Электроснабжение ремонтно-механического цеха

5.2 Расчет нагрузок цеха методом упорядоченных диаграмм

 

Расчет нагрузок ремонтно-механического  цеха произведен с помощью метода упорядоченных диаграмм. В соответствии с этим методом все электроприемники условно делятся на две группы:

группа А – длительный меняющийся режим работы;

группа Б – длительный маломеняющийся режим работы.

Номинальная мощность электроприемников  принимается равной:

- для электродвигателей продолжительного  режима работы

                                        ;                                                         (5.6)

- для электродвигателей повторно-кратковременного режима работы

;                                                        (5.7)

- для сварочных машин и электропечных  трансформаторов

.                                            (5.8)

Расчетная нагрузка для электроприемников  группы А определяется по формуле:

,                                                                        (5.9)

где  – расчетная активная мощность, кВт;

 – средняя мощность за  наиболее загруженную смену, кВт;

 – коэффициент максимума  активной мощности.

Расчет среднесменных нагрузок производился по группам А и Б  на основании формул:

                                ;                                                           (5.10)

                              ,                                                              (5.11)

где - среднесменная активная нагрузка, кВт;

- среднесменная реактивная нагрузка, квар;

  - коэффициент использования  активной мощности.

Значение коэффициента максимума  зависит от коэффициента использования  группы электроприемников и приведенного числа этих электроприемников.  Приведенное число электроприемников определяется по формуле

                           .                                                  (5.12)

Если    и > , то приведенное число электроприемников можно определить по формуле

                                .                                                  (5.13)   

Если найденное по этой формуле     следует принять .                                          

По значению и полученному значению определяется значение коэффициента максимума. При  этом расчетная реактивная нагрузка равна:

при                                ;                         (5.14)

при                           .                            (5.15)

Данная методика используется при  .

При < принимается

                                 ;                                                              (5.16)

                                  .                                                              (5.17)

При n>3, принимаем

                                    ;                                                            (5.18)

Для электроприемников  группы Б  допускается принять К_м = 1,  тогда для них получим следующие расчетные формулы:

                  ;                                                                    (5.19)

            .                                                        (5.20)

Полная расчетная мощность равна

                                 ;                                                      (5.21)

 

 

а расчетный  ток равен

                                        ,                                                               (5.22)

где    - номинальное напряжение электроприемников.

Расчет электрических  нагрузок  ремонтно-механического  цеха  с учетом вышеизложенного выполнен на ЭВМ, результаты расчета приведены в приложении П1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫБОР МОЩНОСТИ КОНДЕНСАТОРНЫХ УСТАНОВОК  И 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ

 

6.1 Расчет мощности  низковольтных конденсаторных установок

   

В соответствии с «Указаниями по компенсации  реактивной мощности»,  если число трансформаторов не больше трех, то

,                    (6.1)

где - расчетная активная мощность цеха, кВт;

        - коэффициент загрузки трансформатора (для электроприемников III категории надежности );

        - число трансформаторов, .

По таблице  П1 :  кВт, квар.

кВА.

Выбираем трансформатор  кВА. Трансформатор недогружен, поэтому в целях получения необходимой загрузки трансформатора при использовании низковольтных конденсаторных установок догружаем цеховую подстанцию частью мощности соседнего цеха, занимающего участки территории проектируемого, не занятые его оборудованием.

Догружаемая мощность определяется по формулам:

,            (6.2)

.             (6.3)

При этом предполагается, что  догружаемой мощности равен мощности цеха, то есть .

кВт,       квар. 

Нагрузка цеховой подстанции определяется как:

,             (6.4)

,                 (6.5)

где   - расчетная реактивная мощность цеха, квар.   

кВт,       квар.    

Реактивная мощность, передаваемая на сторону низкого напряжения:

.         (6.6)

квар.        

Реактивная мощность низковольтных  конденсаторов:

                          (6.7)

Составляющая  определяется по выражению:

 .                  (6.8)

квар.

Составляющая  , учитывающая оптимальное снижение потерь мощности в сети 0,4 кВ и цеховом трансформаторе:

.                  (6.9)

где  - расчетный коэффициент, зависящий от расчетных параметров  К_р1, К_р2  и схемы питания цеховой подстанции.

Согласно /2/ определим значение К_р1 и К_р2. По таблице 4.6 /2, с. 108/ для Северного Кавказа при двухсменной работе К_р1 = 13. По таблице 4.7 /2, с. 109/ для мощности трансформатора 1000 кВА и длине питающей линии до 0,5 км  К_р2 = 2.

Значение  найдем по рис 4.9а /2, с. 107/. Для найденных значений К_р1 и К_р2 .

.       

квар.

 

квар квар.  Принимаем УК2-0,4-150 У3

квар квар. Принимаем УК2-0,38-75УЗ.

квар квар.           Принимаем УК2-0,38-75УЗ.

 

    6.2 Выбор места расположения  низковольтных конденсаторных установок

 

Для определения  места расположения низковольтных конденсаторных установок воспользуемся формулой:

,                                (6.10)

где    - наибольшие реактивные нагрузки шинопровода перед узлом h и после него соответственно.

Рисунок 6.1 –  Схема подключения низковольтной  батареи конденсаторов к 

магистральным шинопроводам

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 ВЫБОР ПИТАЮЩЕГО КАБЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЕМ 10 кВ И КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ЦЕХОВОЙ СЕТИ

 

7.1 Выбор и проверка питающего кабеля напряжением 10 кВ

 

Выбор сечения  кабельных линий 10 кВ, питающих цеховую  трансформаторную подстанцию, производим по условиям экономической плотности тока.

Определим расчетный ток питающего кабеля по формуле (5.21):

А.                     (7.1)

Экономическое сечение определим по формуле:

,              (7.2)

где - экономическая плотность тока, по /1, табл. 1.3.36/ для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами при числе часов использования максимумов нагрузки от 3000 до 5000 в год .

мм².

Полученное  значение округляем до ближайшего стандартного значения. Принимаем мм² с А.

Проверяем кабель по нагреву в нормальном режиме работы, при этом должно выполняться  следующее условие:

.                                         (7.3)

Допустимый  длительный ток для кабелей с  алюминиевыми жилами с бумажной, пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, прокладываемых в земле, согласно /1, табл.1.3.16/ равен А. - условие (7.3) выполняется.

Проверяем кабель на термическую стойкость  к токам короткого замыкания (КЗ). Термически стойкие к токам КЗ сечение определяют по формуле:

,            (7.4)

где  - установившееся значение тока КЗ, для вводного кабеля кА;

        - приведенное время КЗ, равное времени срабатывания выключателя, с;

        - температурный коэффициент, для кабелей с бумажной изоляцией по         /2, табл.3.4/ о.е.

мм².

Выбранное сечение  мм² удовлетворяет условию термической стойкости. Принимаем кабель АСБ(3х35).

 

 

 

 

7.2 Выбор типа трансформатора и компоновки цеховой трансформаторной подстанции

 

Тип и  исполнение трансформатора рекомендуется  выбирать в зависимости от условий  установки и характера окружающей среды. В электроремонтном отделении характер окружающей среды является нормальным, трансформатор устанавливаем возле колонны в мертвой рабочей зоне.

Выбор мощности трансформатора производим на основании расчетной нагрузки предприятия в нормальном режиме работы с учетом режима энергосберегающей организации по реактивной мощности. Выбираем КТП с трансформатором типа ТМЗ-1000/10 с масляным охлаждением. Кроме трансформатора в КТП входят вводной шкаф напряжением 10 кВ, распределительные комплектные шкафы. КТП изготовленна ОАО «Укрэлаппарат», Украина, г. Хмельницкий.

Технические данные трансформатора:

• номинальная мощность 1000 кВА;
• потери ХХ 1,9 кВт;
• потери КЗ 12,2 кВт;
• напряжение КЗ 5,5%;
• ток ХХ 1,7%.

 

7.3 Выбор шинопроводов и силовых пунктов напряжением 0,4 кВ

 

Выбор магистральных (ШМ) и распределительных (ШР) шинопроводов проводим по условию

,                                                              (7.5)

где  - номинальный ток шинопровода.

Результаты  сведены в таблицу 7.1.

 

Таблица 7.1 – Выбор шинопроводов

Наименование шинопровода по плану   цеха	, А	, А	Тип выбранного Шинопровода
ШМ1	633,87	1250	ШМА4-1250
ШМ2	741,9	1250	ШМА4-1250
ШР1	41	100	ШРА4-100-44-IУЗ
ШР2	17,23	100	ШРА4-100-44-IУЗ
ШР3	51,84	100	ШРА4-100-44-IУЗ
ШР4	33,76	100	ШРА4-100-44-IУЗ
ШР5	31,67	100	ШРА4-100-44-IУЗ
ШР6	48,2	100	ШРА4-100-44-IУЗ
ШР7	13	100	ШРА4-100-44-IУЗ