|
1
|
4
|
0,5
|
0,14
|
|
79
|
Долбёжный станок 7А420
|
1
|
4,8
|
0,5
|
0,14
|
|
80
|
Фрезерный станок 6Н120
|
1
|
18,6
|
0,5
|
0,14
|
|
81
|
Фрезерный станок 6В11
|
1
|
6,6
|
0,5
|
0,14
|
|
82
|
Фрезерный станок 6375
|
1
|
6,6
|
0,5
|
0,14
|
|
83
|
Фрезерный станок 6Н81
|
1
|
4,6
|
0,5
|
0,14
|
|
84
|
Фрезерный станок 6375
|
1
|
4,6
|
0,5
|
0,14
|
|
85
|
Строгальный станок 7Н36
|
1
|
9
|
0,5
|
0,14
|
|
86
|
Строгальный станок 7635
|
1
|
5,5
|
0,5
|
0,14
|
|
87
|
Строгальный станок ГДР-80
|
1
|
5,5
|
0,5
|
0,14
|
|
88
|
Фрезерный станок 6Н81
|
16,5
|
0,5
|
0,14
|
|
89,90, 91,92
|
Токарный станок ТВ320
|
1
|
3,9
|
0,5
|
0,14
|
|
93,94
|
Токарный станок IK625
|
1
|
13,1
|
0,5
|
0,14
|
|
95
|
Разрезной станок 8566
|
1
|
10,8
|
0,5
|
0,14
|
|
96,97, 98
|
Токарный станок ТВ320
|
1
|
3,9
|
0,5
|
0,14
|
|
99
|
Токарный станок IА
616
|
1
|
5,6
|
0,5
|
0,14
|
|
100,101
|
Токарный станок IK62
|
1
|
13,1
|
0,5
|
0,14
|
|
102
|
Токарный станок ТВ320
|
1
|
10,8
|
0,5
|
0,14
|
|
103
|
Отрезной станок 872А
|
1
|
3,9
|
0,5
|
0,14
|
|
104,105, 106
|
Токарный станок ТВ320
|
1
|
3,9
|
0,5
|
0,14
|
|
107
|
Токарный станок IA62
|
1
|
13,1
|
0,5
|
0,14
|
|
108
|
Токарный станок IK625
|
1
|
13,1
|
0,5
|
0,14
|
|
110,111, 112,113, 114,115
116,117, 118,119
|
Настольно-сверлильный
станок
|
1
|
0,6
|
0,8
|
0,14
|
|
125
|
Пресс П-324
|
1
|
3,8
|
0,55
|
0,33
|
|
126
|
Пресс 10715
|
1
|
3,8
|
0,55
|
0,33
|
|
131
|
Наждак
|
1
|
2,7
|
0,5
|
0,14
|
|
132
|
Координатно-расточный
станок 2В450
|
1
|
11,4
|
0,65
|
0,2
|
|
133
|
Шлифовальный станок 2А430
|
1
|
11
|
0,65
|
0,2
|
|
134
|
Резьбонарезной станок 5822
|
1
|
3,8
|
0,5
|
0,14
|
|
135
|
Токарный станок ТВ320
|
1
|
3,9
|
0,5
|
0,14
|
|
138
|
Шлифовальный станок ЗМ 624
|
1
|
3,8
|
0,5
|
0,14
|
|
139
|
Токарный станок ТВ 320
|
1
|
3,9
|
0,5
|
0,14
|
.2 Разработка вариантов схем электроснабжения на низком напряжении
Распределение электроэнергии во внутризаводских электрических сетях
выполняется по радиальным, магистральным или смешанным схемам в зависимости от
территориального размещения нагрузок, их значения и других характерных
особенностей предприятия.
Радиальные схемы электроснабжения применяются в тех случаях, когда в цехе
имеются отдельные крупные электроприемники или мелкие электроприемники
распределены по площади цеха неравномерно отдельными группами.
Магистральные схемы электроснабжения находят применение в тех случаях,
когда имеется множество мелких электроприемников, равномерно распределенных по
площади цеха.
Смешанные схемы электроснабжения применяются в том случае, когда имеются
потребители, равномерно распределенные по площади цеха и отдельные группы
потребителей. Такие схемы сочетают в себе достоинства радиальных и
магистральных схем.
Можно предположить следующие два варианта схемы электроснабжения:
I
вариант - радиальная схема электроснабжения;
II
вариант - смешанная схема электроснабжения, причем электроприемники с большой
мощностью, находящиеся в закрытых помещениях запитаем непосредственно от шин
0,4кВ.
Варианты схем электроснабжения представлены на рисунках 1.2.1, 1.2.2.
Рисунок
1.2.1 - Радиальная схема электроснабжения
Рисунок
1.2.2 Смешанная схема электроснабжени
.3
Расчет электрических нагрузок.
.3.1
Метод расчета
Электрическая
нагрузка рассчитывается методом упорядоченных диаграмм, который изложен в /6/.
Электроприемники ЭП имеют либо постоянный график нагрузки (группа А), либо
переменный график нагрузки (группа Б). Отнесение данного i-го
ЭП к группе А или группе Б производится по его коэффициенту использования (
):
С
учетом групп А и Б определяется расчетная активная (
) и
расчетная реактивная (
)
мощности через соответствующие средние активные (
) и
реактивные (
)
мощности.
Далее
определяется эффективное число ЭП (
) по
формуле (1.3.1):
где
-
номинальная активная мощность i-го ЭП кВт, при i =1…m.
m - количество
ЭП.
Коэффициент
максимума по активной мощности (КМ) определяется по таблице 2.6 /7/ в
зависимости от и .
Коэффициент максимума принимается равным единице в случае, если 
или 
.
Коэффициент максимума по реактивной мощности (
)
определяется по /6/ в зависимости от .
После
определения расчетной мощности она
сравнивается с суммарной номинальной мощностью трех наиболее мощных ЭП (
), если
она окажется меньше, то за расчетные принимаем .
.3.2
Исходные данные
При
подготовке исходных данных к расчету на компьютере все ЭП объекта делятся на
группы однотипных ЭП. Каждой группе присваивается номер от 1 до 100. В группу
входят ЭП, которые имеют одинаковые номинальные мощности 
, коэффициенты
мощности 
и независимо
от местоположения и назначения. Распределение ЭП РП по группам приведено в исходных
данных на с.
В
расчете использованы следующие обозначения:
-
номинальная реактивная мощность ЭП группы А;
-
номинальная активная мощность ЭП группы А;
и -
расчетная активная и реактивная мощности ЭП группы А;
и -
средняя активная и реактивная мощности ЭП группы А;
-
коэффициент реактивной мощности ЭП группы А;
-
номинальная реактивная мощность трех наиболее мощных ЭП;
Определяем
общее количество ЭП РП (n) по формуле (1.3.):
где
m - количество ЭП, m=10 (см.
таблицу 1.3.1).
По
коэффициенту использования , взятому
из таблицы 1.3.1, определяем группу ЭП:
Распределение
ЭП по группам приведено в таблице 1.3.1.
Таблица
1.3.1 - Распределение ЭП по РП
|
№ группы
|
Тип установки
|
Группа
|
 , шт , кВт  
|
|
|
|
|
|
5
|
муфельная печь
|
Б
|
1
|
2,5
|
0,9
|
0,4843
|
0,75
|
|
6
|
соляная печь
|
Б
|
1
|
36
|
0,9
|
0,4843
|
0,75
|
|
7
|
соляная печь
|
Б
|
1
|
26
|
0,9
|
0,4843
|
0,75
|
|
8
|
электрическая печь
|
Б
|
2
|
31
|
0,9
|
0,4843
|
0,75
|
|
9
|
электрическая печь
|
Б
|
1
|
46
|
0,9
|
0,4843
|
0,75
|
|
10
|
наждак
|
А
|
1
|
2,7
|
0,5
|
1,7321
|
0,14
|
|
11
|
ванна
|
А
|
2
|
3
|
0,5
|
1,7321
|
0,14
|
|
12
|
ТВЧ
|
А
|
1
|
61
|
0,8
|
0,75
|
0,7
|
|
13
|
вентилятор
|
Б
|
1
|
3,8
|
0,87
|
0,5667
|
0,95
|
|
15
|
вентилятор
|
Б
|
1
|
3,8
|
0,87
|
0,5667
|
0,95
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определяем
номинальную активную мощность по ЭП группы А (), группы
Б (
) и
суммарную активную мощность (
) :
Определяем
долю ЭП группы А
Следовательно,
расчет ведем по обеим группам.
а)
Расчет для группы Б
Число
ЭП группы Б (nБ)
Определяем
номинальную реактивную мощность ЭП группы Б (
):
Определяем
среднюю активную , кВт и
реактивную , кВар
мощности:
а)
Расчет для группы А
Число
ЭП группы А (nА)
Определяем
номинальную реактивную мощность ЭП группы А ():
Определяем
среднюю активную , кВт и
реактивную , кВар
мощности:
Коэффициент
использования РП (
):
Эффективное
число ЭП ()
определяем по формуле (1.3.):
т.к.
nЭ<4, то принимаем . nЭ=4.
Из
таблицы 2.6 справочника /6/ для значения =4 и
ближайших значений , равных
0,6 и 0,7, находим коэффициент максимума (
).
Таблица
1.3.2 - Значения коэффициента максимума
|
Эффективное число ЭП  
|
|
|
0,6
|
0,7
|
|
|
|
4
|
1,46
|
1,29
|
Рассчитаем
методом
кусочно-линейных интерполяций. Для этого составим уравнение вида 
, которое
проходит через точки с координатами (для каждой пары координат к результатам y, a, b
добавим штрихи), расчеты сведем в таблицы 1.3.3.
Коэффициенты
a и b, входящие в уравнение прямой:
Получаем
уравнение прямой 
Подставим
в полученное уравнение значение 
Таблица
1.3.3 - Значения коэффициента максимума
|
|
=0,6 0,630,7
|
|
|
|
|
|
4
|
1,46
|
1,409
|
1,29
|
Коэффициент
максимума по реактивной мощности ()определяем
по программе RELNA для 
, он
равен 
.
Определяем
расчетную активную мощность (
, кВт):
Определяем
расчетную реактивную мощность 
Находим
результирующую нагрузку, учитывая, что 
и 
где
IР - расчетный ток.
Сравним
полученное значение расчетной активной мощности с
суммарной номинальной мощностью трех наиболее мощных ЭП:
то
есть 
.
PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - RP1
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент гpуппы ЭП одного ЭП
мощности(СОS) использования
1 2.50 0.900 0.750
1 36.00 0.900 0.750
1 26.00 0.900 0.750
2 31.00 0.900 0.750
1 46.00 0.900 0.750
1 2.70 0.500 0.140
2 3.00 0.500 0.140
1 61.00 0.800 0.700
1 3.80 0.870 0.950
1 3.80 0.870 0.950
PЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Гpуппа А (ЭП с пеpеменным гpафиком нагузки)Pном Qном Pсpед Qсpед
69.700 60.819 43.918 34.135эфф Кисп Кмакс Кмакс1 Ppас Qpас
.000 0.630 1.409 1.100 61.873 37.548
Гpуппа Б (ЭП с постоянным гpафиком нагpузки)Pном Qном Pсpед Qсpeд
180.100 87.853 136.595 66.751
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 12
Номинальная активная мощность Pном 249.800
Номинальная pеактивная мощность Qном 148.672
Сpедняя активная мощность Pc 180.513
Сpедняя pеактивная мощность Qc 100.886
Сpедний коэффициент мощности COS 0.873асчетная активная мощность Pp
198.468асчетная pеактивная мощность Qp 104.299
Полная pасчетная мощность Sp 224.205асчетный ток Ip 0.34065
1.3.2 Приближенный учет электрического освещения
Освещенность механического цеха составляет Е=300 лк
Рассчитаем площадь цеха:
)Площадь цеха (А, м2)
Мощность расходуемая на освещение цеха:
где 
где 
;
Общая
мощность:
.3.3 Выбор числа и мощности трансформаторов
В цехе потребители III категории, то предполагается установка двух
трансформаторов, мощность которого выбираем по формуле:
Выбираем трансформатор ТМЗ-400/6 со следующими номинальными параметрами:
Sном.т
= 400 кВА; Uном.в = 6 кВ; Uном.н = 0,4 кВ; Uк.з. = 5,5%; ∆Pхх = 5,5 кВт.АСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ
НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - Цех
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент гpуппы ЭП одного ЭП
мощности(СОS) использования
1 41.00 0.870 0.950
1 5.30 0.500 0.140
1 8.10 0.500 0.140
1 2.60 0.650 0.200
1 2.50 0.900 0.750
1 36.00 0.900 0.750
1 26.00 0.900 0.750
2 31.00 0.900 0.750
1 46.00 0.900 0.750
1 2.70 0.500 0.140
2 3.00 0.500 0.140
1 61.00 0.800 0.700
1 3.80 0.870 0.950
2 5.60 0.500 0.140
1 3.80 0.870 0.950
1 13.10 0.500 0.140
1 16.00 0.500 0.140
1 2.60 0.500 0.140
2 16.00 0.500 0.140
4 2.60 0.650 0.200
1 11.90 0.500 0.140
1 8.80 0.870 0.950
1 16.70 0.500 0.140
1 18.80 0.500 0.140
2 16.70 0.500 0.140
1 8.80 0.870 0.950
1 2.70 0.500 0.140
1 9.20 0.650 0.200
1 4.80 0.500 0.140
1 2.70 0.500 0.140
2 13.90 0.500 0.140
1 5.60 0.500 0.140
1 6.60 0.500 0.140
1 6.80 0.500 0.140
1 3.50 0.500 0.140
1 13.90 0.500 0.140
1 4.50 0.500 0.140
1 4.30 0.500 0.140
1 13.50 0.500 0.140
3 2.80 0.500 0.140
1 4.00 0.500 0.140
1 4.80 0.500 0.140
1 18.60 0.500 0.140
2 6.60 0.500 0.140
2 4.60 0.500 0.140
1 9.00 0.500 0.140
2 5.50 0.500 0.140
1 16.50 0.500 0.140
4 3.90 0.500 0.140
2 13.10 0.500 0.140
1 10.80 0.500 0.140
3 3.90 0.500 0.140
1 5.60 0.500 0.140
2 13.10 0.500 0.140
1 10.80 0.500 0.140
4 3.90 0.500 0.140
2 13.10 0.500 0.140
10 0.60 0.500 0.140
2 3.80 0.550 0.330
1 2.70 0.500 0.140
1 11.40 0.650 0.200
1 11.00 0.500 0.140
1 3.80 0.500 0.140
1 3.90 0.500 0.140
1 3.80 0.500 0.140
1 3.90 0.500 0.140
PЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Гpуппа А (ЭП с пеpеменным гpафиком нагузки)Pном Qном Pсpед Qсpед
655.200 1054.397 129.348 177.785эфф Кисп Кмакс Кмакс1 Ppас Qpас
.782 0.197 1.264 1.000 163.445 177.785
Гpуппа Б (ЭП с постоянным гpафиком нагpузки)Pном Qном Pсpед Qсpeд
238.700 121.063 192.265 98.301
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 101
Номинальная активная мощность Pном 893.900
Номинальная pеактивная мощность Qном 1175.460
Сpедняя активная мощность Pc 321.613
Сpедняя pеактивная мощность Qc 276.086
Сpедний коэффициент мощности COS 0.759асчетная активная мощность Pp
355.710асчетная pеактивная мощность Qp 276.086
Полная pасчетная мощность Sp 450.281асчетный ток Ip 0.68415АСЧЕТ
ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - RP1
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент гpуппы ЭП одного ЭП
мощности(СОS) использования
1 2.50 0.900 0.750
1 36.00 0.900 0.750
1 26.00 0.900 0.750
2 31.00 0.900 0.750
1 46.00 0.900 0.750
1 2.70 0.500 0.140
2 3.00 0.500 0.140
1 61.00 0.800 0.700
1 3.80 0.870 0.950
1 3.80 0.870 0.950ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Гpуппа А (ЭП с пеpеменным гpафиком нагузки)Pном Qном Pсpед Qсpед
69.700 60.819 43.918 34.135эфф Кисп Кмакс Кмакс1 Ppас Qpас
.000 0.630 1.409 1.100 61.873 37.548
Гpуппа Б (ЭП с постоянным гpафиком нагpузки)Pном Qном Pсpед Qсpeд
180.100 87.853 136.595 66.751
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 12
Номинальная активная мощность Pном 249.800
Номинальная pеактивная мощность Qном 148.672
Сpедняя активная мощность Pc 180.513
Сpедняя pеактивная мощность Qc 100.886
Сpедний коэффициент мощности COS 0.873асчетная активная мощность Pp
198.468асчетная pеактивная мощность Qp 104.299
Полная pасчетная мощность Sp 224.205асчетный ток Ip 0.34065АСЧЕТ
ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - RP2
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент гpуппы ЭП одного ЭП
мощности(СОS) использования
1 41.00 0.870 0.950
1 5.30 0.500 0.140
1 8.10 0.500 0.140
1 2.60 0.650 0.200ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Гpуппа А (ЭП с пеpеменным гpафиком нагузки)Pном Qном Pсpед Qсpед
16.000 26.249 2.396 3.857эфф Кисп Кмакс Кмакс1 Ppас Qpас
.000 0.000 0.000 0.000 16.000 26.249
Гpуппа Б (ЭП с постоянным гpафиком нагpузки)Pном Qном Pсpед Qсpeд
41.000 23.236 38.950 22.074
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 4
Номинальная активная мощность Pном 57.000
Номинальная pеактивная мощность Qном 49.485
Сpедняя активная мощность Pc 41.346
Сpедняя pеактивная мощность Qc 25.931
Сpедний коэффициент мощности COS 0.847асчетная активная мощность Pp
57.000асчетная pеактивная мощность Qp 49.485
Полная pасчетная мощность Sp 75.484асчетный ток Ip 0.11469
PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - RP3
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент гpуппы ЭП одного ЭП
мощности(СОS) использования
2 5.60 0.500 0.140
1 13.10 0.500 0.140
1 16.00 0.500 0.140
1 2.70 0.500 0.140
1 9.20 0.650 0.200
1 4.80 0.500 0.140
1 2.70 0.500 0.140
2 13.90 0.500 0.140ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Активная мощность тpех наибольших ЭП 43.800
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 10
Номинальная активная мощность Pном 87.500
Номинальная pеактивная мощность Qном 146.376
Эффективное число ЭП Nэ 7.664
Коэффициент использования Kи 0.146
Коэффициент максимума Kм 2.397
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.100
Сpедняя активная мощность Pc 12.802
Сpедняя pеактивная мощность Qc 21.138
Сpедний коэффициент мощности COS 0.518асчетная активная мощность Pp
43.800асчетная pеактивная мощность Qp 75.864
Полная pасчетная мощность Sp 87.600асчетный ток Ip 0.13310АСЧЕТ
ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - RP4
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент гpуппы ЭП одного ЭП
мощности(СОS) использования
1 2.60 0.500 0.140
2 16.00 0.500 0.140
1 11.90 0.500 0.140
1 16.70 0.500 0.140
1 8.80 0.870 0.950ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Активная мощность тpех наибольших ЭП 48.700
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 6
Номинальная активная мощность Pном 72.000
Номинальная pеактивная мощность Qном 114.453
Эффективное число ЭП Nэ 5.099
Коэффициент использования Kи 0.239
Коэффициент максимума Kм 2.241
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.100
Сpедняя активная мощность Pc 17.208
Сpедняя pеактивная мощность Qc 20.063
Сpедний коэффициент мощности COS 0.651асчетная активная мощность Pp
48.700асчетная pеактивная мощность Qp 84.351
Полная pасчетная мощность Sp 97.400асчетный ток Ip 0.14799АСЧЕТ
ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - RP5
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент
гpуппы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования
4 2.60 0.650 0.200
1 8.80 0.870 0.950
1 16.70 0.500 0.140
1 18.80 0.500 0.140
1 16.70 0.500 0.140ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Активная мощность тpех наибольших ЭП 52.200
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 8
Номинальная активная мощность Pном 71.400
Номинальная pеактивная мощность Qном 107.559
Эффективное число ЭП Nэ 5.019
Коэффициент использования Kи 0.249
Коэффициент максимума Kм 2.213
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.100
Сpедняя активная мощность Pc 17.748
Сpедняя pеактивная мощность Qc 19.827
Сpедний коэффициент мощности COS 0.667асчетная активная мощность Pp
52.200асчетная pеактивная мощность Qp 90.413
Полная pасчетная мощность Sp 104.400асчетный ток Ip 0.15862АСЧЕТ
ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - RP6
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент гpуппы ЭП одного ЭП
мощности(СОS) использования
1 5.60 0.500 0.140
1 6.60 0.500 0.140
1 6.80 0.500 0.140
1 3.50 0.500 0.140
1 13.90 0.500 0.140
1 4.50 0.500 0.140ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Активная мощность тpех наибольших ЭП 27.300
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 6
Номинальная активная мощность Pном 40.900
Номинальная pеактивная мощность Qном 70.841
Эффективное число ЭП Nэ 4.823
Коэффициент использования Kи 0.140
Коэффициент максимума Kм 2.983
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.100
Сpедняя активная мощность Pc 5.726
Сpедняя pеактивная мощность Qc 9.918
Сpедний коэффициент мощности COS 0.500асчетная активная мощность Pp
27.300асчетная pеактивная мощность Qp 47.285
Полная pасчетная мощность Sp 54.600асчетный ток Ip 0.08296АСЧЕТ
ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - RP7
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент гpуппы ЭП одного ЭП
мощности(СОS) использования
1 4.30 0.500 0.140
1 13.50 0.500 0.140
1 2.80 0.500 0.140
1 4.80 0.500 0.140
1 18.60 0.500 0.140
1 6.60 0.500 0.140
1 9.00 0.500 0.140
1 5.50 0.500 0.140
2 0.60 0.500 0.140ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Активная мощность тpех наибольших ЭП 41.100
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 10
Номинальная активная мощность Pном 66.300
Номинальная pеактивная мощность Qном 114.835
Эффективное число ЭП Nэ 5.996
Коэффициент использования Kи 0.140
Коэффициент максимума Kм 2.721
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.100
Сpедняя активная мощность Pc 9.282
Сpедняя pеактивная мощность Qc 16.077
Сpедний коэффициент мощности COS 0.500асчетная активная мощность Pp
41.100асчетная pеактивная мощность Qp 71.187
Полная pасчетная мощность Sp 82.200асчетный ток Ip 0.12489АСЧЕТ
ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - RP8
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент
гpуппы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования
2 2.80 0.500 0.140
1 4.00 0.500 0.140
1 6.60 0.500 0.140
2 4.60 0.500 0.140
1 5.50 0.500 0.140
1 16.50 0.500 0.140
2 0.60 0.500 0.140ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Активная мощность тpех наибольших ЭП 28.600
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 10
Номинальная активная мощность Pном 48.600
Номинальная pеактивная мощность Qном 84.178
Эффективное число ЭП Nэ 5.613
Коэффициент использования Kи 0.140
Коэффициент максимума Kм 2.806
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.100
Сpедняя активная мощность Pc 6.804
Сpедняя pеактивная мощность Qc 11.785
Сpедний коэффициент мощности COS 0.500асчетная активная мощность Pp
28.600асчетная pеактивная мощность Qp 49.537
Полная pасчетная мощность Sp 57.200асчетный ток Ip 0.08691АСЧЕТ
ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - RP9
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент
гpуппы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования
6 0.60 0.500 0.140
2 3.80 0.550 0.330ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Активная мощность тpех наибольших ЭП 8.200
Количество электpопpиемников N 8
Номинальная активная мощность Pном 11.200
Номинальная pеактивная мощность Qном 17.776
Эффективное число ЭП Nэ 4.041
Коэффициент использования Kи 0.269
Коэффициент максимума Kм 2.289
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.100
Сpедняя активная мощность Pc 3.012
Сpедняя pеактивная мощность Qc 4.681
Сpедний коэффициент мощности COS 0.541асчетная активная мощность Pp
8.200асчетная pеактивная мощность Qp 12.580
Полная pасчетная мощность Sp 15.016асчетный ток Ip 0.02282АСЧЕТ
ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - RP10
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент гpуппы ЭП одного ЭП
мощности(СОS) использования
3 3.90 0.500 0.140
3 3.90 0.500 0.140
1 5.60 0.500 0.140
4 3.90 0.500 0.140ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Активная мощность тpех наибольших ЭП 13.400
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 11
Номинальная активная мощность Pном 44.600
Номинальная pеактивная мощность Qном 77.249
Эффективное число ЭП Nэ 10.842
Коэффициент использования Kи 0.140
Коэффициент максимума Kм 2.102
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.000
Сpедняя активная мощность Pc 6.244
Сpедняя pеактивная мощность Qc 10.815
Сpедний коэффициент мощности COS 0.500асчетная активная мощность Pp
13.400асчетная pеактивная мощность Qp 23.209
Полная pасчетная мощность Sp 26.800асчетный ток Ip 0.04072АСЧЕТ
ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - RP11
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент
гpуппы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования
2 13.10 0.500 0.140
1 10.80 0.500 0.140
2 13.10 0.500 0.140
1 10.80 0.500 0.140
2 13.10 0.500 0.140ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Активная мощность тpех наибольших ЭП 39.300
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 8
Номинальная активная мощность Pном 100.200
Номинальная pеактивная мощность Qном 173.551
Эффективное число ЭП Nэ 7.950
Коэффициент использования Kи 0.140
Коэффициент максимума Kм 2.400
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.100
Сpедняя активная мощность Pc 14.028
Сpедняя pеактивная мощность Qc 24.297
Сpедний коэффициент мощности COS 0.500асчетная активная мощность Pp
39.300асчетная pеактивная мощность Qp 68.070
Полная pасчетная мощность Sp 78.600асчетный ток Ip 0.11942АСЧЕТ
ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - RP12
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент гpуппы ЭП одного ЭП
мощности(СОS) использования
1 2.70 0.500 0.140
1 11.40 0.650 0.200
1 11.00 0.500 0.140
1 3.80 0.500 0.140
1 3.90 0.500 0.140
1 3.80 0.500 0.140
1 3.90 0.500 0.140ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Активная мощность тpех наибольших ЭП 26.300
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 7
Номинальная активная мощность Pном 40.500
Номинальная pеактивная мощность Qном 63.731
Эффективное число ЭП Nэ 5.165
Коэффициент использования Kи 0.157
Коэффициент максимума Kм 2.771
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.100
Сpедняя активная мощность Pc 6.354
Сpедняя pеактивная мощность Qc 9.722
Сpедний коэффициент мощности COS 0.547асчетная активная мощность Pp
26.300асчетная pеактивная мощность Qp 39.136
Полная pасчетная мощность Sp 47.152асчетный ток Ip 0.07164АСЧЕТ
ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - SHRA1
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент гpуппы ЭП одного ЭП
мощности(СОS) использования
10 0.60 0.500 0.140ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 10
Номинальная активная мощность Pном 6.000
Номинальная pеактивная мощность Qном 10.392
Эффективное число ЭП Nэ 10.000
Коэффициент использования Kи 0.140
Коэффициент максимума Kм 2.164
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.000
Сpедняя активная мощность Pc 0.840
Сpедняя pеактивная мощность Qc 1.455
Сpедний коэффициент мощности COS 0.500асчетная активная мощность Pp
1.818асчетная pеактивная мощность Qp 1.455
Полная pасчетная мощность Sp 2.328асчетный ток Ip 0.00354АСЧЕТ
ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт , кваp , кВА , кА .
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Объект pасчета - SHRA2
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент
гpуппы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования
2 5.60 0.500 0.140
1 13.10 0.500 0.140
1 16.00 0.500 0.140
1 2.70 0.500 0.140
1 9.20 0.650 0.200
1 4.80 0.500 0.140
1 2.70 0.500 0.140
2 13.90 0.500 0.140
1 5.60 0.500 0.140
1 6.60 0.500 0.140
1 6.80 0.500 0.140
1 3.50 0.500 0.140
1 13.90 0.500 0.140
1 4.50 0.500 0.140
1 4.30 0.500 0.140
1 13.50 0.500 0.140
3 2.80 0.500 0.140
1 4.00 0.500 0.140
1 4.80 0.500 0.140
1 18.60 0.500 0.140
2 6.60 0.500 0.140
2 4.60 0.500 0.140
1 9.00 0.500 0.140
2 5.50 0.500 0.140
1 16.50 0.500 0.140
3 3.90 0.500 0.140
2 13.10 0.500 0.140
1 10.80 0.500 0.140
3 3.90 0.500 0.140
1 5.60 0.500 0.140
2 13.10 0.500 0.140
1 10.80 0.500 0.140
4 3.90 0.500 0.140
2 13.10 0.500 0.140
2 3.80 0.550 0.330ЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Всего по объекту :
Количество электpопpиемников N 53
Номинальная активная мощность Pном 393.300
Номинальная pеактивная мощность Qном 674.414
Эффективное число ЭП Nэ 38.928
Коэффициент использования Kи 0.145
Коэффициент максимума Kм 1.393
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.000
Сpедняя активная мощность Pc 57.058
Сpедняя pеактивная мощность Qc 97.256
Сpедний коэффициент мощности COS 0.506асчетная активная мощность Pp
79.469асчетная pеактивная мощность Qp 97.256
Полная pасчетная мощность Sp 125.595асчетный ток Ip 0.19083
.4 Выбор оборудования для вариантов схем электроснабжения
.4.1 Выбор распределительных шкафов
Выбираем шкафы распределительные для силовых установок переменного тока
серии ПР8501-1000 без выключателя на вводе с трехполюсными выключателями на
отходящих линиях типа ВА51-37, ВА51-33, ВА51-31 и ВА51-25 по расчетному току РП
из условия:
Iном
рп ≥ Iр.рп.
Для заполнения таблицы 1.4.1 используется программа AVTOMAT (PRES6)
Таблица 1.4.1
|
№ РП
|
Iр.рп,А
|
Номер шкафа
|
Iном,А
|
Количество автоматов
|
|
1
|
340,754
|
011
|
400
|
12
|
|
2
|
114,68
|
011
|
160
|
4
|
|
3
|
133,094
|
011
|
160
|
10
|
|
4
|
147,984
|
011
|
160
|
6
|
|
5
|
158,619
|
011
|
160
|
8
|
|
6
|
82,956
|
011
|
100
|
6
|
|
7
|
124,89
|
011
|
160
|
10
|
|
8
|
86,906
|
011
|
100
|
10
|
|
9
|
22,818
|
011
|
100
|
6
|
|
10
|
40,718
|
011
|
100
|
12
|
|
11
|
119,42
|
011
|
160
|
8
|
|
12
|
71,611
|
011
|
100
|
7
|
.4.2 Выбор проводников
Радиальная схема.
Выберем проводники, питающие распределительные шкафы, в качестве которых
применим кабель с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией, проложенный в
воздухе, типа ААШвУ. Также укажем типы выбранных автоматов и номинальные токи
расцепителей. Для заполнения таблицы используется программа AVTOMAT (PRES6).
Таблица 1.4.2 Данные автоматов и проводников радиальной схемы ЭС
|
№ РП
|
Iр,РП, А
|
Тип автомата
|
Iдл.доп.,А
|
Iном,р,А
|
F,мм2
|
Iдоп, А
|
L,км
|
Rуд, Ом/км
|
R,Ом
|
|
1
|
340,754
|
ВА51-37
|
400
|
400
|
2х120
|
400
|
0,04
|
0,258
|
0,01
|
|
2
|
114,68
|
ВА51-33
|
160
|
125
|
70
|
140
|
0,053
|
0,443
|
0,023
|
|
3
|
133,094
|
ВА51-33
|
160
|
160
|
95
|
165
|
0,034
|
0,326
|
0,011
|
|
4
|
147,984
|
ВА51-33
|
160
|
160
|
95
|
165
|
0,0445
|
0,326
|
0,015
|
|
5
|
158,619
|
ВА51-33
|
160
|
160
|
95
|
165
|
0,017
|
0,326
|
0,055
|
|
6
|
82,956
|
ВА51-31
|
100
|
80
|
35
|
95
|
0,015
|
0,89
|
0,013
|
|
7
|
124,89
|
ВА51-33
|
160
|
125
|
70
|
140
|
0,021
|
0,443
|
0,009
|
|
8
|
86,906
|
ВА51-31
|
100
|
100
|
50
|
110
|
0,034
|
0,62
|
0,021
|
|
9
|
22,818
|
ВА51-25
|
25
|
25
|
10
|
45
|
0,04
|
3,1
|
0,124
|
|
10
|
40,718
|
ВА51-31
|
100
|
40
|
10
|
45
|
0,042
|
3,1
|
0,1302
|
|
11
|
119,42
|
ВА51-33
|
160
|
125
|
70
|
140
|
0,443
|
0,027
|
|
12
|
71,611
|
ВА51-31
|
100
|
80
|
35
|
95
|
0,0655
|
0,89
|
0,058
|
.4.3 Выбор высоковольтного кабеля
Выбор высоковольтного кабеля проводится по трем условиям:
а) по экономической плотности тока;
б) по длительно допустимому нагреву;
в) по термической стойкости.
Рисунок 1.4.1 Расчетная схема для выбора высоковольтного кабеля
а) Выбор проводника по экономической плотности тока;
расчетная
активная мощность кабельной линии 
, кВт)
кВт,
где
-средняя
мощность цеха;
- расчетная
мощность, требующаяся на освещение цеха.
Расчетная
реактивная мощность кабельной линии ( 
, квар)
кВар.
Расчетный
ток кабельной линии 
), А
где Uном - номинальное напряжение ГПП НН, Uном =6 кВ;
Расчетное сечение кабельной линии по экономической плотности тока:
где jэ=1,4 А/мм2, для кабельной линии с
бумажной изоляцией, алюминиевыми жилами, с временем наибольших нагрузок Тм=4000
ч/год.
Выбираем
ближайшее большее стандартное сечение 
=35 мм2.
б) Выбор проводника по длительно допустимому нагреву
1) Нормальный режим
Условие выбора
,
где
-
допустимый ток кабельной линии, 
=95 А
согласно табл. 7.10 /13/ для сечения =35 мм2
95 А > 69,55 А
) Утяжеленный режим
Т.к. цеховая трансформаторная подстанция - двухтрансформаторная, то
А > 69,55 А
Следовательно, кабель проходит по утяжеленному току.
в) Выбор проводника по термической стойкости.
Расчетное
сечение проводника по термической стойкости (
), мм 2
где
−
полное время отключение:
;
−
время срабатывания релейной защиты (токовая отсечка), /6/, 
;
−
собственное время отключение выключателя типа ВМП, /8/, 
с;
−
постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ, /6/,
с
соответствует ударному коэффициенту 
.
С
- тепловая функция, С = 100 
/ мм2 -
для кабелей до 6 кВ согласно табл. 8.3 /2 /;
- ток КЗ
в точке К согласно рисунку 1.4.1
Ток
короткого замыкания рассчитаем в относительных единицах точным методом. Для
этого зададимся базисными значениями:
Так
как напряжение на шинах системы постоянно, то ток короткого замыкания на шинах:
где
-
сопротивление системы в относительных единицах, берем из исходных данных, = 0,5
о.е..
Выбираем
ближайшее большее стандартное сечение 
= 95 мм2,
табл. 7.10 /13/.
Выбираем
сечение кабельной линии (
), мм2
как максимальное из трех условий:
Выбираем кабель марки ААШвУ (3×95).
.5 Выбор оптимальной схемы электроснабжения на основании
технико-экономических расчетов
При проектировании системы электроснабжения промышленного предприятия
(цеха) выбирают наиболее целесообразную схему на основании всестороннего
анализа экономических показателей. Основными экономическими показателями
являются капитальные вложения (затраты)
,
руб/год,
где
Е - коэффициент отчислений от капиталовложений (нормативный коэффициент
эффективности + отчисления на амортизацию +отчисления на текущий ремонт),
1/год:
Е = 0,152 1/год - это кабельные линии, проложенные в помещении до 10 кВ
включительно, а также шинопроводы;
Е = 0,193 1/год - силовое электротехническое оборудование
распределительного устройства;
К -единовременные капиталовложения с учетом монтажа ,руб;
Рм - максимальные потери активной мощности, кВт;
Со -удельная стоимость потерь, руб/кВт∙год.
.5.1 Технико-экономический расчет радиальной схемы
Расчет капиталовложений на монтаж кабельных линий, соединяющих распределительные
пункты с ТП, сведен в таблицу 1.5.1
Таблица 1.5.1 - Капиталовложения на монтаж кабельных линий
|
Номер РП
|
Сечения кабеля, мм2
|
Затраты на монтаж, руб./100
м
|
Стоимость материала ААШвУ,
руб./100 м
|
Длина кабеля, м
|
Капиталовложение на покупку
и монтаж кабелей, руб.
|
Итого с учетом инфляции
кинф.=50, руб.
|
|
6
|
35
|
39,5
|
100
|
15
|
20,925
|
|
|
7
|
70
|
54,3
|
157
|
21
|
44,373
|
|
|
8
|
50
|
54,3
|
122
|
34
|
59,942
|
|
|
9
|
10
|
39,5
|
63
|
40
|
41
|
|
|
10
|
10
|
39,5
|
63
|
42
|
43,05
|
|
|
11
|
70
|
54,3
|
157
|
61
|
128,893
|
|
|
|
|
Итого:
|
|
Ккб =338,183
|
16909,15
|
Рассчитаем капиталовложения на оборудование и его монтаж для питания
электроприемников от РП, смотри таблицу 1.5.2.
Таблица 1.5.2 - Капиталовложения на оборудование и его монтаж для питания
электроприемников от РП
|
Мощность ЭП, кВт
|
Кол-во ЭП.
|
Затраты на монтаж одного
ЭП, руб./1 ЭП
|
Цены на оборудование руб./1
ЭП
|
Общие капиталовложения,
руб.
|
Итого с учетом инфляции
кинф=50, руб.
|
|
10
|
42
|
14
|
46
|
2520
|
|
|
17
|
11
|
14,6
|
46
|
666,6
|
|
|
40
|
1
|
29,6
|
40,6
|
70,2
|
|
|
Коб =3256,8
|
162,84
|
|
Кабельные линии присоединяются к трансформаторной подстанции через
автоматы. Рассчитаем затраты на них и их монтаж.
Таблица 1.5.3 - Стоимость автоматов 2-го уровня
|
Номер РП
|
Мощность РП, кВт
|
Кол-во автоматов, шт.
|
Затраты на монтаж, руб/1 РП
|
Цена на оборудование, руб/1
РП
|
Общие затраты, руб.
|
Итого с учетом инфляции кинф=50,
руб.
|
|
6
|
40,9
|
1
|
42,6
|
104
|
146,6
|
|
|
7
|
66,3
|
1
|
80,6
|
104
|
184,6
|
|
|
8
|
48,6
|
1
|
80,6
|
104
|
184,6
|
|
|
9
|
11,2
|
1
|
14,6
|
46
|
60,6
|
|
|
10
|
44,6
|
1
|
42,6
|
104
|
146,6
|
|
|
11
|
100,2
|
1
|
96
|
104
|
200
|
|
|
Итого:
|
КА=923
|
46150
|
Рассчитаем потери в кабельных линиях. При расчете будем использовать следующую
формулу:
, Вт
где
I- расчетный ток кабеля, питающего РП,
R- сопротивление
кабеля.
Расчет
сведем в таблицу 1.5.4
Определим
удельную стоимость потерь:
где
α- плата за 1
максимальной нагрузки, a = 211руб/ кВт∙год;
β - плата за 1 электроэнергии,
b = 0,47 руб/ кВт∙ч;
TM - число часов
использования максимальной нагрузки, ТМ = 2000 ч для односменного режима
работы;
tМ - время
максимальных потерь, tМ =920 ч.
Тогда
имеем:
руб/ кВт∙год
Определим
стоимость потерь электроэнергии в год
руб/год
Найдем
общие затраты. При этом учтем инфляцию (умножим капиталовложения на 50).
Получим
руб/год.
.5.2
Технико-экономический расчет смешанной схемы
Расчет капиталовложений на монтаж кабельных линий, соединяющих
распределительные пункты с ТП, сведен в таблицу 1.5.5
Таблица 1.5.5 - Капиталовложения на монтаж кабельных линий и ШРА
|
Кабель
|
Сечение кабеля, мм2
|
Затраты на монтаж, руб/100
м
|
Стоимость материала ААШВу,
руб/100 м
|
Длина ШРА, м
|
Капиталовложения на покупку
и монтаж кабелей, руб
|
|
к ШРА 1
|
6
|
39,5
|
58
|
4,2
|
4,095
|
|
к ШРА 2
|
120
|
58,5
|
224
|
14,7
|
41,53
|
|
Итого:
|
Ккб = 45,625
|
|
Шинопровод
|
Iном, А
|
Затраты на монтаж, руб/100
м
|
Стоимость материала ААШВу,
руб/100 м
|
Длина ШРА, м
|
Капиталовложения на покупку
и монтаж , руб
|
|
ШРА 1
|
250
|
452
|
1725
|
51
|
1110,27
|
|
ШРА 2
|
250
|
452
|
1725
|
88,16
|
1919,24
|
|
Итого:
|
Ккб = 3029,51
|
Рассчитаем капиталовложения на оборудование и его монтаж для питания
электроприемников от РП, смотри таблицу 1.5.6.
Таблица 1.5.6 - Капиталовложения на оборудование и его монтаж для питания
электроприемников от РП
|
Мощность ЭП, кВт
|
Кол-во ЭП.
|
Цены на Монтаж, руб/1 ЭП
|
Цены на оборудование руб./1
ЭП
|
Общие капиталовложения, руб
|
|
10
|
36
|
8,6
|
25
|
1209,6
|
|
17
|
16
|
9,1
|
25
|
545,6
|
|
Итого, руб.
|
КОБ=1755,2
|
Рассчитаем потери в шинопроводе, используя следующую формулу:
Потери в кабельных линиях:
где I- расчетный ток кабеля, питающего РП,
R-
сопротивление кабеля.
Расчет сведем в таблицу 1.5.7
Таблица 1.5.7 - Потери в кабельных линии и шинопроводе
|
Кабель
|
Расчетный ток Iр,
А
|
Сечение кабеля, мм2
|
Удельное сопротивление R,
Ом/км
|
Длина, км
|
Сопротивление R,
Ом
|
Потери мощности, Вт
|
|
к ШРА 1
|
3,54
|
6
|
5,17
|
0,042
|
0,217
|
8,158
|
|
к ШРА 2
|
190,83
|
120
|
0,258
|
0,0147
|
0,0038
|
415,143
|
|
Итого:
|
423,301
|
|
Шинопровод
|
Расчетный ток Iр,
А
|
Iном, А
|
Удельное сопротивление R,
Ом/км
|
Длина, км
|
Сопротивление R,
Ом
|
Потери мощности, Вт
|
|
ШРА 1
|
3,54
|
250
|
0,21
|
0,051
|
0,0107
|
0,134
|
|
ШРА 2
|
190,83
|
250
|
0,21
|
0,088
|
0,01848
|
672,969
|
|
Итого:
|
673,103
|
Определим стоимость потерь электроэнергии в год
руб/год.
Найдем
общие затраты. При этом учтем инфляцию (умножим капиталовложения на 50).
Получим
руб/год.
Таким
образом, сравнивая затраты для двух вариантов схемы
делаем
вывод, что смешанная схема наиболее предпочтительнее.
.6
Компенсация реактивной мощности
Расчет
компенсации реактивной мощности:
номинальная
мощность одного трансформатора;
количество
трансформаторов на ПС;
максимально
допустимый коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном рабочем режиме:
для
однотрансформаторной ПС;
Экономическое
значение коэффициента реактивной мощности 
определяется:
при 
при 
при 
к
- коэффициент отличия стоимости ЭЭ (для Чувашэнерго к=0,9);
отношение
потребления активной энергии (для двухставочных потребителей мощности кварталы
максимальной нагрузки системы по отношению в квартале максимальной нагрузке
потребителя).
В
КП принимаем равномерный график потребления, т.е. 
- график
параллелен оси абсцисс, и 
=> 
.
Располагаемая
реактивная мощность системы 
Потребляемая
из системы реактивная мощность определяется:
Мощность
конденсаторных батарей:
КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Расчетная нагрузка 0.4 кВ: Pp = 436.1 кВт, Qp = 276.1 квар
Номинальная мощность трансформаторов 6/0.4 кВ Sт = 800 кВ*А
Максимальный коэффициент загрузки Т в нормальном режиме = 0.70
Высшее напpяжение п/ст, питающей сеть 6 кВ = 110 кВ
Номер группы энергосистемы = 4
Коэффициент отличия стоимости электроэнергии k = 0.9
РАСЧЕТЫ
Экономический коэффициент реактивной мощности(fi)э = 0.56
Экономическая реактивная мощность энергосистемыэ = 244.2 квар
Допустимая через трансформаторы мощность Qдоп = 351.3 квар
Распределение Qр = 276.1 квар между источниками :
Энергосистема Конденсаторы 0.38 кВ, квар Qк, квар
Без учета трансформаторов 244.2 31.9
С учетом трансформаторов 244.2 31.9
.7 Выбор автоматического воздушного выключателя
.7.1 Общие сведения
Рассмотрим выбор автомата дл защиты РП.
К
распределительному пункту подключено 6 электроприемников суммарной номинальной
мощностью 
=249,8 кВт
(смотри раздел 4). Данные мощного двигателя, имеющего наибольший пусковой ток,
смотри таблицу 5.1 раздел 5. Ток КЗ IКЗ= 12,451 кА смотри раздел 10.
На
каждом двигателе установлен магнитный пускатель, защищающий двигатель от
перегрузки, т. е. автомат защищает только от КЗ. Выбираем автомат, который
защищает линию, питающую РП, смотри рисунок 6.1.
Рисунок
6.1 - Расчетная схема для выбора автомата
а)
потребитель - РП;
б)
потребитель - АД.
.7.2
Вспомогательный расчет нагрузок
Для
расчета необходимо определить кИ, кМ, cosφ:
где
Рс.м, Рр, Sр - взяты из раздела 4.
Определяем
расчетную мощность группы (PР) по формуле:
кВт;
Расчетный
сток группы ЭП (Iр):
Пиковый
ток группы ЭП ( Iпик ):
где
Iпуск , Iном,АД - пусковой и номинальный ток АД, взяты из
раздела 5.
.
.7.3
Выбор автомата по условиям нормального режима
Автомат
не должен срабатывать в нормальном режиме, для этого должно выполняться
условие:
где
Iном,Р - номинальный ток расцепителя.
В
данном случае 
. По
этому условию на с.260 /6/ выбираем ближайший больший расцепитель 
а по
нему все возможные автоматы, параметры которых приведены в таблице 7.1.
Таблица 7.1 - данные выбранных автоматов
|
Тип автомата
|
Iном, А
|
I0/Iном,р, о.е.
|
Iном,р, А
|
Iоткл, кА
|
|
ВА51-37 ВА52-37
|
400 400
|
10 10
|
400 400
|
25 30
|
В таблице приняты следующие обозначения:
Iном -
номинальный ток автомата, А;
I0/Iном,р - ток отсечки, о.е.;
Iном,р
- номинальный ток расцепителя, А;
Iоткл
- ток отключения, кА (предельная коммутационная способность).
При выборе автоматов следует иметь в виду, что рекомендуется выбирать
автомат ВА51, а автоматы ВА 52 следует применять, если требуется повышенная
коммутационная способность.
.7.4 Проверка автомата в пиковом режиме
При пуске двигателя не должна сработать отсечка автомата, для этого
должно выполняться условие:
По таблице 6.1 I0/Iном,р = 10, т.е.
следовательно, условие выполняется.
Тепловой расцепитель также не должен сработать в этом режиме, т. е.
должно выполняться условие:
,
где tпуск - время пуска АД, tпуск = 1,5 с;
tсраб
- время срабатывания, определяется по времятоковой характеристике для
соответствующего значения Iпик/Iном,р. Эта характеристика приведена
на с.164 /7/.
Из данной характеристики находим tсраб для значений Iпик/Iном,р равных 2 и 3. По найденным
значениям строим график зависимости tсраб=f(Iпик/Iном,р),
приведенный на рисунке 6.2.
Прямая
y=a
x+b проходит через точки с координатами x1=2,
y1=400; x2=3, y2=2.
Найдем
значения коэффициентов a и b:
Найдем
значения y для x=2,791, что соответствует tсраб для Iпик/Iном,р=2,791
Получаем,
что 
, т.е.
условие выполняется. Выключатели ВА52 и ВА51 имеют большее время срабатывания,
поэтому их не проверяем при пуске.
.7.5
Проверка автомата на коммутационную способность
Должно
выполняться условие:
,
где
Iкз - периодическая составляющая тока КЗ за автоматом, IКЗ=12,451 кА,
смотри раздел 10.
По
отключающей способности подходит автомат ВА51-37, т.к.
.7.6
Согласование расцепителя с защищаемым проводником
Допустимый
ток защищаемого проводника (ЗП) Iдоп должен удовлетворять условию:
, т.е.;
По
таблице на с.115 /6/ выбираем провод с поливинилхлоридной изоляцией с
алюминиевыми жилами, сечением (F) - 2*120 мм2 с Iдоп=400 А,
получаем:
Следовательно,
расцепитель согласуется с ЗП.
Автоматический
выбор автоматических воздушных выключателей производится с помощью программы AVTOMAT.
Используя данную программу, были получены следующие результаты.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 249.800
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.723
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.099
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.885
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 61.000
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.50
Коэффициент мощности cos fн : 0.890
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.900
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 115.705 A
Пусковой ток двигателя Iп = 867.789 A
Коэффициент спроса группы Кс = 0.795
Расчетная активная мощность группы Pp = 198.485 кВт
Расчетный ток группы Ip = 340.754 A
Пиковый ток группы Iпик = 1116.607 A
АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-37 ВА52-37 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 400 400
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 400.0 400.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 10 10
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 25.0 30.0
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата I ном I ном.р I отс / I ном.р I откл
А А о.е. кА
ВА51-39 630 400.0 10 35.0
ВА52-39 630 400.0 10 40.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ:
Наибольший ток к.з. за автоматомк должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
.0 кА - для ВА51-37
.0 кА - для ВА52-37ОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 400.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 120.0*2 мм2)ном.р = I
доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 57.000
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.725
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.379
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.755
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 41.000
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.50
Коэффициент мощности cos fн : 0.890
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.900
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 77.769 A
Пусковой ток двигателя Iп = 583.268 A
Коэффициент спроса группы Кс = 1.000
Расчетная активная мощность группы Pp = 56.987 кВт
Расчетный ток группы Ip = 114.680 A
Пиковый ток группы Iпик = 620.196 A
АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-33 ВА52-33 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 160 160
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 125.0 125.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 10 10
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 12.5 35.0
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата I ном I ном.р I отс / I ном.р I откл
А А о.е. кА
ВА51-35 250 125.0 12 15.0
ВА52-35 250 125.0 12 30.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :
Наибольший ток к.з. за автоматомк должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
.5 кА - для ВА51-33
.0 кА - для ВА52-33ОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 140.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 70.0 мм2)ном.р < I
доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 43.800
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 1.000
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.000
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.500
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 16.000
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.00
Коэффициент мощности cos fн : 0.910
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.880
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 30.356 A
Пусковой ток двигателя Iп = 212.495 A
Коэффициент спроса группы Кс = 1.000
Расчетная активная мощность группы Pp = 43.800 кВт
Расчетный ток группы Ip = 133.094 A
Пиковый ток группы Iпик = 315.233 A
АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-33 ВА52-33 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 160 160
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 160.0 160.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 10 10
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 12.5 35.0
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата I ном I ном.р I отс / I ном.р I откл
А А о.е. кА
ВА51-35 250 160.0 12 15.0
ВА52-35 250 160.0 12 30.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :
Наибольший ток к.з. за автоматомк должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
.5 кА - для ВА51-33
.0 кА - для ВА52-33ОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 165.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 95.0 мм2)ном.р < I
доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 48.700
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 1.000
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.000
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.500
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 16.700
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.00
Коэффициент мощности cos fн : 0.910
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.880
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 31.685 A
Пусковой ток двигателя Iп = 221.792 A
Коэффициент спроса группы Кс = 1.000
Расчетная активная мощность группы Pp = 48.700 кВт
Расчетный ток группы Ip = 147.984 A
Пиковый ток группы Iпик = 338.092 A
АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-33 ВА52-33 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 160 160
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 160.0 160.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 10 10
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 12.5 35.0
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата I ном I ном.р I отс / I ном.р I откл
А А о.е. кА
ВА51-35 250 160.0 12 15.0
ВА52-35 250 160.0 12 30.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :
Наибольший ток к.з. за автоматомк должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
.5 кА - для ВА51-33
.0 кА - для ВА52-33ОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 165.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 95.0 мм2)ном.р < I
доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 52.200
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 1.000
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.000
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.500
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 18.800
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.00
Коэффициент мощности cos fн : 0.920
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.885
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 35.082 A
Пусковой ток двигателя Iп = 245.573 A
Коэффициент спроса группы Кс = 1.000
Расчетная активная мощность группы Pp = 52.200 кВт
Расчетный ток группы Ip = 158.619 A
Пиковый ток группы Iпик = 369.111 A
АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-33 ВА52-33 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 160 160
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 160.0 160.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 10 10
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 12.5 35.0
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата I ном I ном.р I отс / I ном.р I откл
А А о.е. кА
ВА51-35 250 160.0 12 15.0
ВА52-35 250 160.0 12 30.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :
Наибольший ток к.з. за автоматомк должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
.5 кА - для ВА51-33
.0 кА - для ВА52-33ОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 165.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 95.0 мм2)ном.р < I доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 27.300
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 1.000
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.000
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.500
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 13.900
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.00
Коэффициент мощности cos fн : 0.910
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.880
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 26.372 A
Пусковой ток двигателя Iп = 184.605 A
Коэффициент спроса группы Кс = 1.000
Расчетная активная мощность группы Pp = 27.300 кВт
Расчетный ток группы Ip = 82.956 A
Пиковый ток группы Iпик = 241.189 A
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-31 ВА52-31 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 100 100
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 80.0 80.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 7 7
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 7.0 25.0
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата I ном I ном.р I отс / I ном.р I откл
А А о.е. кА
ВА51-33 160 80.0 10 12.5
ВА52-33 160 80.0 10 28.0
ВА51-35 250 80.0 12 15.0
ВА52-35 250 80.0 12 30.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :
Наибольший ток к.з. за автоматомк должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
.0 кА - для ВА51-31
.0 кА - для ВА52-31ОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 95.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 35.0 мм2)ном.р < I
доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 41.100
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 1.000
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.000
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.500
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 18.600
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.00
Коэффициент мощности cos fн : 0.920
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.885
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 34.709 A
Пусковой ток двигателя Iп = 242.960 A
Коэффициент спроса группы Кс = 1.000
Расчетная активная мощность группы Pp = 41.100 кВт
Расчетный ток группы Ip = 124.890 A
Пиковый ток группы Iпик = 333.142 A
АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-33 ВА52-33 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 160 160
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 125.0 125.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 10 10
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 12.5 35.0
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата I ном I ном.р I отс / I ном.р I откл
А А о.е. кА
ВА51-35 250 125.0 12 15.0
ВА52-35 250 125.0 12 30.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :
Наибольший ток к.з. за автоматомк должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
.5 кА - для ВА51-33
.0 кА - для ВА52-33ОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 140.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 70.0 мм2)ном.р < I
доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 28.600
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 1.000
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.000
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.500
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 16.500
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.00
Коэффициент мощности cos fн : 0.910
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.880
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 31.305 A
Пусковой ток двигателя Iп = 219.136 A
Коэффициент спроса группы Кс = 1.000
Расчетная активная мощность группы Pp = 28.600 кВт
Расчетный ток группы Ip = 86.906 A
Пиковый ток группы Iпик = 274.737 A
АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-31 ВА52-31 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 100 100
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 100.0 100.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 7 7
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 7.0 25.0
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата I ном I ном.р I отс / I ном.р I откл
А А о.е. кА
ВА51-33 160 100.0 10 12.5
ВА52-33 160 100.0 10 28.0
ВА51-35 250 100.0 12 15.0
ВА52-35 250 100.0 12 30.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :
Наибольший ток к.з. за автоматомк должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
.0 кА - для ВА51-31
.0 кА - для ВА52-31ОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 110.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 50.0 мм2)ном.р < I
доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 8.200
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 1.000
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.000
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.546
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 3.800
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.50
Коэффициент мощности cos fн : 0.880
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.875
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 7.498 A
Пусковой ток двигателя Iп = 56.235 A
Коэффициент спроса группы Кс = 1.000
Расчетная активная мощность группы Pp = 8.200 кВт
Расчетный ток группы Ip = 22.818 A
Пиковый ток группы Iпик = 71.555 A
АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-25
Номинальный ток автомата I ном (А) 25
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 25.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 7
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 3.8
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата I ном I ном.р I отс / I ном.р I откл
А А о.е. кА
ВА51-31 100 25.0 7 3.8
ВА52-31 *) 100 25.0 7 12.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :
Наибольший ток к.з. за автоматомк должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
.8 кА - для ВА51-25ОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 45.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 10.0 мм2)ном.р < I
доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 13.400
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 1.000
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.000
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.500
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 5.600
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.50
Коэффициент мощности cos fн : 0.880
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.875
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 11.050 A
Пусковой ток двигателя Iп = 82.873 A
Коэффициент спроса группы Кс = 1.000
Расчетная активная мощность группы Pp = 13.400 кВт
Расчетный ток группы Ip = 40.718 A
Пиковый ток группы Iпик = 112.542 A
АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-31 ВА52-31 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 100 100
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 40.0 40.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 7 7
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 6.0 15.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :
Наибольший ток к.з. за автоматомк должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
.0 кА - для ВА51-31
.0 кА - для ВА52-31ОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 45.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 10.0 мм2)ном.р < I
доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 39.300
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 1.000
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.000
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.500
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 13.100
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.00
Коэффициент мощности cos fн : 0.910
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.880
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 24.854 A
Пусковой ток двигателя Iп = 173.981 A
Коэффициент спроса группы Кс = 1.000
Расчетная активная мощность группы Pp = 39.300 кВт
Расчетный ток группы Ip = 119.420 A
Пиковый ток группы Iпик = 268.547 A
АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-33 ВА52-33 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 160 160
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 125.0 125.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 10 10
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 12.5 35.0
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата I ном I ном.р I отс / I ном.р I откл
А А о.е. кА
ВА51-35 250 125.0 12 15.0
ВА52-35 250 125.0 12 30.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :
Наибольший ток к.з. за автоматомк должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
.5 кА - для ВА51-33
.0 кА - для ВА52-33ОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 140.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 70.0 мм2)ном.р < I
доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ
Исходные данные
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 26.300
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 1.000
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.000
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.558
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 11.400
Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.50
Коэффициент мощности cos fн : 0.900
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.880
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Расчет
Номинальный ток двигателя Iн = 21.869 A
Пусковой ток двигателя Iп = 164.020 A
Коэффициент спроса группы Кс = 1.000
Расчетная активная мощность группы Pp = 26.300 кВт
Расчетный ток группы Ip = 71.611 A
Пиковый ток группы Iпик = 213.761 A
АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-31 ВА52-31 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 100 100
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 80.0 80.0
Ток отсечки I отс / I ном.р (о.е.) 7 7
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 7.0 25.0
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата I ном I ном.р I отс / I ном.р I откл
А А о.е. кА
ВА51-33 160 80.0 10 12.5
ВА52-33 160 80.0 10 28.0
ВА51-35 250 80.0 12 15.0
ВА52-35 250 80.0 12 30.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51, если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :
Наибольший ток к.з. за автоматомк должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
.0 кА - для ВА51-31
.0 кА - для ВА52-31ОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 95.00
(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 35.0 мм2)ном.р < I
доп
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
.8 Расчет токов трехфазного короткого замыкания
.8.1 Основные положения
Основной причиной нарушения нормального режима работы системы
электроснабжения является возникновение короткого замыкания (КЗ) в сети или
элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных
действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом
из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого воcстановления нормального режима работы
системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним
выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов
КЗ.
.8.2 Расчётная схема
В курсовой работе рассматриваются две расчётные схемы.
Согласно ПУЭ в электроустановках до 1 кВ расчётное напряжение каждой
ступени принимается на 5 % выше номинального напряжения сети; кроме того если
электрическая сеть питается от понижающих трансформаторов, при расчёте токов КЗ
необходимо исходить из условия, что подведённое к трансформатору напряжение
неизменно и равно его номинальному напряжению.
Учитывая вышесказанное получаем расчетную схему показанную на рисунке
1.8.1
Кроме первой расчётной схемы в КП рассматривается схема с учётом
активного сопротивления переходных контактов, схема показанна на рисунке 1.8.2.
Рис. 1.8.1. Расчетная схема без учета предохранительных контактов
Рис. 1.8.2. Расчетная схема с
учетом активного сопротивления предохранительных контактов
.8.3 Исходные данные
) Номинальные параметры трансформатора:
) Номинальные параметры вводного автомата (QF1):
) Номинальные параметры автомата для защиты РП (QF2):
) Параметры кабеля:
Материал - алюминий;
) Параметры провода:
Примечания:
) Система является источником бесконечной мощности:
2)
.8.4
Расчет тока трехфазного КЗ
В
курсовой работе расчет проводится только для схемы, приведенной на рис. 1.8.1.
Схема замещения приведена на рис. 1.8.3.
Рис. 1.8.3 Расчетная схема замещения
Активное
сопротивление трансформатора (
):
Полное
сопротивление трансформатора:
Индуктивное
сопротивление трансформатора:
0,01714
Ом
Активное
сопротивление кабеля, проложенного к РП (
):
Индуктивное
сопротивление кабеля, проложенного к РП ():
Активное
сопротивление изолированного провода (
):
Индуктивное
сопротивление изолированного провода (
):
Периодический
ток КЗ в i-ом узле схемы (
)
где
-
суммарное индуктивное сопротивление от начала i-ого узла;
-
суммарное активное сопротивление от начала схемы до i-ого узла.
Ударный
ток КЗ i-ом узле схемы (
, кА)
где
-
ударный коэффициент в i-ом узле, :
где
-
постоянная времени затухания i-ого узла, равная:
где
f=50 Гц (промышленная частота сети).
Используя
формулы, проведем расчет для всех узлов КЗ:
1) Расчет тока КЗ в узле 2:
2) Расчет тока КЗ в узле 3:
3) расчет тока КЗ в узле 4:
4) Расчет тока КЗ для узла 5:
5) Расчет тока КЗ для узла 6:
6) Расчет тока КЗ для узла 7:
.
Результат
расчета токов КЗ сведем в таблицу 1.8.1.
Таблица
1.8.1 - Результаты расчетов токов трехфазного КЗ
|
Номер узла
|
Элемент схемы
|
Ток КЗ периодический, кА
|
Ток КЗ ударный, кА
|
Ударный коэффициент
|
|
1
|
Система
|
|
|
|
|
2
|
Трансформатор
|
12,829
|
24,765
|
1,365
|
|
3
|
Автомат
|
12,707
|
24,278
|
1,351
|
|
4
|
Другой
|
8,561
|
12,386
|
1,023
|
|
5
|
Автомат
|
8,371
|
12,087
|
1,021
|
|
6
|
Линия
|
7,238
|
10,369
|
1,013
|
|
7
|
Линия
|
6,886
|
9,836
|
1,01
|
РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ДО 1 КВ
Исходные данные элементов схемы
) Система бесконечной мощности
) Трансформатор масляный,ном (кВ.А) Uном (кВ) Uк (%) Pк (кВт)
6/0.4 4.50 5.50
) Автомат, Iном (А) Rа (Ом) Xа (Ом)
0.00025 0.00010
) Другой элемент, Rд (Ом) Xд (Ом)
.01500 0.00000
) Автомат, Iном (А) Rа (Ом) Xа (Ом)
0.00065 0.00017
) Линия кабельная, материал - алюминий,ном (мм2) Rуд (Ом/км) Xуд (Ом/км)
L (км)
0.261 0.080 0.017
) Линия - провод, материал - алюминий,ном (мм2) Rуд (Ом/км) Xуд (Ом/км) L
(км)
1.250 0.091 0.002
.9 Определение потерь и отклонений напряжения в электрической сети до 1
кВ.
.9.1 Основные положения
Основными причинами отклонений напряжений в системах электроснабжения
предприятий является изменения режимов работы приемников электроэнергии, изменения
режимов питающей энергосистемы, значительные индуктивные сопротивления линий
6…10 кВ.
В распределительных и питающих сетях уровни напряжений в различных точках
влияют на потери активной мощности и энергии, обусловленные перетоками
реактивных мощностей. Из всех показателей качества электроэнергии отклонения
напряжения вызывают наибольший ущерб.
.9.2 Исходные данные
Число участков (N) -
2;
номинальное напряжение сети (Uном) - 0,38 кВ;
-
начальное напряжение (Uнач): 
нагрузка
в конце участков:
)
активная нагрузка в конце второго участка(Pнг2):
где
Рном.ад =4 кВт - номинальная мощность АД;
ŋном.ад
= 0,865 - КПД АД;
)
реактивная нагрузка в конце второго участка (Qнг2):
где
tgφном=0,51 - соответствует cosφном=0,89;
)
активная нагрузка в конце первого участка (Pнг1):
где
Pр = 198,468 - расчетная активная мощность РП;
)
реактивная нагрузка в конце первого участка (Qнг2):
где
Qр = 104,299 квар - расчетная реактивная мощность РП;
данные
участков:
а)
первый участок:
· вид линии - кабель;
· длина участка (l1) -
0,04 км;
· номинальное сечение (F1) -120 мм2 ;
· материал проводника - алюминий;
б) второй участок:
· вид линии - изолированный провод в трубе;
· длина участка (L2) -
0,021 км;
· номинальное сечение (F2) - 4 мм2 .
.9.3 Расчетная схема
Расчёт отклонений и потерь напряжений проводится для схемы, показанной на
рисунке 1.9.3
Рисунок 1.9.3 - Расчётная схема для расчёта отклонений и потерь
напряжения
Особенности расчётной схемы:
рассматриваем одну ступень напряжения;
нумерация ведется по участкам, начиная от источника;
нагрузка подключается в конце одноименного участка.
.9.4 Расчет отклонений и потерь напряжений.
) Расчёт для первого участка:
Активное сопротивление первого участка (R1):
где
-
удельное активное сопротивление кабеля сечением Fном.1=120 мм2.
Реактивное
сопротивление первого участка (Х1):
,
где
-
удельное реактивное сопротивление кабеля сечением Fном.1=120 мм2.
Найдём
активную мощность, протекающую по первому участку (P1):
Найдём
реактивную мощность, протекающую по первому участку (Q1):
Потеря
напряжения на первом участке (∆U1):
=0,00614 кВ.
Найдем напряжение в конце первого участка (Uк1):
где
- напряжение
в начале первого участка, 
.
Отклонение
напряжения в конце первого участка (δU1):
2) Расчёт для второго участка
Активное сопротивление второго участка (R2):
где
-
удельное активное сопротивление кабеля сечением Fном.2 = 4 мм2.
Реактивное
сопротивление второго участка (Х2):
,
где
-
удельное реактивное сопротивление кабеля сечением Fном.2 = 4 мм2.
Найдём
активную мощность, протекающую по второму участку (P2):
Найдём
реактивную мощность, протекающую по второму участку (Q2):
Потеря
напряжения на втором участке (∆U2):
=0,00201
кВ.
Найдем
напряжение в конце второго участка (Uк2):
где
-
напряжение в начале второго участка, 
Отклонение
напряжения в конце второго участка (δU2):
Нормально
допустимое значение δU на
выводах приёмников электроэнергии равны (+ 5 …-5)% от номинального напряжения
сети.
Сравним
полученные значения отклонения напряжения с нормально допустимыми значениями δU:
δU = 5% > δU1=3,647%
δU = 5% > δU2=3,118%
то
есть наши значения отклонения напряжения δU1 , δU2 проходят по ГОСТУ.
.9.5
Векторная диаграмма напряжений
Построим
векторную диаграмму фазных напряжений для второго участка.
Напряжение
в конце участка фазы:
Ток
на втором участке:
Угол
между напряжением и током:
Потери
напряжения на участке:
Падение
напряжения:
Рисунок 1.9.5
- Векторная диаграмма напряжений для второго участка
Автоматизированный расчёт отклонений и потерь напряжений проводится с
помощью программы PRN(PRES1).
Результаты работы программы приведены в распечатке.
2 Спецвопросы электроснабжения и
энергосбережение
.1 Схема электроснабжения цеха и исходные данные к ней
.1.1 Схема электроснабжения цеха
Схема электроснабжения цеха состоит из источников питания и линий
электропередачи, осуществляющих подачу электроэнергии к предприятию,
связывающих кабелей (KЛ) и
проводов, через трансформаторную подстанцию (ТП), где трансформаторы Т1 и Т2
понижают напряжение с 110 кВ до 10 кВ, для обеспечения питания электроэнергией
потребителей на требуемом напряжении.
Трансформаторы Т3 и Т4 понижают напряжение с 10 кВ до 0,4 кВ для питания
низковольтных потребителей.
Выключатели Q1...Q6 предназначены для оперативного переключения и вывода
в ремонт элементов схемы.
Секционный выключатель QB1, выполняют функцию автоматического ввода
резерва (АВР).
Автоматы QF1...QF10 предназначены для оперативного переключения и вывода
в ремонт элементов схемы.
Конденсаторные батареи (БК) вырабатывают реактивную мощность, тем самым
уменьшают передачу полной мощности через трансформаторы Т3 и Т4, вследствие
чего потери в трансформаторе уменьшаются.
Магнитный пускатель КМ защищает АД от перегрузок.
Для повышения надёжности электроснабжения применяется
двухтрансформаторная подстанция с раздельной работой трансформаторов в
нормальном режиме, что позволяет значительно снизить уровни токов короткого
замыкания, упростить схему коммутации и релейной защиты.
Рисунок 2.1.1 - Схема электроснабжения корпуса
2.1.2 Исходные данные
Таблица 2.1 - Исходные данные для сети 10 кВ
|
Sкз, МВА
|
Fкл, мм2
|
Lкл, км
|
Sт2, кВА
|
Рп, кВт
|
Sнг.сум, кВА
|
|
340
|
150
|
0,80
|
100
|
90
|
150
|
Таблица 2.2 - Исходные данные для сети 0,38 кВ
|
QF1 Iном, А
|
QF2 Iном, А
|
Fл1, мм2
|
Lл1, м
|
QF3 Iном, А
|
Fл2, мм2
|
Lл2, м
|
АД зам
|
|
|
|
|
|
|
|
Рном, кВт
|
Wс, 1/с
|
|
1000
|
250
|
95
|
50
|
100
|
16
|
25
|
15,0
|
157
|
Таблица 2.3 - Исходные для распределения БК
|
РП
|
Qн, квар
|
F, мм2
|
L, м
|
|
1
|
160
|
35
|
35
|
|
2
|
95
|
25
|
40
|
|
3
|
165
|
70
|
45
|
|
4
|
180
|
25
|
40
|
|
5
|
185
|
70
|
45
|
Суммарная мощность конденсаторных батарей Qбк = 545 квар.
.2 Определение допустимого расчетного вклада потребителя в показатели
качества электроэнергии.
.2.1 Схема питания потребителя
В курсовом проекте потребитель - это цех , получающий питание от одной
секции ПС 10 кВ с нормально отключенным межсекциокным выключателем (рисунок
2.2. 1).
Рис.2.2.1
Расчетная схема цеха, ползающего питание от одной секции ПС 10 кВ.
На
рисунке 2.2.1 приведены следующие обозначения :
SТ- номинальная
мощность одного трансформатора ГПП,
Рп
- нагрузка цеха, подключенная к одной секции ГПП
.2.2
Определение мощности трансформатора ГПП.
Рис.
2.2.2 Расчетная схема для определения мощности трансформатора ГПП
Нам
задана мощность короткого замыкания на НН трансформатора ГПП с системой
ограниченной мощности Sкз= 340 МВА
Рис.
2.2.3 Схема замещения для определения мощности трансформатора ГПП.
Мощность
короткого замыкания на НН трансформатора ГПП с системой бесконечной мощности (Sкз.т.)
определяется из неравенства
.
Рассмотрим 
:
Сопротивление
трансформатора в именованных единицах определяется:
где
= 10,5 %
напряжение короткого замыкания для UВ =110 кВ, /6/ с. 219.
найдем
:
Полученное
выражение подставим
в формулу
Мощность
трансформатора ГПП (Sт , МВА)
Таким
образом, согласно шкале номинальных мощностей выбираем трансформатор с Sт =
40 МВА.
.2.3
Определение допустимого расчетного вклада потребители в показатели качества
электроэнергии.
В
программе используется таблица " Допустимые значения показателей качества
электроэнергии по ГОСТ 13109 - 97”, /1/.
Допустимый
расчетный вклад 
потребителя
для всех ПКЭ /11/:
где
-
показатель распределяемый, это часть ПКЭ , распределяемая между потребителями
данного узла (нормируется для ПКЭ, зависит от напряжения питания);
dn- доля
потребителя, это доля нагрузки потребителя в нагрузке ПС при полном
использований ее пропускной способности (зависит от схемы питания, определяется
расчетом);
а
- показатель суммирования, это показатель степени, учитывающий механизм
суммирования ПКЭ от различных источников искажения (нормируется для ПКЭ).
Так
как питание потребителя осуществляется от одной секции ПС с нормально
отключенным межсекциокным выключателем, то
где
-пропускная
способность НС, это максимальная мощность, которая в нормальном режиме может
быть передана через трансформаторы понижающей ПС, от которой получает питание
потребитель;
SТ -номинальная
мощность одного трансформатора ГПП.
Доля
потребителя dn:
где
-
расчетная максимальная мощность потребителя , =0,09
МВт.
,
принимаем 
Допустимые
расчетные вклады потребителя для показателей качества электроэнергии (
):
коэффициент
несимметрии напряжения по обратной последовательности (К2U):
(нормально
- допустимые значения);
(максимально
- допустимые значения).
коэффициент
п-ой гармонической составляющей напряжения КU(n)
)
КU(n) , создаваемый преобразователями, с порядками:
(для n=3,5,7);
(для n=11,13);
(для n>13,
нечетные гармоники);
(для n -
четные гармоники).
коэффициент
искажения синусоидальности кривой напряжения КU:
)
КU для 6 -пульсных преобразователей:
(нормально
- допустимые значения);
(максимально
-допустимые значения).
)
КU для 12 -пульсных преобразователей:
(нормально
- допустимые значения);
(максимально
- допустимые значения).
3) КU для других ЭП:
(нормально
- допустимые значения);
(максимально
- допустимые значения).
Результаты
сведем в таблицу 2.2.1
Таблица 2.2.1 - Допустимые показатели качества электроэнергии
|
Показатели качества
электроэнергии
|
Допустимые по ГОСТ 13109-97
значения, %
|
ДРВ потребителя, %
|
|
Норм.
|
Пред.
|
Норм.
|
Пред.
|
|
Коэффициент обратной
последовательности К2U Коэффициенты гармонических составляющих,
создаваемых преобразователями КU(n) , с порядками: n=3 n=5
n=7 n=11,13 n=17 n=2 n=4
Коэффициенты гармонических составляющих, создаваемых другими ЭП, КU(n):
n - нечетные n - четные
Коэффициент несинусоидальности КU для групп искажающих
нагрузок: 6-рульсных преобразователей 12-пульсных преобразователей Других ЭП
|
2,0 1,5 4,0 3,0 2,0 1,5
1,5 0,7 - - 4,0 4,0 4,0
|
4,00 2,25 6,00 4,50
3,00 2,25 2,25 1,10 5,0 2,5 8,00 8,00 8,00
|
0,443 - - - - - - -
- - 0,612 0,854 1,138
|
0,885 0,400 0,400 0,400
0,869 1,518 0,759 0,759 1,518 0,759 1,225 1,707 2,277
|
Результаты расчетов, полученные с помощью программы WKLAD (PRES2).
.3 Расчет емкостного тока замыкания на землю в кабельной сети
.3.1 Расчетная схема
Рисунок
2.3.1 расчетная схема
Из схемы видно, что требуется определить емкостной ток простого однофазного
замыкания на землю в кабельной сети напряжением 10 кв. Питающий трансформатор
не изображен, так как он не участвует в расчете.
.3.2 Исходные данные
Данные для расчета емкостного тока замыкания в кабельной сети:
Номинальное напряжение сети Uном.с=10 кВ;
Номинальное напряжение высоковольтного кабеля Uном.кл=10 кВ;
Номинальное сечение высоковольтного кабеля Fном.кл=150 мм2;
Длина высоковольтного кабеля Lном.кл=0,8 км;
Исходные данные для остальных кабельных линий в распечатке программы RETZ.
2.3.3 Расчеты
Емкостной ток однофазного простого замыкания на землю определяется по
формуле
где Iз.уд - удельный ток замыкания на
землю в кабельной линии.
Суммарный емкостной ток замыкания на землю в кабельной сети найдем по
формуле
где Iз.i - емкостной ток замыкания на землю каждой из линии.
Линия 1:
Линия 2:
Линия 3:
Линия 4:
Суммарный емкостной ток замыкания на землю:
Iз.∑=1,088+1,2+1,143+2,176=5,607
А.
Согласно п.1.2.16 ПУЭ компенсация емкостного тока замыкания на землю в
сети с изолированной нейтралью с номинальным напряжением Uном=10 кВ должна осуществляться при
достижении первым значения Iз.доп=20
А.
В
данном случае 
Следовательно,
нет необходимости в установке дугогасящего реактора (ДГР) в нейтрали
трансформатора ГПП.
Автоматизированный
расчет произведен по программе RETZ (PRES1), результаты расчета приведены в распечатке.
.4 Распределение конденсаторных батарей в электрической сети
.4.1Общие положения
Распределение производится с помощью программ S380 (PRES
8) и RASKON (PRES 2). В программе производится распределение батарей
конденсаторов (БК) в радиальной или магистральной сети напряжением 0,38 кВ. Для
каждого варианта распределения БК определяются потери активной мощности в сети
от протекания реактивной, что позволяет оценить экономичность варианта.
Рассчитываются оптимальные мощности БК в узлах нагрузки, при которых потери в
сети минимальны. Программа позволяет произвольно распределять БК в сети с
использованием имеющихся батарей любой мощности.
Распределение производим в радиальной сети напряжением 0,38 кВ. Имеем 6
узлов нагрузки, между которыми необходимо распределить мощность БК.
2.4.2 Расчетная схема
Расчетная схема представлена на рисунке 2.5.1.
Рисунок 2.4.1 Расчетная схема радиальной сети
Исходные данные:
· количество узлов нагрузки N=5
· нагрузка в
i-ом узле 
квар;
· общая
мощность БК 
квар.
Эти данные сведем в таблицу 2.4.1.
2.4.3 Расчеты
Для оптимального распределения БК в радиальной сети расчеты проводим по
программе RASKON .
Суммарная нагрузка сети (Qн
,квар)
Суммарная мощность, поступившая в сеть от системы (Q, квар)
Сопротивление i-ой линии (Ri ,Ом):
;
;
Суммарное
сопротивление сети (R, Ом)
Все
данные по линиям сведем в таблицу 2.4.1.
Таблица
2.4.1. Данные для линий
|
Номер узла, РП
|
Вид
|
Fi ,мм2
|
Li ,км
|
Rудi ,Ом/км
|
Ri ,Ом
|
|
1
|
Кабель
|
35
|
0,035
|
0,89
|
0,0312
|
|
2
|
|
25
|
0,04
|
1,24
|
0,0496
|
|
3
|
|
70
|
0,045
|
0,443
|
0,0199
|
|
4
|
|
25
|
0,04
|
1,24
|
0,0496
|
|
5
|
|
70
|
0,045
|
0,443
|
0,0199
|
|
сеть
|
|
|
|
|
0,0058
|
Оптимальная мощность, протекающая по i-ой линии к нагрузке (Qi , квар)
Оптимальная мощность БК в узле (Qki ,квар)
Если
, то
примем 
исключаем
i-ую линию из рассмотрения и проводим расчет заново. В нашем случае для всех
узлов 
.
Результаты
сведены в таблицу 2.4.2.
Таблица
2.4.2
|
i (номер)
|
Qнi , квар
|
Qi , квар
|
Qki , квар
|
|
1
|
160
|
44,615
|
115,4
|
|
2
|
95
|
28,065
|
66,935
|
|
3
|
165
|
69,95
|
95,05
|
|
4
|
180
|
28,065
|
151,935
|
|
5
|
185
|
69,95
|
115,05
|
|
сеть
|
785
|
-
|
545
|
Потери активной мощности от протекания реактивной (ΔP, кВт):
,
где
ном=0,38
кВ - номинальное напряжение сети.
Суммарные
потери активной мощности от протекания реактивной мощности по всей сети без
установки БК.
Потери
активной мощности от протекания реактивной мощности в сети с оптимальным
распределением БК (ΔPБК , кВт).
Рассчитаем
для программы S380 суммарные потери активной мощности от протекания реактивной
мощности в сети без установки БК
где
Pнi=Pp.РП i
В
программе S380 также производится произвольное распределение БК в схеме.
Потери
активной мощности от протекания реактивной в сети уменьшаются на 94% при
оптимальном распределении БК. При произвольном распределении БК потери активной
мощности от протекания реактивной уменьшаются на 85%.
По
исходным данным, используя программы S380 и RASKON, были получены результаты
оптимального и произвольного распределения БК в сети.
Расчетная
схема магистральной сети представлена на рисунке 2.5.2.
Рисунок
2.4.2 Расчетная схема магистральной сети
2.5
Расчет петли «фаза ноль»
Расчет
петли «фаза - ноль» это расчет однофазного тока короткого замыкания на корпус
оборудования в сетях до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.
Расчет
проводиться с целью нахождения наименьшего тока короткого замыкания (КЗ), т.к.
может быть, что 
и тогда
защитная аппаратура может не сработать при 
. Для
надежного отключения поврежденного оборудования должно выполняться неравенство:
где
-
номинальный ток расцепителя ближайшего автомата.
Согласно
ПУЭ в случае питания ЭП до 1 кВ от понижающих трансформаторов при расчете токов
КЗ следует исходить из условия, что подведенное к трансформатору напряжение
неизменно и равно его номинальному напряжению.
Исходные данные:
На
высоком напряжении трансформатора подключается система бесконечной мощности,
поэтому можно считать что 
,
напряжение системы
мощность
цехового трансформатора Sном.т=100 кВА, с.
высшее
напряжение трансформатора UВ = 10 кВ, с.
низшее
напряжение трансформатора UН = 0,4 кВ, с.
потери
короткого замыкания трансформатора РК=1,97 кВт, с.
номинальный
ток вводного автомата Iном.1=200 А, с.
номинальный
ток автомата, защищающего РП, Iном.2=140 А, с.
линия
Л1 выполнена кабелем, сечением
F1=70 мм2,
длиной L1=0,08 км;
номинальный
ток автомата, защищающего ЭП, Iном.3=100 А, с.
линия
Л2 выполнена изолированным проводом в трубе, сечением F1=35мм2, длиной
L1=0,024 км;
Расчет:
а) Система
Так как система является источником бесконечной мощности, то
сопротивление системы
б) Индуктивное сопротивление прямой и обратной последовательностей
цехового трансформатора Т2
Активное сопротивление прямой и обратной последовательностей цехового
трансформатора Т2
По отношению Х0/Х1=9 и R0/R1=9 для трансформатора мощностью 100
кВА.
с. 137 /3/, находим индуктивное и активное сопротивления нулевой
последовательности:
в)Найдем сопротивления автоматов принимая Х0/Х1=1,0 и R0/R1=1,0.
Индуктивное сопротивление i-ого автомата
,
где
-
индуктивное сопротивление i-ого автомата, согласно с.139/3/.
Активное
сопротивление i-ого автомата
,
где
-
активное сопротивление i-ого автомата, согласно с.139/3/.
г)Индуктивное
сопротивление прямой и обратной последовательностей линий:
где
-
удельное сопротивление iой линии, Ом/км, с. 139 /3/.
Активное
сопротивление i-ой линии (прямой и обратной последовательностей)
где
-
удельное сопротивление i-ой линии, Ом/км, с. 139 /3/.
Для
линий принимаем отношение Х0/Х1=4 и R0/R1=9, согласно
программе TKZ, тогда сопротивление нулевой последовательности:
линия
1: 
линия
2: 
Суммарное
индуктивное сопротивление прямой последовательности (Х1, Ом)
Ом
Суммарное индуктивное
сопротивление обратной последовательности (Х2, Ом)
Суммарное индуктивное
сопротивление нулевой последовательности (Х0, Ом)
Суммарное активное
сопротивление прямой последовательности (R1, Ом)
Суммарное активное
сопротивление обратной последовательности (R2, Ом)
Суммарное активное
сопротивление нулевой последовательности (R0, Ом)
Суммарное индуктивное
сопротивление (Х, Ом)
Суммарное активное
сопротивление (R, Ом)
Суммарное полное
сопротивление (Z, Ом)
Действующее значение
периодического тока однофазного короткого замыкания (In(1), кА)
Постоянная времени
апериодической составляющей (Та, с)
Ударный коэффициент (Куд)
Ударный ток в месте
однофазного КЗ (
, кА)
Проверим неравенство 
,
Итак, 
Условие выполняется, следовательно, при замыкании на корпус защитная
аппаратура надежно отключит поврежденный двигатель.
Автоматизированный расчет проводится с помощью программы TKZ. Результаты работы программы
показаны в распечатке.АСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Типы последовательных элементов :
Источник
Реактоp
Тpансфоpматоp
Линия
Автомат
Дpугой элемент ( X и R,Ом )
Номеpа элементов 1 2 3 4 5 6 7
Типы элементов 1 3 5 5 4 5 4
ИCХОДНЫЕ ДАННЫЕ
) Источник : U = 10.00 кB , Sкз = 340.00 МВА
) Тpансфоpматоp :тp (МВА) , Uв (кВ) , Uн (кВ) , Uк (%) , Pкз (кВт)
.10 10.00 0.40 4.50 1.97
)Автомат : Iном = 200 A
)Автомат : Iном = 140 A
) Кабель
Матеpиал жил : Алюминий , Fном = 70 мм2у(Ом/км) , Rу(Ом/км) , L (км)
.061 0.443 0.080
)Автомат : Iном = 100 A
) Изолированый провод в трубе
Матеpиал жил : Алюминий , Fном = 35 мм2у(Ом/км) , Rу(Ом/км) , L (км)
.088 0.890 0.024
Обатная последовательность , источник: X2/X1= 1.00
Нулевая последовательность : X0/X1
) Линия 4.00
) Автомат 1.00
) Линия 4.00
) Автомат 1.00
) Автомат 1.00
) Тpансфоpматоp ( Y / Yo ) 9.00 R0/R1 = 9.00
РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ОДНОФАЗНОГО К.З.
Точка к.з. за последним элементом номеp N 7
Номинальное напpяжение сети (кВ) Uном 0.380
Пеpиодический ток к.з. (кА) Iп 0.517
Удаpный ток к.з. (кА) Iу 0.746
Удаpный коэффициент Ку 1.021
.6 Замена малонагруженного асинхронного двигателя
2.6.1 Краткая характеристика
Программа SAMDW (PRESS 9) рассматривает асинхронные
двигатели (АД) напряжением 380 В и мощностью от 1 до 50 кВт. Предусматривается
замена недогруженного двигателя на двигатель меньшей мощности. При этом
определяются потери активной мощности в заменяемом (недогруженном) и
предлагаемом (меньшей мощности) двигателях, а также снижение потерь от замены.
.6.2 Исходные данные
Данные заменяемого двигателя:
- синхронная
частота вращения, Nc =1500 об/мин;
- угловая
скорость вращения, ωс=157 1/с;
- номинальная
мощность, Рном.зам=3 кВт;
- коэффициент
полезного действия (КПД), ηиом.зам=0,82;
- коэффициент
мощности, cosφном.зам=0,83;
- коэффициент
загрузки Kзагр.зам=0,4;
- сопротивление
намагничивания, х µ.ном.зам=72,5 Ом.
Данные предлагаемого двигателя:
- синхронная
частота вращения, Nc =1500 об/мин;
- угловая
скорость вращения, ωс=157 1/с;
- номинальная
мощность, Рном.предл=2,2 кВт;
- коэффициент
полезного действия (КПД),η иом. предл=0,8;
- коэффициент
мощности, cosφном.предл=0,83;
- коэффициент
загрузки Kзагр.предл=0,545;
- сопротивление
намагничивания, х µ.ном. предл=92 Ом.
2.6.3 Расчеты
Расчет ведем для заменяемого двигателя.
а) Ток намагничивания (I0.ном.зам
, А):
где
Uном - номинальное напряжение двигателя, 
б)
Номинальный ток статора (I1.ном.зам , А)
в) Отношение
г)
Из кривых, введенных в программу в виде таблиц, для момента сопротивления Мс=Kзагр=
0,4 и отношения 
определяем
отношение, используя кусочно-линейную интерполяцию:
д)
Текущий коэффициент мощности (cosφзам)
е)
) Из кривых, введенных в программу в виде таблиц, для момента сопротивления Мс=Kзагр=
0,4 и отношения определяем
отношение, используя кусочно-линейную интерполяцию:
ж)
Текущий ток статора 
з)
Полная мощность заменяемого двигателя (Sзам , кВА)
и)
Активная мощность из сети 
к)
Реактивная мощность из сети (Qзам.из сети )
л)
Потери активной мощности в заменяемом двигателе 
где
м)
Снижение потерь при замене 
где
потери
активной мощности в предлагаемом двигателе.
Параметры предлагаемого двигателя находятся аналогично. Результаты
автоматизированного расчета по программе SAMDW представлены в распечатке.
По
программе SAMDW был произведен расчет для 
; 
Некоторые
данные сведены в таблицу 2.6.1.
Таблица2.6.1
|
Кзагр.зам
|
Рна валу, кВт
|
∆Рзам, кВт
|
∆Рпредл, кВт
|
δР , кВт
|
|
0,2
|
0,172
|
0,161
|
0,011
|
|
0,3
|
0,9
|
0,204
|
0,253
|
-0,049
|
|
0,4
|
1,2
|
0,289
|
0,322
|
-0,033
|
|
0,5
|
1,5
|
0,375
|
0,377
|
-0,002
|
Построим
кривые 
и 
на одном
графике. Кривые представлены на рисунке 2.6.1.
Рисунок
2.6.1 Графики зависимостей потерь мощности в заменяемом и предлагаемом
двигателе от коэффициента загрузки 
и 
Вывод:
Замена малонагруженного двигателя на двигатель меньшей мощности целесообразна
при коэффициенте загрузки заменяемого АД 0,2<
0,25.
ЗАМЕНА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Величина Заменяемый АД Предлагаемый АДc (об/мин)/ W c (1/c) 1500/157ном
(кВт) 3.000 2.200
КПД ном (о.е.) 0.820 0.800f ном 0.830 0.830загрузки 0.400 0.545
РЕЗУЛЬТАТЫна валу (кВт) 1.200м.ном (Ом) 72.500 92.000ном (А) 3.026
2.385ном (А) 6.697 5.034ном/I1 ном (%) 45.186 47.372
cos f/cos f ном
0.719 0.832f 0.597 0.690/I1 ном
0.566 0.665(A) 3.793 3.349(кВ.А) 2.496 2.204(кВт) 1.489 1.522(кВар) 2.003 1.595
дР (кВт) 0.289 0.322
ддP (кВт) -0.033
2.7 Экономически целесообразные режимы работы
трансформаторов
При
расширении цеха к цеховому трансформатору Т2 добавляется трансформатор Т1 на
ступень ниже и Т3 - на ступень выше. При этом задана мощность нагрузки 
.
Необходимо рассчитать оптимальное распределение нагрузки по трансформаторам.
Расчетная
схема:
Рис. 2.7.1 Расчетная схема
Примем следующие допущения:
тогда, можно суммировать полные мощности, т.е.
Необходимо также учесть технические ограничения, а именно, не допускается
перегрузка трансформатора:
Для
заданной суммарной нагрузки 
требуется
определить оптимальную нагрузку каждого трансформатора 
Оптимальная
нагрузка 
обеспечивает
минимум потерь активной мощности в схеме, при этом выполняется баланс мощности
в схеме, а также технические ограничения.
Для
расчета оптимальной мощности используется формула Лагранжа:
Технические
данные трансформаторов представлены в таблице 2.7.1
Таблица
2.7.1
|
Sном, кВА
|
Тип трансформатора -
масляный
|
|
Рхх, кВт
|
Рк, кВт
|
|
63
|
0,26
|
1,28
|
|
100
|
0,36
|
1,97
|
|
160
|
0,56
|
2,65
|
) Рассчитаем оптимальную мощность для первого трансформатора по формуле
2.7.3:
Коэффициент загрузки равен:
Найдем потери мощности в первом трансформаторе:
) Рассчитаем оптимальную мощность для второго трансформатора:
Коэффициент загрузки равен:
Найдем потери мощности во втором трансформаторе:
) Рассчитаем оптимальную мощность для третьего трансформатора:
Коэффициент загрузки равен:
Найдем потери мощности в третьем трансформаторе:
) Суммарные потери мощности в трех трансформаторах:
) Определим годовые потери электроэнергии в трансформаторах, используя
формулу:
где
ТВ - время включенного состояния трансформаторов, 
- время
максимальных потерь (см. таблицу 2.7.2).
Таблица
2.7.2
|
Режим работы
|
ТВ, час/год
|
ТМ, час/год
|
 , час/год
|
|
односменный
|
2000
|
от 1500 до 2000
|
от 650 до 920
|
|
двухсменный
|
4000
|
от 2500 до 4000
|
от 1250 до 2400
|
|
трехсменный
|
6000
|
от 4500 до 6000
|
от 2900 до 4550
|
|
непрерывный
|
8700
|
от 6500 до 8000
|
от 5200 до 7500
|
Примечание: предполагается, что трансформаторы включены только во время
работы цеха, т.е. не работают на холостом ходу.
Найдем потери электроэнергии в трансформаторах при односменном режиме
работы:
Также выполнены оптимизационные расчеты при очередном отключении каждого
трансформатора при одной и той же суммарной нагрузке. Результаты расчетов
сведем в таблицу 2.7.3.
Таблица 2.7.3
|
Включенные трансформаторы
|
Кз
|
 , кВт , кВт∙ч
|
|
|
63-100-160
|
0,464
|
2,441
|
3520
|
|
откл-100-160
|
0,577
|
2,447
|
3245
|
|
63-откл-160
|
0,673
|
2,583
|
3262
|
|
63-100-откл
|
0,920
|
3,372
|
3772
|
Вывод:
Наиболее целесообразным является отключение первого трансформатора с
номинальной мощностью 63 кВА, так
как при этом будут наименьшие потери электроэнергии.
.8 Снижение потерь электроэнергии изменением графика электрической
нагрузки
Расчет снижения потерь электроэнергии изменением графика электрической
нагрузки производится с помощью программы GRAFIK (PRES8).
Программа позволяет определить потери электроэнергии в нескольких вариантах
неразветвленной схемы электроснабжения при заданных графиках активной и
реактивной мощностей нагрузки, а также при их выравнивании. Элементами схем
могут быть:
- линии различных сечений напряжением 0,38; 6; 10; 35 кВ;
- трансформаторы различных мощностей с низшим напряжением
Uном.нн=0,38
кВ;
электрическое сопротивление;
- нагрузка.
На рисунке 1 приведена расчетная схема.
Рис.
2.8.1 Расчетная схема
Исходные данные:
- номинальное напряжение в схеме 10/0,38 кВ;
- линия кабельная;
материал жил - алюминий;
номинальное сечение жил: F=150 мм2;
длина лини: L=0,8
км;
номинальная мощность трансформатора: Sном.т =100 кВ·А;
активное сопротивление линии: Rл=0,165 Ом.
Потери электроэнергии определяем по графикам электрических нагрузок с
длительностью Т=8 часа (режим работы предприятия односменный), длительность
одной ступени - 1 час. Графики электрических нагрузок представлены на рисунке
2.
Рис.2.8.2-
Графики электрических нагрузок активной энергии Р (кВт) и реактивной энергии Q
(квар).
Расчеты:
Потребление
электроэнергии (W): 
;
где Pi - активная мощность i - ой ступени, кВт;
ti -
длительность i - ой ступени, ч;
n -
количество ступеней.
Потери электроэнергии в линии при заданных графиках нагрузки (∆Wл):
где Rл = 0,165 Ом - сопротивление
кабельной линии, сечением 150 мм2;
Uл =10
кВ - напряжение линии;
Qi -
реактивная мощность на i - ой
ступени, квар.
Потери электроэнергии в трансформаторе (∆WТ):
Где Pk=1,97 кВт - потери холостого хода в
трансформаторе,
Px=0,36
кВт - потери короткого замыкания в трансформаторе,
Тв = 8 ч - время включения трансформатора.
Потери
электроэнергии в схеме (∆Wсх):
Средняя
активная мощность нагрузки (Pср.8):
Средняя реактивная мощность нагрузки (Qср.8):
где 
Определим
потери электроэнергии при ровных графиках нагрузки (W=const)
в линии, трансформаторе и схеме:
1) потери за 8 часов:
) потери за 16 часов:
) потери за 24 часа:
Проведем анализ результатов.
При выравнивании нагрузки за 8 часов потери в линии уменьшились на 9,84%,
потери в трансформаторе уменьшились на 7,28%, суммарные потери в схеме
уменьшились на 7,3 %.
При выравнивании нагрузки за 16 часов потери в линии уменьшились на 55%,
потери в трансформаторе увеличились на 11,25 %, суммарные потери в схеме
увеличились на 11,51%.
При выравнивании нагрузки за 24 часов потери в линии уменьшились на
70,49%, потери в трансформаторе увеличились на 53,4%, суммарные потери в схеме
увеличились на 41,3%.
По исходным данным с помощью программы GRAFIK получили результаты, представленные на распечатке.
СНИЖЕНИЕ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ ИЗМЕНЕНИЕМ ГРАФИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ
Исходные данные
Вариант расчетной схемы :
. Линия - трансформатор - нагрузка
Номинальные напряжения в схеме (кВ) : 10 / 0.38
Тип линии : кабельная
Материал жил : aлюминий
Номинальное сечение жил (мм2) : 150
Длина линии (км) : 0.800
Активное сопротивление линии (Ом) : 0.165
Номинальная мощность трансформатора (кВ.А) : 100
Тип трансформатора : масляный
Потери мощности в трансформаторе (кВт) : Рх = 0.36, Рк = 1.97
Длительность графика нагрузки Т ( ч ) : 8
Длительность одной ступени графика t ( ч ) : 1
Графики электрических нагрузок P и Q
Ступень P (кВт) Q (кВар)
36.000 18.000
40.000 20.000
70.000 35.000
90.000 45.000
80.000 40.000
60.000 30.000
50.000 25.000
36.000 18.000
средние 57.750 28.875
Результаты
Потребление электроэнергии при заданном графике
активной нагрузки W (кВт.ч) : 462.00
Потери электроэнергии при заданных графиках нагрузки (кВт.ч) :
в линии ДWл = 0.061
в трансформаторе ДWт = 10.192
в схеме ДW = 10.253
Потери электроэнергии при ровных графиках нагрузки (W=const)
за 8 часов ДW8 (кВт.ч) : в линии 0.055
в трансформаторе 9.450
в схеме 9.505
за 16 часов ДW16 (кВт.ч) : в линии 0.027
в трансформаторе 9.045
в схеме 9.073
за 24 часа ДW24 (кВт.ч) : в линии 0.018
в трансформаторе 10.830
в схеме 10.848
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Современная система электроснабжения должна удовлетворять ряду
требований: правильное определение электрических нагрузок, рациональный выбор
числа и мощности трансформаторов, повышение коэффициента мощности, правильный
выбор сечения проводов и кабелей, и другие технические и экономические решения.
Поэтому следует стремиться к созданию предприятий, обладающих гибкостью,
которые способны с наименьшими потерями осуществить перестройку производства.
В ходе проектирования электроснабжения механического цеха, мною были
закреплены, углублены и обобщены знания, полученные по дисциплине
проектирование систем электроснабжения. Усвоены навыки инженерных методов
расчета ряда технических задач, необходимых в практической деятельности
инженера отдела главного энергетика промышленного предприятия.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Электротехнический справочник в 3 томах «Испльзование
электрической энергиии» (кн.2) - М.: Энергоавтомиздат, 1988
. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и
выбо-ру электрооборудования / Под ред. Б.Н. Неклепаева. - М. : Изд-во НЦ ЭНАС,
2001
. Правила устройства электроустановок. - 6-е изд. - М.:
Главгосэнерго-надзор России, 1998
. Правила применения скидок и надбавок к тарифам на
электрическую энергию за потребление и генерацию реактивной энергии. -
Промышленная энергетика, 1998 ; № 10
. Правила эксплуатации электроустановок потребителей /
Госэнергонад-зор Минтопэнерго РФ. - М. : Энергоавтомиздат, 1992
. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред.
Ю.Г. Барыбина, - М. : Энергоавтомиздат, 1990
. Справочник по проектированию электрических сетей и
электрооборудования / Под ред. Ю.Г. Барыбина, - М. : Энергоавтомиздат, 1991
. Неклепаев Б.Н. , Крючков И.П. Электрическая часть
электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного
проектирова-ния: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Энергоавтомиздат, 1989
. Электроснабжение промышленных предприятий. Применение
пакета прикладных программ ПРЭС - 1: Методические указания. - Чебоксары: Чуваш.
ун-т, 1993
. Электроснабжение промышленных предприятий. Применение
пакета прикладных программ ПРЭС - 2: Методические указания. - Чебоксары: Чуваш.
ун-т, 1993
. Электроснабжение промышленных предприятий. Применение
пакета прикладных программ ПРЭС - 5: Методические указания. - Чебоксары:
Чуваш.ун-т, 1995
. Электроснабжение промышленных предприятий. Применение
пакета прикладных программ ПРЭС - 7: Методические указания. - Чебоксары:
Чуваш.Ун-т, 1995
. Дьяков В.И. Типовые расчеты по электроснабжению:
Практическое пособие, - М.: Высшая школа, 1991
. Калин Н.Ф. Сборник заданий на курсовое проектирование по
электроснабжению промышленных предприятий. - Чебоксары: Чуваш. ун-т, 1971
. Электроснабжение промышленных предприятий. Методическое
указание к курсовому проекту. - Чебоксары: Чуваш. ун-т, 1986