Электроснабжение механического цеха серийного производства

 Выбираем сечение провода по условию нагрева длительно допустимым током:

       I_доп>I_р/K_п1   (8.41) [3]

       где: K_п1=1,06 – поправочный коэффициент на условия прокладки 

               проводов (таблица 2.12)                                                                         

       I_доп>37,19/1,06=35А

 Выберем сечение провода по условию соответствия номинальному току защитного аппарата:

       I_доп>К_защ∙I_з.а/K_п1   (8.42)[2]

      где:  I_з.а=50А – номинальный ток защитного аппарата (номинальный ток              расцепителя);

                К_защ=1 – коэффициент защиты (таблица 3.10)[4] ;

       I_доп>1∙50/1,06=47,1 А

 

 Выберем сечение  провода по наибольшему допустимому  току, который получился в ходе расчетов (таблица П2.1)[4]:

       S=16мм²          

       I_доп=55А

 Выбираем  марку провода и материал, из которого сделаны токоведущие жилы (таблица П2.1):

       АПВ – 3(1*16)

 Для остальных ответвлений к электроприемникам выбор сечения производится аналогично. Результаты сведены в таблицу 2.7[пз]. 

2.4 Определение числа  и мощности трансформаторов,  выбор типа цеховой  ТП. 

  Выбор мощности ТП для питания цеха осуществляется исходя из средней мощности за наиболее загруженную смену с учётом перегрузочной способности. 

S_н.п.=

S_см/n∙K_заг

                                                        S_см=√∑(P_р)²+∑(Q_р)²

    Где K_заг- коэффициент загрузки при котором ŋ наивысший.

          n – число трансформаторов;

  Определяем полную расчётную мощность S_р, кВ∙А:

      S_р=√(P_р)²+(Q_р)²

  где: Р_р – расчётная активная мощность предприятия, кВт;

          Q_р – расчётная реактивная мощность предприятия, квар;

      Р_р=587,53кВт

      Q_р=159,16 квар

      S_р=√(587,53)²+(159,16)²=608,7 кВ∙А

  Определяем потребную мощность трансформатора:

      S_н.т=S_р/n∙К_з

      где:

                 К_з=0,9 – коэффициент загрузки трансформатора,

              n = число трансформаторов;

 S_н.т=608,7/1∙0,9=676 кВ∙А

 S_н.т=608,7/2∙0,9=338,16 кВ∙А

      Выбираем 2 трансформатора мощностью по 400 кВ∙А;

       S_н.т= 400 кВ∙А

      Выбранная ТП проверяется на перегрузочную способность в нормальном и послеаварийном режимах

     β=S_р/S_н∙n =608,7/400*2=0,7 (4,21).   

      β=S_р/S_н =608,7/400=1,5

      требования удовлетворены.

      Трансформаторная подстанция  КТПП2*400-10/6.

 

2.5 Определение сечения  и выбор марки  питающего кабеля  ВН. 

Согласно ПУЭ  выбор производится по 4 условиям:

1) По электрической плотности тока:

 S_э=I_р/J_э   (1.9)[4]            

      где:  J_э=1,2 – экономическая плотность тока, А/мм² (таблицаП1.2) ;              

I_р=0,7*S_н.т/√3∙U_ном. , (таблица 7.3)[4]                                                 

      где:  U_ном=10 – номинальное напряжение кабеля, кВ;   

               S_н.т=400 – мощность трансформатора, кВ∙А;

               I_р – расчётный ток нормального режима работы,

 I_р.=0,7*400 /√3∙10=16,18А

      S_э=16,18/1,2=13,5 мм²

Выбираем кабель по таблице П2.1[4]:

ААШВ-10-2(3*16)

      S=16 мм²

      I_доп≥I_pmax/K₁*K₂=32,6/0,9*1,12=32,34А

2) По нагреву длительно допустимым током:

      I_р.max=√2*S_н.т/√3∙U_ном   (таблица 7.3) [4]             

      I_р.max=1,41*400/1,73∙10=32,6 А

I_р.max-расчетный ток для максимального режима работы.

      I_д≥I_р.max/К_п1∙К_п2   (3.2)[4]

 где: К_п1=0,9 – поправочный коэффициент на температуру окружающей  среды            (таб.1.3.3)[1]

         К_п2=1,05– поправочный коэффициент на число кабелей           пролегающих в земле; (таб.1.3.3)

      I_д=32/0,9∙1,05=33,8А

3) Сечение проверяется на термическую стойкость к I_к в точке 1:

      В_к=I_к²(t_откл+T_а)= 0,26*75,16=19,54 (7.17) [4]

Где,

      t_откл= tз.с.+tо.в.= tс.з + +tв = 0.05+0,2=0,25с – время отключения короткого замыкания;

tз.с– время срабатывания защиты;

tс.а– время срабатывания аппарата;

- ступень выдержки времени;                                                                                  -I_k – ток КЗ в точке К₂ на шинах 10 кВ

T_а=0,01 – постоянная затухания апериодической составляющей  

,(таблица7.1)[4];

      S_min=√B_к/C_т,

    где:

     

            С_т=85 – коэффициент, зависящий от допустимой температуры при  

КЗ и материала  проводника;

B_k - тепловой импульс от тока КЗ кА²×с

S_min=√19,54*10⁶/85=50 мм²

  2.5.4)Выбранный кабель проверяем по потери напряжения по формуле;

∆ U % =√3*100/10000*∑I*l*( rо *cosφ+ xо sinφ)- в которой;

-I –ток всех ЭП на шинах Н.Н.,А;

- ℓ -  длинна  кабельной линии,км;

- rо – активное сопротивление линии, Ом / км;

-xо –реактивное сопротивление линии, Ом / км;

∆ U %=1,73*100/10000*16,18*1,8(0,64 *0,88 +0,01*0,09)=0,001 %

Кабель прошёл проверку по потере напряжения.

                   2.6 Расчёт токов короткого замыкания.

 
 

Принимаем напряжение базисное Uб =10,5кВ.

Производим расчёт сопротивления в именованных  единицах:

1. для энергосистемы:

х1=U²_б/Sн.с=10,5² /210=0,525 Ом.

2. для трансформатора:

х2=Uк%/100* Uб/Sнт=8/100*10,5 /25*1=0,35 Ом

3. для линии

                                хз=хоl*Uб /U_н²=0,11*1,8*10,5²/10²=0,2 Ом

Rз=Rоl*Uб²/UН²=1,98*1,8*10,5²/10²=3,9 Ом

4. для трансформатора

Z4=  РмUб*10 /Sнт²=5,5*1000 *10,5 /400² =3,789 Ом

Z4=Uк%/100*Uб/Sнт=4,5/100*10,5/400=12,4Ом  

Х4= √ Zи² –Rи²=  12,4² –3,789² =11,8 Ом

Производим расчёт для точки К1

X1рез=х1+х2/2=0,7 Ом

Iк1=Uб/ √ 3 х1рез=10,5/1,73*0,7= 8.6кА

Ly=  √2 куIк1=1,41*1,8*8.6=22 кА

Sк1=  3 Uб*Iк1=1,73*10,5*8,6=157,4 МВ*А

Производим расчёт для точки К2

Z2рез= √ (х1+х2/2+х₃) +r₃² =  √(0.525+0.35/2+0.2)² +3,9 =√16,02=4Ом 

Iк2=Uб/ √ 3 Z2рез=10,5/1,73*4=1,5 кА

Sк2=  √3 Uб*Iк2=1,73*10,5*1,5=27,2 МВ*А

Lу=  √2КуIк2=1,41*1,369*1,5=2,9кА

Производим расчёт для К3

Z3рез= √ (х1+х2/2+х3+х4)² +(R3+R4)²=  √(0,525+0,35/2+0,21+12,97)² +√(3,7+3,8 )² =15,77 Ом 

Iк3=Uб/ √ 3 Z3рез=10,5/1,73*15,77=0,38 кА