Система электроснабжения предприятия

где: S’_ТР - расчетная максимальная мощность трансформаторов;

       P_{P MAX} - расчетная мощность двух узлов.

S’_ТР = 302,8 / (2 · 0,8 · 0,75) = 252,3 кВ·А

 

2.2.3 Определяем мощность электроприемников I и II категории по

формуле [16]:

                                             P_{СМ 1,2} = η · P_{СМ МАХ}                                      (16)

где: P_{СМ 1,2} - мощность электроприемников I и II категории за наиболее

       загруженную смену;

       η - коэффициент мощности потребляемой электроприемниками I и II

категории, равный 83 %.

P_{СМ 1,2} = 0,83 · 265,68 = 220,3 кВт

 

4. Определяем расчетную мощность электроприемников 1 и II

категории по формуле [17]:

                                         P_{Р 1,2} = η · P_{Р МАХ}                                      (16)

P_{Р 1,2} = 0,83 · 302,8 = 251,3 кВт

При нормальном режиме работы, по таблице 4.8 , определяем максимально-систематическую нагрузку β_{ТР 2}, при t₂ = 4 часа - β_{ТР 2} = 1,39.

2.2.5 Определяем загрузку  трансформатора, расчетной максимальной мощности в нормальном режиме работы по формуле [18]:

                                       β’_{ТР НОРМ} = S’_ТР / S_{ТР НОРМ}                                    (18)

где: β’_{ТР НОРМ} - коэффициент загрузки с учетом максимальной мощности;

       S_{ТР НОРМ} - номинальная мощность трансформатора.

β’_{ТР НОРМ} = 252,3 / 400 = 0,63

 

2.2.6 Определяем коэффициент загрузки трансформатора при аварийном выходе из строя одного из трансформаторов и при отключении нагрузок III категории по формуле [19]:

         β_{ТР АВ} = Р_{Р 1,2} / (cosφ · S_{ТР НОМ})                          (19)

где: β_{ТР АВ} - коэффициент загрузки трансформатора при аварии;

      cosφ - коэффициент мощности участка.

β_{ТР АВ} = 302,8 / (0,75 · 400) = 1

По таблице 4.8, аварийная перезагрузка при t₂ = 4 часа - β_{тр 2} = 1,39 > 1 что означает правильный выбор мощности трансформатора.

 

2.2.7 Определяем наибольшее и наименьшее число трансформаторов по формуле [9]:

                                     n_MAX = S_{P MAX} / (K_{З ТР} · S_{TP HOM})                                 (20)

где: n_MAX   - максимальное число трансформаторов;

         K_{З ТР}   - коэффициент загрузки трансформаторов при наличии   

                   электроприемников II категории K_{З ТР} = 0,7;

      S_{P MAX} - полная расчетная мощность двух узлов.

n_MAX = 412,46 / (0,7 · 400) = 1,47 = 2

                              n_MIN = Р_{Р МАХ} / (К_{З ТР} · S_{ТР НОМ})                                    (21)

где: n_MIN - минимальное число трансформаторов;

       Р_{Р МАХ} - расчетная мощность двух узлов.

n_MIN = 302,8 / (0,7 · 400) = 1,08 = 2

Согласно произведенным  расчетам выбираем для данного проекта  двухтрансформаторную подстанцию. Данные трансформатора заносим в таблицу.

Таблица 3 - данные трансформатора

Марка трансформатора	п n	UK%	Потери %		i0 %	Масса т.		Габариты м.			%η %
			Х.Х	К.З.		полная	масла	Н	L	В
ТМ-400/10	22	4,5	1,05	5,5	2,1	1,9	0,63	1,4	1,08	1,9	887

 

2.3 Расчет и выбор  распределительной сети

 

Электрические сети служат для передачи и распределения  электроэнергии к цеховым потребителям промышленных предприятий и должны обеспечивать надежное действие силовых  и осветительных установок.

Электрические сети промышленных предприятий  разделяются: по роду тока; по напряжению; по назначению - силовые, осветительные, питательные, распределительные; по схеме соединения; по конструктивному исполнению.

 

2.3.1 Определяем расчетный ток  по формуле [22]:

                      I_{Р НОМ} = Р_НОМ / (√3 · U_НОМ · η_НОМ · cosφ)                     (22)

где: I_{Р НОМ} - номинальный расчетный ток электроприемника;

       Р_НОМ - номинальная мощность электроприемника;

     U_НОМ - полное напряжение электроприемника;

      η_НОМ - КПД электроприемника;

      cosφ - коэффициент мощности электроприемника;

I_{Р НОМ} = 14 / (√3 · 0,38 · 0,92 · 0,6) = 37,31 А

 

2.3.2 Определяем пусковой  ток по формуле [23]:

                                         I_ПУСК = I_{Р НОМ} · K_i                                                (23)

где: I_ПУСК - пусковой ток;

       K_i      - кратность пускового тока. По таблице 128 [6] для данного

      электроприемника K_i = 8.

I_ПУСК = 37,31 · 8 = 298,48 А

Ток, протекающий по проводу при заданной температуре окружающей среды, повышает температуру провода до определенной величины. Для сохранения изоляции и токоведущей части установлены допустимые токовые нагрузки, для условий нагрева жил проводов и кабелей с резиновой и ПВХ изоляцией 55°С, для кабелей с бумажной изоляцией 65°С. по таблице 3.200 [16] и таблице 26 [7] выбираем сечение проводов, а по таблице 3.173 [16] и по таблице 4.11 [3] выбираем марки кабелей.

Для данного электроприемника выбираем кабель АВВГ 3x16+1x10 с допустимым током  I_доп = 50 А.

 

По условию допустимого нагрева  и длительности тока;

                                            I_доп ≥ I_{р ном}                                              (24)

где: I_доп - допустимый ток кабеля.

50 ≥ 37,31

 

2.3.3 Расчет токов тепловых  расцепителей автоматов, производим  по

условию [25]:

                                                           I_т.р.> 1,25 I_{р ном}                                   (25)

где: I_т.р - ток теплового расцепителя выбираем по таблице 3.62 [2].

I_т.р.> 1,25 · 37,31 = 46,63

По условию (25) выбираем автоматический выключатель типа ВА51-25-100 с током I_т.р. = 50.

Производим проверку электромагнитной отсечки автоматов по условию ложного срабатывания при пуске электродвигателя по формуле [26]:

                                I_{ном эл.магн.от} = 12 I_homt.p ≥ 1,2 I_пуск                             (26)

где: I_{ном эл.магн.от} - номинальный ток электромагнитной отсечки;

         I_пуск - пусковой ток электроприемника

I_{ном эл млгн.от} = 300 ≥ 298,48

 

2.3.4 Проверяем сечение  выбранных проводов по условию  допустимого нагрева, на соответствие защиты по условию [9]:

                I_доп ≥ К₃ · I_номт.р                                  (27)

где: I_доп - допустимый ток кабеля или провода;

       К₃ - коэффициент минимально-допустимой защиты, выбирается по таблице

             3.10 [9], в данном случае берем К₃ = 0,8.

50 ≥ 0,8 · 46,63

Данные остальных расчетов по кабелям, проводам и автоматическим выключателям заносим в таблицу 4.

 

Таблица 4 – данные по кабелям, проводам и автоматическим выключателям

Наименование элекгроприемника	η %	Iр ном	S  мм2	Iдоп А	Iпуск А	марка и сечение кабеля	Тип автомата	Iдном р.т.р А	Iном эл.маг.отсечи А	Iном т.р. автомата А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
вентиляторы	0,9 2	37,3 1	16	50	298,4	АВВГ 3x16+1x10	ВА 51- 25-25	46,63	300	50
Электронагреватели отопительные	0,9 2	68,6	35	75	480	АВВГ 3x35+1x16	ВА 51- 33-100	85,75	1130	100
Насосные агрегаты	0,8 9	31,5	16	50	252,1	АВВГ 3x16+1x10	ВА 51- 25-25	39,7	300	50
Дренажные насосы	0,9 1	35,9	16	50	287,6	АВВГ 3x16+1x10	ВА 51- 25-25	44,8	300	50
Металлообрабатывающие станки	0,8 8	64,7	35	75	453	АВВГ 3x35+1x16	ВА 51- 33-100	80,87	1130	100
Кран-балка ПВ=25%	0,87	24,3	6	27	170,1	АВВГ 3 x6+1x4	ВА 51- 25-100	30,38	600	50
Сварочные агрегаты	0,8 2	144, 1	70	12 5	1008, 6	АВВГ 3x70+1x16	ВА 51- 33-160	169,8	1716	160

 

2.4 Расчет и выбор магистральной линии

 

Шинопроводом называется жесткий токопровод заводского изготовления напряжением до 1 кВ поставляемый комплектно секциями. При магистральной схеме электроснабжения, электроприемники могут подключатся в любой точке магистрали.

 

2.4.1 Определяем расчетный  ток шинопроводов по формуле [28]:

                                          I_ШРА = S_p / √3U_НОМ                                         (28)

где: I_ШРА - расчетный ток шинопровода;

       S_p - расчетная мощность узла;

      U_hom - номинальное напряжение.

I_{ШРА I} = 200,3 / √3 · 0.38 = 304,32 А

I_{ШРА II} = 212.16 / √3 · 0.38 = 322,34 А

По таблице 2.2 [10] выбираем шинопровод марки ШРА4-400-32-IУЗ.

 

2.4.2 Производим расчет потери  напряжения на шинопроводе по  формуле [29]:

                           ∆U_ШРА = √3 · I_ШРА · l (r₀ · cosφ + x₀sinφ)                   (29)

где: ∆U_ШРА - потеря напряжения на шинопроводе;

l         - длинна шинопровода в километрах;

r₀         - удельное активное сопротивление одной фазы, трехфазной системы

            Ом/км;

x₀        - удельное индуктивное сопротивление одной фазы трехфазной

             системы Ом/км;

cosφ   - коэффициент мощности узла;

sinφ    - определяется по cosφ.

По таблице 110 [6] выбираем r₀ = 0,15 и х_о = 0,13.

По таблице Брадиса  определяем sinφ = 0,68.

∆U_{ШРА I} =√3 · 304,32 · 0,05 (0,15 · 0,94 + 0,13 · 0,33) = 4,84

∆U_{ШРА II} =√3 · 322,34 · 0,05 (0,15 · 0,73 + 0,13 · 0,68) = 5,52

Потери напряжения на шинопроводе  ∆U_{ШРА I} % (380 ÷ 4,84) – ∆U_{ШРА II} % = 0,7 % <5 %, ∆U_{ШРА II} % (380÷5.52) - ∆U_{ШРА II} % = 0,96 % < 5 %, что соответствует требованию ПУЭ. Данные шинопровода вносим в таблицу 5.

Таблица 5-Данные шинопровода

Тип шинопровода	IШРА А	Iном А	Iуд кА	Uhom В	Сечение фазы мм2	∆U %
ШРА4-400-32-1 УЗ	304,32	400	25	380	50x5	0,7
ШРА4-400-32-1 УЗ	322,34	400	25	380	50=<5	0.96