ПРИМЕР РАСЧЕТА С УЧЕТОМ ДАННЫХ СПЕЦЧАСТИ
ОПИСАНИЕ ТАБЛИЦЫ
Все электроприёмники группируются построчно по характерным категориям с одинаковыми мощностями Рн для каждого силового пункта независимо от коэффициента использования Ки и коэффициента реактивной мощности cos φ (графы 1;2;3 и 4 таблицы 1.1), а в графах 5 и 6 указываются Ки и cos φ соответственно, которые берутся из таблицы 30-2 [10].
Например:
Для первого узла питания СП-1 одна из групп потребляет мощность Р'н = 54,4 кВт (графа 4). Количество электроприёмников n в этой группе равно 20 (графа 2) с номерами на плане № 1-20. Мощность Рн каждого составляет 2,72 кВт (графа 3). Далее для каждой группы находим Ки ∙ Р'н (графа 7) и Ки ∙ Р'н ∙ tg φ (графа 8), а также заполняется графа 9:(n ∙ Pн)².
Аналогично производятся расчёты по остальным группам электроприёмников первого узла питания.
В итоговой строке для первого узла питания определяются:
∑ n = 25; ∑ Р'н = 82,2 кВт; ∑ Ки * Р'н = 72,5 кВт; ∑ Ки * Р'н * tg φ = 74 квар; ∑(n * Pн)² =3734,96 кВт; (графы 2; 3;4;7;8;9 таблицы 1.1 - по узлам питания).
Далее определяем итоговый коэффициент использования для первого узла питания:
Ки = ∑ Ки * Р'н / ∑ Р'н =72,5 /82,2 = 0,88 (графа 5).
Определяем nэ и заносим в графу 10:
nэ = (∑ Р'н)2 / ∑(n * Pн)² = 82,52 / 3734,96 = 2
Принимаем nэ =2.
По таблице 1 [3] определяем коэффициент расчётной нагрузки Кр при полученных значениях Ки и n..
Принимаем Кр = 1 (графа 11).
Далее определяем полную расчетную мощность Рр, кВт
Рр = Кр∙ Ки ∙ Р'н
Рр = 1∙0,88∙82,2=72,5 кВт (графа 12).
Определяем полную реактивную мощность Qр, квар.
Qр =1∙ Ки ∙ Р'н ∙ tg φ если nэ> 10
Qр =1,1∙ Ки ∙ Р'н ∙ tg φ если nэ< 10
Qр =1*0,88∙ 82,2∙ 1,02=74 квар.(n=25)
Sр=√72,52+742=103,6 кВ*А.
Определяем расчетный ток Iр, А
Iр= Sр/√3∙Uн (графа15)
Iр=103,6/1,73 ∙0,38=157,6 А.
Расчет для остальных узлов питания сведен в таблицу – расчет нагрузок по узлам питания.
[10]- Л.Л. Коновалова Электроснабжение промышленных предприятий и установок или
Ю.Г. Барыбин Справочник по проектированию электроснабжения…
[3]- Пособие по ДП стр.4
ПРИМЕР РАСЧЕТА ПО УДЕЛЬНОЙ МОЩНОСТИ
1. Номинальную мощность освещения определяем по формуле
Рн= Уо*F (2.27) [10]
где Уо=17,6-удельная мощность освещения, Вт/м2;
F=1134 площадь размещения электроприемников, м2;
Рн=17,6*1134=20 кВт
При освещении цеха люминесцентными лампами (таблице 2.1) [10] выбираем коэффициент мощности и
коэффициент использования Ки=0,9 cosφ = 0,95.
1. Определяем расчетные величины
Ки* Рн=0,9*20=18 кВт
 Ки* Рн*tgφ=0,9*20*0,32=5,92квар.
2. Определяем полную расчетную мощность
Sр = √ Рр 2+Qр2 (2.20) [10]
Sр = √ 182+5,922=18,95 кВ*А.
3. Определяем расчетный ток
Iр=Sр/ √ 3 Uн (2.20а) [10]
Iр=18,95/1,73*0,38=28,8 А.
Полученные данные сведены в таблицу нагрузок на шинах НН.
ПРИМЕР РАСЧЕТА С УЧЕТОМ ДАННЫХ СПЕЦЧАСТИ
1. Мощность осветительной установки (см. п.2.5.4) Рн=20 кВт
При освещении цеха люминесцентными лампами (таблице 2.1) [10] выбираем коэффициент мощности и
коэффициент использования Ки=0,9 cosφ = 0,95.
2. Определяем расчетные величины
Ки* Рн=0,9*20=18 кВт
 Ки* Рн*tgφ=0,9*20*0,32=5,92квар.
3. Определяем полную расчетную мощность
Sр = √ Рр 2+Qр2 (2.20) [10]
Sр = √ 182+5,922=18,95 кВ*А.
4. Определяем расчетный ток
Iр=Sр/ √ 3 Uн (2.20а) [10]
Iр=18,95/1,73*0,38=28,8 А.
Полученные данные сведены в таблицу нагрузок на шинах НН.
[10]- Л.Л. Коновалова Электроснабжение промышленных предприятий и установок
|
|
1.4.3.Расчет дополнительных нагрузок (сторонних потребителей при их наличии и заданных Кu и cos φ).
Мощность дополнительной нагрузки должна быть приведена в исходных данных. Дополнительной считается мощность сторонних потребителей на шинах НН питающей цех трансформаторной подстанции.
| ПРИМЕР РАСЧЕТА МОЩНОСТИ ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ
1.Номинальную мощность дополнительной нагрузки Рн= 86 кВт.
2.Определяем расчетные величины
Ки* Рн=1*86=86 кВт
Ки* Рн*tgφ =1*86*0,75=64,5 квар.
3. Определяем полную расчетную мощность
Sр =√ Рр 2+Qр2 (2.20) [10]
Sр =√862+64,5=183,5 кВ*А.
4. Определяем расчетный ток
Iр=Sр/√3 Uн (2.20а) [10]
Iр=183,5/1,73*0,38=278,9 А.
Полученные данные сведены в таблицу нагрузок на шинах НН.
|
|
1.4.4.Расчет мощности и выбор типа компенсирующих устройств (определение места установки К.У., разработка схемы автоматического регулирования мощности К.У., при необходимости).
| 1. Определяем какое количество реактивной мощности нужно компенсировать по (12-18) [2]
Qк = Рср* ά (tg φ1 – tg φ2)
Где: tg φ1=0,55 – тангенс угла сдвига фаз, соответствующий средневзвешенному коэффициенту мощности за год;
tg φ2 =0,3– тангенс угла сдвига фаз, соответствующий заданной величине cos φ;
Рср = Ки∙Р'н∙tg φ = 1068 – среднегодовая активная мощность предприятия,кВт;
ά =0,9 – коэффициент, учитывающий возможное повышение коэффициента реактивной мощности способами не требующими установки компенсирующего устройства.
Qк = 1068*0,9*(0,55-0,33) = 211,5 квар;
При выборе компенсирующего устройства его мощность должна совпадать с количеством реактивной мощности, которую нужно компенсировать. Перебор или недобор мощности компенсирующего устройства может привести к перекомпенсации и недокомпенсации реактивной мощности, что в свою очередь приведёт либо к штрафным санкциям, либо к увеличению суммарных потерь
мощности и энергии в электрических сетях.
Компенсирующее устройство
2 КРМ – 0.4 – 50 – 5 – 61
1 КРМ – 0.4 – 112,5 – 12,5 – 61
Батареи статических конденсаторов присоединяются к секциям ТП, т.к. распределительная сеть выполнена только кабельными линиями, т.е. выполнена централизованная компенсация реактивной мощности, при которой осуществляется компенсация реактивной мощности всей котельной.
|
|
|
В связи с тем, что график нагрузки водогрейной котельной не постоянен в течении суток, изменяется и потребляемая мощность (реактивная), то изменяется и потребность в реактивной мощности, вырабатываемой конденсаторными батареями. Следовательно, работа конденсаторных установок при уменьшении нагрузки котельной является неэкономичной, т.к. приводит к увеличению потерь. Поэтому для обеспечения неэкономичной
работы конденсаторных установок и всей котельной. В большинстве случаев следует отказаться от установки нерегулируемых конденсаторных установок, и применяются устройства, обеспечивающие автоматическое регулирование мощностей конденсаторных установок. В данной схеме применено многоступенчатое регулирование, т.е. происходит автоматическое включение или выключение отдельных батарей или секций, каждая из которых снабжена своим выключателем. Автоматическое регулирование мощности конденсаторных установок по времени имеет широкое распространение, т.к. суточные графики меняются мало, благодаря чему можно установить точные время включение или выключение конденсаторных установок. В качестве пускового органа используются электрические сигнальные часы с 24- часовой программой включения. Схема работает при замыкании контактов электрических часов в определённое время суток, которые запитывают катушки включения выключателей (YAC1,YAC2,YAC3) или катушки выключения выключателей (YAT1,YAT2,YAT3).
Рассмотрим схему регулирование мощности конденсаторных установок по уровню напряжения. При понижении напряжения срабатывает реле напряжения минимального действия KV1 и, замкнув свой контакт в цепи реле времени KT1, с выдержкой времени включает конденсаторную установку. При повышении напряжения срабатывает реле напряжения максимального действия KV2 и, замкнув свой контакт в цепи реле времени KT2, с выдержкой времени выключает конденсаторную установку от сети. Для более точной настройки схемы в цепи реле напряжений KV1, KV2 включены добавочные сопротивления Rдоб. Для отстройки от кратковременных падений напряжения выдержки времени реле принимаются 2-3 мин. Для ручного управления установкой ключ управления переводят в положение Р. Подача напряжения на соленоид включения YAC1(YAC2, YAC3) привода выключателя производится кнопкой SBC1(SBC3, SBC5), а отключение кнопкой SBT2 (SBT4, SBT6).
[2] -А.А Федоров Л.Е.Старкова Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования …
|
| 1.4.5.Расчет электрической нагрузки по цеху в целом (или другому объекту).
Нагрузки определяются по проектируемому цеху (участку); нагрузки освещения берутся из п.1.4.2; дополнительная нагрузка – из п.1.4.3.; мощность компенсирующего
устройства –из п. 1.4.4
|
Все электроприёмники группируются построчного по характерным категориям с одинаковыми коэффициентом использования Ки и коэффициентом реактивной мощности cos φ независимо от мощности электроприёмников (графы 1,2,5и 6 таблицы 5), а в графе 3 указывается максимальная и минимальная мощности электроприёмников каждой характерной группы. Например:
1 – я группа с Ки =0,86 и cos φ =0,89
Суммарная мощность и количество электроприёмников:
Pн гр = 270 кВт
n = 6
Полученное значение мощности заносится в графу 4 таблицы 5, а количество электроприёмников в графу 2. Аналогично производится определение суммарной мощности и количество остальных групп электроприёмников с одинаковыми Ки. Справочные значения Ки и cos φ берутся из таблицы 30-2 [10] и заносятся в графы 5 и 6.
Максимальная и минимальная мощности данной группы:
Рmax = 75 кВт,
Pmin =15 кВт.
Далее для каждой группы определяются расчётные величины активной и реактивной мощностей и заносятся в графы 7 и 8 таблицы 5.
Например, для первой группы:
Ки∙ Рн гр = 0,86*270=232 кВт
Ки∙ Рн гр∙ tg φ =0,86*270*0,51=118 квар
В итоговой строке определяются суммы этих величин (графы 7 и 8): ∑ Ки ∙ Рн гр; ∑ Ки ∙ Рн гр∙ tg φ и сумма номинальных мощностей всех групп электроприёмников (графа 4): ∑ Рн гр
 Далее определяется групповой коэффициент использования на шинах 0,4 кВ (графа 5):
Ки = ∑ Ки * Рн гр / ∑ Рн гр = 964/1330=0,72
Определяются nэ [3] и заносится в графу 10:
nэ= 2 * ∑ Рн гр / Рн max =2*1330/200=13,3
Принимаем nэ = 14
По таблице 2 [3] определяется коэффициент расчётной нагрузки Кр при полученных значениях Ки и nэ.
Порядок определения расчётных мощностей Рр,Qр, Sр и расчётного тока нагрузки Iр такой же, как в пункте 1.5.2.
Полученные результаты сведены в таблицу нагрузок на шинах НН.
ПРИМЕР ЗАПОЛНЕНИЯ ТАБЛИЦЫ
Таблица 1.4.5 - Расчет электрических нагрузок на шинах НН
| Исходные данные
| Расчетные величины
| Расчетная мощность
| Расчетный ток, А
| | По заданию технологов
| По справочным данным
|
|
|
|
|
|
| | № группы
| Кол. ЭП шт
| Номинальная (установленная) мощность, кВт
| Коэф-нт
использования
| Коэф-нт реактивной мощности
|
|
|
| Эффективное
число ЭП
| Коэф. расчетной.
нагрузки
| Активная кВт
| Реактивная квар
| Полная, кВА
| | n
| Рмак-Рмин
| Рном.гр
| Ки
| Cosφ
tgφ
| КиРн
| КиРнtgφ
|
| nэ= 2∑Рн гр
Рмак
| Кр
| Рр=КиКрРн
| Qр=Ррtgφ
| 
| Iр=Sр/√3Uн
| |
|
|
|
|
| 6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
| 2,27
| 54,4
| 0,95
| 0,7/1,02
| 51,7
| 52,7
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
| 228,5/5,75
| 256,4
| 0,75
| 0,7/1,02
| 192,3
| 196,1
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
| 1,1-5,75
| 10,8
| 0,3
| 0,75/0,89
| 3,24
| 2,88
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
| 3,37-15
|
| 0,7
| 0,6/1,33
| 40,6
| 54,0
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
| 0,55
| 1,65
| 0,5
| 0,7/0,89
| 0,82
| 0,73
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
| 0,6
| 0,89/0,51
| 21,6
| 11,1
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
| 0,55
| 0,55
| 0,25
| 0,65/1,18
| 0,13
| 0,15
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
| 4,5
| 4,5
| 0,47
| 0,65/1,18
| 2,1
| 2,5
|
|
|
|
|
|
|
| | Итого
|
| 0,55-228,5
| 422,3
| 0,74
| 0,7/1,02
| 312,5
| 320,1
|
|
| 0,97
| 303,1
| 309,2
|
|
| | Осв.
|
|
| 4,78
| 0,95
| 0,95/0,33
| 4,54
| 1,50
|
|
|
| 4,54
| 1,50
|
|
| |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
| | Итого без КУ
|
|
| 427,08
| 0.74
| 0,7/1,01
| 317,9
| 321,6
|
|
|
| 307,64
| 310,7
| 437,2
|
| | КУ
|
|
|
|
| |
| -200
|
|
|
|
| -200
|
|
| | Итого с КУ
|
|
| 427,08
| 0,74
| 0,93/0,38
| 317,9
| 121,6
|
|
|
| 307,64
| 110,7
| 326,9
| 497,3
| [10]- Л.Л. Коновалова Электроснабжение промышленных предприятий и установок или
Ю.Г. Барыбин Справочник по проектированию электроснабжения…
[3]- Пособие по ДП стр.5
|
|
1.5.Выбор электрооборудования силовой сети цеха.
|
|
|
1.5.1.Выбор типа и мощности электродвигателей.
|
Из ведомости потребителей электроэнергии выписываем статическую мощность Рст.
Определяем потребную мощность электродвигателей исполнительных механизмов по выражению:
Ррасч ≥ Рст ⁄ ήпер,
где Рст – заданная мощность на валу механизма, кВт;
ήпер =1-передача с помощью муфты.
Ррасч ≥ 7,35 ∕ 1 =7,35 кВт.
Выбор номинальной мощности производится по условию:
Рн д>Ррасч;
где Рн д – номинальная мощность двигателя, кВт;
Ррасч – расчетная мощность двигателя, кВт;
Пример выбора электродвигателя для задвижки на трубопроводе прямой воды в котельную № 23.
По таблице [3] выбираем номинальную мощность электродвигателя серии 5А с параметрами:
5А132S4 Uн = 380 В; Рн = 7,55 кВт; n2 = 1450 об /мин; cоs φ = 0,85; ή = 89%; Iп ⁄ Iн эп = 7,2; Iн эп=22 А.
Для остальных электроприёмников выбор электродвигателей осуществляется аналогично. Результаты заносятся в таблицу.
ПРИМЕР ЗАПОЛНЕНИЯ ТАБЛИЦЫ
Таблица 1.5.1. Выбор двигателей к электроприемникам
| №
| Исходные данные
| Технические данные двигателей серии АИР
| | Наименование механизма
| n
| РСТ
| nСТ
| Габарит
| РН, кВт
| n2
| SН%
| Cos 
|  , %
|  Кi
| IН, А
| |
|
Обдирочно-точильный
Горизонтально-фрезерный
Универсально фрезерный
|
|
3,2
2,6
0,14
|
|
АИР100L4
AИР100S4
АИР56А2
|
0,18
|
|
|
0,84
0,83
0,78
|
0,85
0,82
0,68
|
|
8,5
6,7
0,42
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[3]- Пособие по ДП стр.11-17
|
|
1.5.2.Выбор распределительных пунктов, ВРУ и шинопроводов (с проверкой на устойчивость к токам К.З.).
| Рассмотрим выбор РП на примере РП1.
1. Определяем расчётный ток Iр, А для данного силового пункта из таблицы 1.2 (графа 15)
Iр=157,6 А.
2. Определяем количество отходящих линий n=5
3. Выбираем по [3] шкаф серии ПР8501-1000 схема 149 без выключателя на вводе и 6 отходящими линиями с автоматическими выключателями АВВ S253C.
Выбор остальных распределительных пунктов производится аналогично.
Результаты сведены в таблицу 1.5.
ПРИМЕР ЗАПОЛНЕНИЯ ТАБЛИЦЫ
| Номер силового пункта
| Расчетный ток РП, Iр, А
| Марка распределительного пункта
| Автоматический
Выключатель на вводе
| Количество отходящих линий с авт. Выкл.
| | (марка)
| (марка)
| (марка)
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | РП1
РП2
РП3
РП4
| 157,6
49,4
29,9
| ПР8501-1000-149
ПР8501-1000-151
ПР8501-1000-149
ПР8501-1000-150
| -
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | | | | |
[3]- Пособие по ДП стр.9
|
|
1.5.3.Выбор аппаратов защиты (ответвлений к Э.П. и линий, питающих СП, шинопроводы, ВРУ).
Необходимо выполнить требование селективности при выборе ВА для защиты питающей СП линии и защиты, отходящих от СП линий(ток расцепителя на СП на ступень выше тока самого большого расцепителя на отходящих линиях).
|
1. Из таблицы 3 выбирают значение Рном,Iном и КI
Рном =7,5 кВт, Iном =22 А КI =7,2
2. Определяем пусковой ток,Iпуск, А, электроприемника
Iпуск = КI* Iном (2.28) [10]
Iпуск = 7,2* 22 =158,4 А.
3. Определяем расчетный ток, Iр., А
 Iр. =∑ Iном (14.10) [4]
Iр. =∑ Iном =22 А.
4. Для выбора защитного аппарата, автоматического выключателя, нужно выполнить 2 условия:
а) Iн. за > Iр. (8.33) [4]
б) Iн.р.> К1 * Iр. (3.11) [10]
где Iн. за – номинальный ток расцепителя;
К1=1,1-поправочный коэффициент;
Iн.р >1,1* 22=24,2 А.
5. По Iн.р. выбираем автоматический выключатель концерна АВВ по [3]
S253C 63/32.
6. Выбранный автомат проверяем по пусковым условиям.
Iсо> К2 * Iпик. (3.19) [10]
где- К2=1,2 поправочный коэффициент;
Iсо> 1,2*158,4= 190,1 А
7. Находим ток срабатывания отсечки
Iсо = К3* Iнр.
где- К3=7- уставка по току срабатывания,
Iсо =7*32=224 А
Iсо =224> К2 * Iпик = 190,1
8. Определяем номинальный ток пускателя Iн. п А
Iн. п.> К3 * Iн. эп.
где К3 =1 для пускателей ПМЛ
Iн. п. = 22*1=22 А.
9. Выбираем тип магнитного пускателя (таблица 3,70)[3]
ПМЛ 221002/22
10. Определяем номинальный ток нагревательного элемента
Iн. э. > Iн. эп. (8.37) [4]
Iн. э. = 22 А
11. Выбираем тепловое реле (таблица 3.71) [3]
РТЛ 101204/25-21,5
Для остальных электроприемников выбор пусковой и защитной аппаратуры производится аналогично.
Результаты сведены в таблицу.
ПРИМЕР ЗАПОЛНЕНИЯ ТАБЛИЦЫ
Таблица Выбор аппаратов защиты
| №
| Исходные данные
| Автоматический выключатель
| Пускатель
| | | РН, кВт
|  , А
| IР, А
| IПИК, А группы ЭП
| | | | Расчетные
| Каталожные
| Расчетные
| Каталожные данные
| | | К1IP
| К2IП
К2IПИК
| Тип автом.
|  ,
А
| IС.О.,
А
| К3IН.ЭП
| IН.П.
| Тип реле,
РТЛ,
IН.Т.Рю
| | |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | | №1-20
| 1,5
1,1
0,1
| 19,8/3,6
15,1/2,75
2,5/0,5
| 6,85
|
| 7,5
| 34,5
| S253C16/8
| 16/8
|
| 3,6
2,75
0,5
| ПМЛ121002
ПМЛ121002
ПМЛ121002
| 101404/25-3,2
101404/25-3,2
101404/25-0,52
| | | | | | | | | | | | | | | | | |
| РП1
| -
| -
| 157,6
| -
| 173,4
| -
| ВА53-37
| 400/250
|
| -
| -
| -
|
[4]- Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ
[3]- Пособие по ДП стр.28,29,31
[10]- Л.Л. Коновалова Электроснабжение промышленных предприятий и установок
|
1.5.4.Выбор марки и сечений проводов и кабелей, линий, питающих СП, шинопроводы.
Если ток в линии невелик, то сечение выбирается по механической прочности (2,0  для алюминия, 1,0 - для меди)
| Выбираем сечение провода по условию нагрева длительно допустимым током
Iдоп. > Iр. / Kп1, (8.41) [ 4 ]
где Kп1 = 1,12- поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей (таблица 2.12) [10]
Iдоп. > 22/0,77 =31,4 А.
2. Выбираем сечение провода по условию соответствия номинальному току защитного аппарата.
Iдоп. > Iз.а. * кз / Kп1, (8.42) [ 4 ]
где Iз.а. = 32 А – номинальный ток расцепителя;
кз =1- коэффициент защиты (таблица 3.10) [10]
Iдоп. > 32 * 1 / 0,77 = 41,5 А.
3. Выбираем сечение провода по наибольшему допустимому току, который получился в ходе
расчетов (таблица П.2.1) [10]
S = 16 мм.2 Iдоп. = 55 А.
4. Выбираем марку провода и материал, из которого сделаны токоведущие жилы, (таблица П.2.1) [10]
АПВ – 4(1*16)
Для остальных ответвлений к электроприемникам выбор сечения производится аналогично.
Результаты сведены в таблицу
ПРИМЕР ЗАПОЛНЕНИЯ ТАБЛИЦЫ
Таблица 1.5.4. Выбор сечения, типа и способа прокладки проводников
| № ЭП
| Исходные и расчетные данные
| Результаты выбора
| | РН, кВт
| IН.ЭП
| IР, А
| Ток срабатывания защитного аппарата IН.З.А., А
| Поправочные коэффициенты
| 
|  А
| Сечение, мм2
| Допустимый ток, IДОП, А
| Марка провода
| Вид прокла-дки
| | Автомат. Выкл. IН.Р., А
| К3
| КП
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | №1-20
|
|
| 6,85
|
|
| 1,06
| 6,4
| 7,6
|
|
| АПВ4(1*2)
| П15
| | РП1
| -
| -
| 157,6
|
| 0,22
| 1,06
| 151,2
| 103,8
|
|
| ААГ-3(1*95)+1*50
| -
|
[10]- Л.Л. Коновалова Электроснабжение промышленных предприятий и установок или
[3]- стр. 46,47
[4]- Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ
|
| 1.6.Определение числа и мощности трансформаторов на цеховой подстанции (их проверка на перегрузочную способность в нормальном и послеаварийном режимах; выбор типа трансформаторов и подстанций).
Для двух трансформаторов дополнительно выполняется проверка на перегрузку в послеаварийном режиме.
кз = Sр / Sном тр(n-1) (4.9) [10]
Если кз<1,4 выбранный трансформатор сможет нести нагрузку предприятия в случае аварии 6 часов в сутки в течение 5 суток, при отключении 1,6% неответственных потребителей
|
Выбор числа трансформаторов, типа и схемы питания подстанций обусловлен величиной и характером электрических нагрузок, размещением нагрузок на генеральном плане предприятия, а также производственными, архитектурно- строительными и эксплутационными требованиями. Кроме того, должны учитываться конфигурации производственных помещений, расположение технологического оборудования, условия охлаждения, условия окружающей среды, требования пожарной и электрической безопасности типы применяемого оборудования.
Используя данные из таблицы 1.3, полученные в результате расчета нагрузки на шинах НН, определяем полную расчетную и среднюю за наиболее загруженную смену мощность проектируемого трансформатора.
Sр= √(307,6)2+110,72=327 кВ*А.
Sсм= √(317,9)2+121,62=340 кВ*А.
Определяем потребную мощность трансформатора:
Sн.т = Sсм / n*Кз. (4.8) [10]
Где: n-число трансформаторов,
Кз=0,95 – коэффициент загрузки трансформатора для 3 категории ЭП.
Sн.т = 340/ 1*0,95 =358,3 кВ*А
Выбираем мощность трансформатора Sн.т ,кВ*А.
Sном тр=400 кВА
Определяем номинальный коэффициент загрузки:
Кзн= Sнт/n* Sном тр=358,3/400=0,896, то есть трансформатор выбран верно.
По таблице П1.1[10] выбираем трансформатор ТМФ-400/10; ΛРо=1,05кВт; ΛРк=5,5кВт; Uк=4,5%.
.
Выбранный трансформатор проверяется на систематические перегрузки. Для этого анализируем суточный график нагрузки предприятия, имеющий вид, приведенный на рисунке.
На рисунке Q, P- реактивная и активная нагрузка рабочего дня.
По графику определяем среднюю активную и реактивную нагрузку предприятия
Рср=∑Рр/24 [10]
    Qср=∑Qр/24 [10]
Рср=(65+70+65+63+65+70+65+80+92+100+98+93+92+93+92+85+82+82+70+65)/24=80,8%
Qср=(3*25+21+22+25+21+38+50+52+50+45+50+52+50+45+42+41+40+
38+39+38+30)=37%
Определяем среднесменную активную нагрузку в кВт:
Рсм=Рр*Рср,
Где:Рр-расчетная активная мощность(табл.1.3), кВт
Рсм=307,6*0,808=248,6 кВт
Определяем среднесменную реактивную нагрузку в квар:
Qсм=Qр*Qср,
Где: Qр- расчетная реактивная мощность (табл.1.3), квар:
Qсм=110,7*0,37=41 квар
Определяем полную среднесменную нагрузку, полученную по графику нагрузки:
Sсм=√(Рсм)2+(Qсм)2
Sсм=√248,62+41²=251,95 кВА
Определяем коэффициент загрузки трансформатора с учетом систематических перегрузок:
Кз=Sн тр/S ном тр=251,95/400=0,63
Так как полученный коэффициент загрузки меньше рекомендованного для данной схемы (0,95), то трансформатор выбран верно.
[10]-Л.Л. Коновалова Электроснабжение промышленных предприятий и установок или
[3]- стр. 10(выбор трансформатора)
График нагрузки.
|
| 1.7.Определение потерь мощностей в трансформаторах подстанции.
Нужно учитывать количество трансформаторов, работающих в параллель
| Рассмотрим ПРИМЕР расчета для однотрансформаторной подстанции.
Определяем активную потерю мощности
Ртр = ∆Рхх+ß2* ∆Рк. ном, (17-6) [10]
где ∆Рхх=2,4- потери холостого хода в трансформаторе, кВт;
∆Рк. ном=12,2- потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт по таблице 3.70 [10];
ß = 0,85 - коэффициент загрузки трансформатора. определяется ß = Sр/Sном тр
Ртр =2,4+0,852*12,2=11,2 кВт.
2. Определяем реактивную потерю мощности
а) холостого хода
∆Qхх=I0%* Sн. тр. /100, (2.52) [10]
где I0%=1,4-ток холостого хода, % (по таблице 3.70) [10].
б) короткого замыкания
∆Qхх=UК%* Sн. тр. /100, (2.54) [10]
где UК%=5,5- напряжение короткого замыкания, % (по таблице П1.1) [10].
в) суммарные реактивные потери
Qтр = ∆Qхх+ß2* ∆Qк. ном, (2.60) [10]
Qтр =14+0,85*55=53,7 квар.
Рассмотрим ПРИМЕР расчета для двухтрансформаторной подстанции.
Определяются активные потери по формуле (2.59) [10]:
где: ∆Р0 – активные потери холостого хода, кВт
∆Р0=2,45кВт – по таблице П1.1 [10]
∆Рк.ном – активные потери короткого замыкания, кВт
S – расчетная полная мощность после компенсации, кВ·А
S=1387,7кВ·А – по таблице 1.2 (гр.14) [П.З]
S – номинальная полная мощность трансформаторной
подстанции, кВ·А
Определяются реактивные потери по выражению (2.60) [10]:
где: ∆Q0 – реактивные потери холостого хода, квар
 (2.52) [10]
I0% - ток холостого хода в %
I0%=1,4 по таблице П1.1 [10]
∆Qк.ном – реактивные потери короткого замыкания, квар
 (2.54) [10]
Uк.к% - напряжение короткого замыкания в %
Uк.к%=5,5 по таблице П1.1 [10]
[10]-Л.Л. Коновалова Электроснабжение промышленных предприятий и установок или
[3]- стр. 10(для Uк.к%)
|
| 1.8.Расчет электрических нагрузок на стороне высокого напряжения.
Для двух трансформаторов, включенных на параллельную работу, добавляются потери в два раза большие, чем для одного трансформатора. Если каждый трансформатор запитан по своей кабельной линии, то расчет ведется как для одного трансформатора.
| Рассмотрим ПРИМЕР расчета для однотрансформаторной подстанции.
  Определение нагрузок на шинах высокого напряжения подстанции выполняется следующим образом: расчетные активные и реактивные нагрузки на шинах низкого напряжения, расчет которых произведен в пункте 1.4.5, складываются с активными и реактивными потерями мощности в трансформаторе (п. 1.7).
Активная мощность на стороне высокого напряжения:
Рвн=Рр+∆Ртр= 307,6+4,7=312,2 кВт
Реактивная мощность на стороне высокого напряжения:
Qвн=Qр+∆Qтр=110,7+20,4=131,1 квар
Полная мощность на стороне высокого напряжения:
Sвн=√(Рвн)2+(Qвн)2
Sсм=√312,22+131,1²=338,6 кВА
|
|
1.9.Расчет и выбор электрооборудования подстанции (ПС).
|
|
|
1.9.1.Расчет токов короткого замыкания (на стороне ВН и НН, подстанции).
Исходные данные для расчета получают в энергоснабжающей организации (для ОАО БКО – ЦЭС).
Должно быть известно сопротивление на шинах НН трансформаторной подстанции, от которой запитана рассматриваемая схема электроснабжения, ток к.з. в этой точке в максимальном и минимальном режимах. Максимальным считается аварийный режим, при котором элементы схемы, работающие по отдельности, включаются параллельно. Иногда вместо тока к.з. известна мощность к.з.
| ПРИМЕР 1
Для определения тока короткого замыкания необходимо составить схему сети высокого напряжения, а также схему замещения, имеющие следующий вид:
На схемах обозначаем точки короткого замыкания К1 иК2.
Расчет токов короткого замыкания выполняется в следующем порядке:
- Принимаем базисное напряжение UБ =10,5 кВ;
- Определяем сопротивление элементов схемы замещения в именованных единицах:
    Сопротивление кабельной линии:
Индуктивное Х2
Х2= Х0 *l(Uб/Uн)2 (таблица 7.2) [10]
где l=1- длина кабельной линии, км;
X0=0,11- индуктивное сопротивление кабельной линии, Ом/км;
Х2=0,08 *(10,5/10)2=0,011Ом
Активное R2
R2=r0 *l(Uб/Uн)2 (таблица 7.2) [10]
где r0 =0,27- активное сопротивление кабельной линии Ом/км;
R2=1,98 * (10,5/10)2=1,98 Ом.
Сопротивление трансформатора цеховой ТП
Индуктивное X3
x3= (Uк%/100)*(Uб2/Sн.т), (таблица 7.2) [10]
где: Uк%=4,5%-(таблица 3.70) [9]
x3=4,5/100 *10,52/0,4=12,4 Ом.
Активное R3
R3=(Рк* Uб2 )/1000* S²н.т, (таблица 7.2) [10]
R3 =(5,5*10,52 )/1000*10,52 =3,8 Ом
3.Определяем полное результирующее сопротивление
в точке К1.
Zрез.1 = √(Х1+Х2)²+R2 ²=√(0,5+0,11)²+1.98²=2,08 Ом.
в точке К2
Zрез.2 = √ (x1+x2+x3 )2 +(R2 +R3 )²= √ (0,5+0,11+12,4) 2+(1,98+3,8)2=14,3 Ом
4. Определяем ток короткого замыкания(Iк ), к А, в точке К1
Iк1=Uб/√3Zрез 1. (7.5) [10]
Iк1 =10,5/1,73*2,08=2,9 кА.
в точке К2
Iк2=Uб/√3 Zрез2.
Iк2 =10,5/1,73*14,3=0,42 кА.
5. Приводим ток Iк2 к Uб=0,4 кВ
Íк2= Iк2/Кт
Íк2=0,42*10,5/0,4=11 кА.
6. Определяем ударный ток, Iу, кА, в точке К1
Iу1=√2*Kу*Iк1, (7.1) [10]
Kу- ударный коэффициент (таблица 7.1) [10]
Iу1=1.41* 1,369 * 2,9= 5,7 кА.
в точке К2
Iу2=1.41* 1,369 * 0,42= 0,81 кА.
ПРИМЕР 2
1. Составим расчётную схему питания и схему ее замещения
 
Принимаем базисные условия:  кВ. (стр. 361) [10].
Определяем сопротивления элементов схемы замещения (таблица 7.2.) [10]:
- сопротивление генератора:
 Ом, (если известно, то не рассчитывается)
где  - сверхпереходное сопротивление генератора (таблица 18-22) [7];
Определяем сопротивление кабельной линии №1:
- индуктивное сопротивление линии КЛ1:
 Ом,
где  - длина линии, км.;
- активное сопротивление линии КЛ1:
 Ом;
Определяем сопротивление кабельной линии №2:
- индуктивное сопротивление линии КЛ2:
 Ом,
где - длина линии, км.;
- активное сопротивление линии КЛ2:
 Ом;
- сопротивление трансформаторов КТП-1:
 Ом
где  - напряжение короткого замыкания в процентах от номинального (таблица П1.1) [10]
*Рассчитывается только реактивное сопротивление, если мощность
трансформатора больше 630кВА.
Иначе: Cопротивление трансформатора цеховой ТП.
Z4= Uк%/100·Uб2/Sн.т=4,5/100·6,32/0,4=0.045·99.23=4,46Ом
где: Uк%=4,5-(таблица П 1.1) {10};
R4=ΔPк./Sн.т·Uб2/Sн.т=5,5/0.4·6.3²·10ˉ3/0,4=13.75·0.099=1,36 Ом.
где: ΔPк=5,5-потери активной мощности в меди при КЗ (таблица П1.1) {10};
X4=√Z2 -R2 =√4,462-1,362 = √19.9-1.8=√18.1=4,25 Ом
Определяем результирующие сопротивления:
(.) К1:
 Ом,
(.) К2:
Определяем токи и мощности К.З.:
(.) К1:
- ток КЗ:
 кА;
- ударный ток КЗ:
 кА,
где  - ударный коэффициент (таблица 7.1.) [10];
- мощность КЗ:
 мВА;
(.) К2:
- ток КЗ:
 кА;
- ударный ток КЗ:
 кА,
- мощность КЗ:
 мВА;
- приводим значение  к ступени 0,4 кВ:
 кА;
- ударный ток на стороне 0,4 кВ:
 кА;
- мощность КЗ:
 мВА
В максимальном аварийном режиме(при отключении одного из трансформаторов), при включенных секционном выключателе Q и автоматическом выключателе на стороне 0,4 кВ. QF,результирующие сопротивления в точках К1 и К2 составят соответственно:
 Ом;
 Ом;
Тогда:
В точке К1:
- ток КЗ:
 кА;
- ударный ток КЗ:
 кА,
- мощность КЗ:
 мВА;
В точке К2:
- ток КЗ:
 кА;
- ударный ток КЗ:
|
Поиск по сайту:
|