Электроснабжение электромеханического цехаметаллургического завода

     Средствами  компенсации реактивной мощности являются в сетях общего назначения батареи  конденсаторов (низшего напряжения – НБК и высшего напряжения – ВБК) и синхронные двигатели  в сетях со специфическими нагрузками, дополнительно к указанным средствам, силовые резонансные фильтры (СРФ), симметрирующие и фильтросимметрирующие устройства, устройства динамической и статической компенсации реактивной мощности с быстродействующими системами управления (СТК) и специальные быстродействующие синхронные компенсаторы (ССК).

     РсмΣ = 5.85 + 16.4 + 49.6 + 1.8 + 1.8 + 12.2 = 87.7 кВт;

     QсмΣ = 4.4 + 20.7 + 64.7 + 3.1 + 3.1 + 4 = 100 кВар;

     SсмΣ = = 133 кВ · А;

     РмΣ = 5.85 + 26.4 + 76.9 + 1.8 + 1.8 + 12.2 = 124.95 кВт;

     QмΣ = 4.4 + 20.7 + 64.7 + 3.1 + 3.1 + 4 = 100кВар;

     SмΣ = = 160 кВ ·А;

     cosφ = PсмΣ / SсмΣ = 87.7 / 133 = 0.66;

     tgφ = QсмΣ / PсмΣ = 1.14.

     Исходные  данные для выбора компенсирующего  устройства приведены в (табл. 2.2.). 

Таблица 2.2.. Исходные данные

 

     Определяем  расчетную мощность компенсирующего  устройства:

     Qкр = α · Рм · (tgφ – tgφк)

     α = 0.9; Рм = 124.95 кВт;

     Qкр = 0.9 · 124.95 (1.14 – 0.33) = 91.1 кВар;

     Применяется cosφк = 0.95, тогда tgφк = 0.33;

     Из (7, табл. 31.24) выбирается 5 × КС 0.38 - 18 –  ЗУЗ (1УЗ);

     Определяется  фактическое значение tgφф и cosφф после компенсации реактивной мощности:

     Qкст = 5×18; Pм = 124.95;

     

     cosφф = 0.75;

     Результаты  расчетов заносятся в сводную  ведомость нагрузок (табл. 2.3.).

Таблица 2.3. Сводная ведомость нагрузок

 

     Определяется  расчетная мощность трансформатора с учетом потерь.

      Рт. = 0,02 Sнн = 0,02 · 125.4 = 2.5 кВт;

      Qт. = 0,1 Sнн = 0,1 ·125.4 = 12.5 кВар;

      Sт. = = 12.6 кВА;

     По (5) выбираем трансформатор типа ТМ 250 – 10 / 04;

     U1н. = 10; 6 кВ;

     U2н. = 0.4; 0.69 кВ;

     Мощность  потерь:

     Pх.х. = 0.82 кВт; Pкз. = 3.7 кВт;Lх.х. = 2.3%.

     Рассчитываем  коэффициент загрузки трансформатора:

     Кз = Sнн / Sт;

     Кз = 125.4 / 250 = 0.5

     Рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора 0.5 – 0.7.

       Расчет силовых сетей

Согласно ПУЭ  сечения проводников силовой  сети напряжением до 1 кВ при числе  использования максимума нагрузки в год меньше 4000 выбирают по нагреву  или по допустимому току нагрузки.

Известно, что  ток, проходя по проводнику, нагревает  его. Количество выделенного тепла  определяется по закону Джоуля-Ленца . Чем больше ток, тем больше температура нагрева проводника. Чрезмерно высокая температура может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений, а также пожарной опасности. Поэтому ПУЭ устанавливает предельно допустимые температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника.

Ток, длительно  протекающий по проводнику, при котором  устанавливается наибольшая допустимая температура, называется длительно  допустимым током по нагреву .

Значение токов 1_ДОП для проводников различных марок и сечений, с учётом температуры окружающей среды и условий прокладки определены расчётно, проверены экспериментально и приведены в справочниках. При этом значения допустимых токов приведены для нормальных условий прокладки - температура воздуха + 25 °С, температурой земли + 15 °С и в траншеи проложен один кабель.

Если условия  прокладки отличаются от нормальных, то допустимый ток определяется с  поправками на температуру и поправкой  на количества кабелей проложенных  в одной траншее, тогда

.

Сечение жил  проводников выбирают по условию , где - это максимальный расчётный ток в рассматриваемой линии.

4.1 Расчёт и выбор  питающих линий

Вид и марку  проводника сети выбирают в зависимости  от среды, харак-теристики помещений его конфигурации, размещения оборудования, способу прокладки сетей.

Питающие сети будут выполняются кабелем АВВГ (АВРГ).

Результаты расчетов приведены в таблице 3.

Таблица 3 Питающие линии

4.2 Расчет и выбор  распределительных  линий

Распределительные линии предполагается выполнять  поливинилхлоридным проводом марки  АПВ, уложенным в трубе. Сечение  провода выбирается по условию . Ток расчётный определяется по формуле

, где = 0,85.

Находим СП1.

1) =33,3 А..

2) =41,7 А..

3) =14,5 А..

Длительно допустимый ток для любой распределительной  линии определяется по [2] стр. 42 таблица 2,7 для четырех одножильных проводников.

=37 А.

=37 А.

=37 А.

           Расчёт токов короткого замыкания

     По  электрической сети и электрооборудованию  в нормальном режиме протекают токи, допустимые для данной установки.

     При нарушении электрической прочности  изоляции проводов или короткого  замыкания оборудования возникает  аварийный режим короткого замыкания, вызывающий резкое повышение токов  во много раз превышающий допустимые токи.

     Значительные  по величине токи к.з. представляют большую опасность для элементов электрической сети и оборудования, т. к. чрезмерный нагрев токоведущих частей и создают большие механические усилия, которые могут привести к разрушению электрического оборудования.

     Поэтому для правильной эксплуатации электросетей и оборудования их выбирают не только по условиям нормального режима работы, но и аварийного режима, чтобы они  выдерживали без повреждений  действия наибольших возможных токов  к.з. Определение токов к.з. необходимо для выбора выключателей на коммутационную способность и электродинамическую и термическую устойчивость.

     Кроме того, в 4-х проводных сетях напряжением 380/220 В работающих на глухо заземленных нейтралах, при замыкании на нулевой провод или металлический корпус оборудования, защитный аппарат должен автоматически отключить аварийный участок сети. Для проверки надежности срабатывания защитного аппарата при к.з., между фазным и нулевым проводами необходимо определить расчётный ток однофазного короткого замыкания на землю.

       Расчёт токов трёхфазного  короткого замыкания

     В процессе расчёта 3-х фазного к.з. определяются:

1. . - начальное действующее значение периодически составляющей точки по ней определяют термическую стойкость и коммутационную способность аппарата.
2. Ударное значение тока к.з. - по нему проверяют аппараты, шины, изоляторы на электродинамическую устойчивость.

     Считаем, что мощность системы во много  раз превышает мощность трансформатора, то напряжение на шинах НН подстанций считается неизменным. То есть, считаем, что к.з. питается от источника с неограниченной мощностью.

     Тогда периодическая составляющая тока к.з. остаётся неизменной в течении всего времени действия к.з.,тогда считаем, что I_{П 0}⁼I_КЗ. На расчётной схеме отмечаем расчётные точки к.з. и для каждой точки составляем схему замещения, на которой указываем активные и индуктивные составляющие, сопротивления всех элементов схемы от точки питания до точки к.з.

     Принципиальная  схема для расчёта токов коротких замыканий:

     Расчёт  трёхфазного короткого замыкания  в точке К-1.

     Схема замещения:

       

     Установка заземлений в распределительных  устройствах. При работах на отключенном линейном разъединителе на провода спусков со стороны ВЛ независимо от наличия заземляющих ножей на разъединителе должно быть установлено дополнительное заземление, не нарушаемое при манипуляциях с разъединителем.

     Заземленные токоведущие части должны быть отделены от токоведущих частей, находящихся  под напряжением, видимым разрывом.

     Установленные заземления могут быть отделены от токоведущих частей, на которых непосредственно  ведется работа, отключенными выключателями, разъединителями, отделителями или  выключателями нагрузки, снятыми  предохранителями, демонтированными шинами или проводами, выкатными элементами комплектных устройств.

     Непосредственно на рабочем месте заземление на токоведущие  части дополнительно должно быть установлено в тех случаях, когда  эти части могут оказаться  под наведенным напряжением (потенциалом).

     Переносные  заземления следует присоединять к  токоведущим частям в местах, очищенных  от краски.

     В электроустановках напряжением  до 1000 В при работах на сборных шинах РУ, щитов, сборок напряжение с шин должно быть снято и шины (за исключением шин, выполненных изолированным проводом) должны быть заземлены. Необходимость и возможность заземления присоединений этих РУ, щитов, сборок и подключенного к ним оборудования определяет выдающий наряд, распоряжение.