Электроснабжение по отраслям

   Сопротивление ТП8:

U_К = 5,5%;

 Хтп8 = (U_К/100) · (U²_n/S_n) · (1/Х_б) = (5,5/100) · (10² / 1) · (1/11,025) = 0,5 о.е

   Сопротивление трехобмоточного трансформатора подстанции системы:

Uк_В-С = 10,5%; Uк_В-Н = 17,5%; Uк_С-Н = 6,5%;

Uк_В = 0,5 · (Uк_В-Н + Uк_В-С - Uк_С-Н) = 0,5·(17,5 + 10,5 –6,5) = 10,75%

Хт_В =(Uк_В/100)·(U²_n/S_n)·(1/Х_б) · К²т = (10,75/100)·(110²/25)·(1/11,025)·(10/110)² = 0,04 о.е

Uк_Н = 0,5 · (Uк_В-Н - Uк_В-С + Uк_С-Н) = 0,5·(17,5+6,5-10,5) = 6,75%;

 Хт_Н =(Uк_Н/100)·(U²_n/S_n)·(1/Х_б) = (6,75/100)·(10²/25)·(1/11,025) = 0,025 о.е;

    Сопротивление линий:

  Сопротивление КЛ(10кВ):

 Хкл  = Худ · L · (1/Х_б) = 0,075 · 8 · (1/11,025) = 0,054 о.е

 Сопротивление КЛ (ТП8):

 Хкл(тп8) = Худ · L · (1/Х_б) = 0,113 · 0,948 · (1/11,025) = 0,01 о.е

   ЭДС системы:  Ес = 1 о.е

   ЭДС асинхронного двигателя: Еа = 0,9 о.е

  Сопротивление асинхронного двигателя:

 Ха = 0,2 · (U²_n/S_n) · ( 1/Х_б) · К²тп8 = 0,2 · (0,4²/0,160) · (1/11,025)·(10/0,4)² = 11,339 о.е

  Сворачивание схемы:

Последовательно:

Х' = Хкл(тп8) + Хтп8 + Ха = 0,01 + 0,5 + 11,339 = 11,849 о.е;

Х" = Хт_В + Хт_Н + Хкл = 0,04 + 0,025 + 0,054 = 0,119 о.е;

Х"' = Хт_В + Хт_Н + Хкл = 0,04 + 0,025 + 0,054 = 0,119 о.е;

Параллельно:

Е' = Ес//Ес = 1 о.е;

Х^|V = (Х"·X"')/(X"+X"') = Х"/2 = 0,06 о.е;

Х^V = (Х'^V·Х')/( Х'^V + Х') =(0,06·11,849)/(0,06+11,849) = 0,06 о.е;

Е" = (Е'·X' + Еа·X^|V)/(Х' + Х^|V) = (1·11,849 + 0,85·0,06)/(11,849+0,06) = 0,999 о.е;

  Ток короткого замыкания находится из выражения:

I_КЗ = Е"·I_б/ Х^V = 1 · 0,578 / 0,06 = 9,633 кА;

 Теперь  имея ток короткого замыкания  на шинах РУ, мы можем выбрать  высоковольтные выключатели на заводе. Выбор произвожу в Таблицах№18 и 19.

Эти выключатели  подставляем, для сравнения технико-экономических  вариантов смешанной и радиальной схемы. В итоге после сравнения, проведенного в Таблицах№ 13 по Таблицу№16. Выбираем радиальную схему электроснабжения завода ЖБИ. Этот вариант выбираю вследствие малых потерь электроэнергии в течение года, а также  удобством в эксплуатации, так как при выходе из строя одного из ТП, другие находятся в работе. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Проектирование  Механического Цеха
1. Выбор проводов и кабелей в цехе

 В своем механическом цехе я расположил 4 Распределительных Щитка, от которого отходят провода марки АПВ к потребителям. Вставки между щитками и вводным распределительным пунктом сделаны из АПВБ. Выбор проводов произвожу по номинальной мощности приемников электрической энергии.

Sн = Рн/cosφ                      (54)

Выбор кабелей для вставок нахожу по расчетной мощности распределительных  щитков – Sр. Также для выбора проводов и кабелей провожу определение  потерь напряжения в проводах и кабеля составляющую 10% от номинального напряжения (380 В).Потери напряжения определяются таким же способом как и в высоковольтной сети. Все эти расчеты приведены в Таблице№20. Рисунок№1

2. Короткое замыкание в цехе

 Для  выбора автоматических выключателей  или предохранителей необходимо знать значение тока короткого замыкания на приемниках электрической энергии. Для этого рассмотрим по одной точки короткого замыкания на всех четырех распределительных щитках. В данном механическом цехе нет приемников более 100 кВ, то есть не будет подпитки короткого замыкания. В этом случае будет подпитка будет осуществляться из вне, от системы и ТП8 где находится потребитель мощностью 160 кВ. Приведем эту подпитку к базисной величине, т.е к напряжению 0.4 кВ и используем Точное Приближение в Относительных Единицах для нахождения тока короткого замыкания в цехе. Схема замещения выполнена на Рисунке№ 8.б 

  Задаем  базисные величины:

U_б=0,4кВ;  S_б=1 МВА; Х_б = U_б² / S_б = 0,4² / 1 =0,16 Ом;  I_б = S_б/3^1/2·U_б= 1,445 А;

Сопротивление ТП8:

U_К = 5,5%;

 Хтп8 = (U_К/100) · (U²_n/S_n) · (1/Х_б) = (5,5/100) · (10² / 1) · (1/0,16) = 0,06 о.е

Сопротивление ТП9:

U_К = 5,5%;

 Хтп8 = (U_К/100) · (U²_n/S_n) · (1/Х_б) = (5,5/100) · (10² / 1) · (1/0,16) = 0,06 о.е

   Сопротивление трехобмоточного трансформатора подстанции системы:

Uк_В-С = 10,5%; Uк_В-Н = 17,5%; Uк_С-Н = 6,5%;

Uк_В = 0,5 · (Uк_В-Н + Uк_В-С - Uк_С-Н) = 0,5·(17,5 + 10,5 –6,5) = 10,75%

Хт_В =(Uк_В/100)·(U²_n/S_n)·(1/Х_б) · К²т ·К² т = (10,75/100)·(110²/25)·(1/0,16)·(10/110)² · (0,4/10)²= 0,004 о.е

Uк_Н = 0,5 · (Uк_В-Н - Uк_В-С + Uк_С-Н) = 0,5·(17,5+6,5-10,5) = 6,75%;

 Хт_С =(Uк_С/100)·(U²_n/S_n)·(1/Х_б)· К²т = (6,75/100)·(10²/25)·(1/0,16) ·(0,4/10)²= 0,003 о.е;

    Сопротивление линий:

  Сопротивление КЛ(10кВ):

 Хкл  = Худ · L · (1/Х_б)·(К²т) = 0,075 · 8 · (1/0,16) ·(0,4/10)² = 0,006 о.е

 Сопротивление КЛ (ТП8):

 Хкл(тп8) = Худ · L · (1/Х_б) ·(К²т)  = 0,113 · 0,998 · (1/0,16)·(0,4/10)² = 0,001 о.е

Сопротивление КЛ (ТП9):

 Хкл(тп8) = Худ · L · (1/Х_б) ·(К²т)  = 0,113 · 0,461 · (1/0,16)·(0,4/10)² = 0,001 о.е

   ЭДС системы:  Ес = 1 о.е

   ЭДС асинхронного двигателя: Еа = 0,036 о.е

  Сопротивление асинхронного  двигателя:

 Ха = 0,2 · (U²_n/S_n) · ( 1/Х_б) · К²тп8·К²тп6 = 0,2 · (0,4²/0,160) · (1/0,16)·(10/0,4)²·(0,4/10)² = 1,25 о.е

Сворачивание  схемы:

Последовательно:

Х^|V = Хкл(тп8) + Хтп8 + Ха = 0,001 + 0,06 + 1,25 = 1,311 о.е;

Х' = Хт_В + Хт_Н + Хкл = 0,004 + 0,003 + 0,006 = 0,013 о.е;

Х"= Хт_В + Хт_Н + Хкл = 0,004 + 0,003 + 0,006 = 0,013 о.е;

Параллельно:

Е' = Ес//Ес = 1 о.е;

Х"' = (Х"·X')/(X"+X') = Х"/2 = 0,0065 о.е;

Х^V = (Х'^V·Х'")/( Х'^V + Х'") =(0,0065·1,311)/(0,0065+1,311) = 0,006 о.е;

Е" = (Е'·X' + Еа·X^|V)/(Х' + Х^|V) = (1·1,311 + 0,036·0,0065)/(1,311+0,0065) = 0,95 о.е;

Последовательно:

Х^V1 = Х^V + Хтп9 + Хкл(тп9) = 0,006 + 0,06 + 0,001 = 0,067 о.е

Получим, что к низковольтной нагрузки подходит Сопротивление 0,067 о.е и ЭДС равное 0,99 о.е.

 Рассчитываем  сопротивления внутри цеха, т.е  сопротивления кабелей, проводов  и переходные сопротивления контактов.  Берем 4 потребителя электрической  энергии: Это приемники №28; №17; №45; №31. Для них находим переходные сопротивления и сопротивления проводов.

 Сопротивления  проводов: В данной задачи рассмотрим  активные сопротивления вследствие  малости индуктивных сопротивлений,  которыми можно пренебречь.

Сопротивление №28:

Хкл28 = Худ·L·(1/Хб) = 1,24 · 0,014 · (1/0,16) = 0,11 о.е

Хпер28 = 0,005 о.е

Сопротивление №17:

Хкл17 = Худ·L·(1/Хб) = 7,74 · 0,015 · (1/0,16) = 0,73 о.е

Хпер17 = 0,008 о.е

Сопротивление №45:

Хкл45 = Худ·L·(1/Хб) = 7,74 · 0,019 · (1/0,16) = 0,92 о.е

Хпер45= 0,008 о.е

Сопротивление №31:

Хкл31 = Худ·L·(1/Хб) = 7,74 · 0,015 · (1/0,16) = 0,73 о.е

Хпер31= 0,008 о.е

Сопротивление кабеля между РШ1-РШ2:

Хкл(РШ1 – РШ2) = Худ·L·(1/Хб) = 0,443 · 0,016 · (1/0,16) = 0,044 о.е

Сопротивление кабеля между РШ2-РП:

Хкл(РШ2 – РП) = Худ·L·(1/Хб) = 0,326 · 0,021 · (1/0,16) = 0,043 о.е

Сопротивление кабеля между РШ3-РШ4:

Хкл(РШ3 – РШ4) = Худ·L·(1/Хб) = 0,443 · 0,016 · (1/0,16) = 0,044 о.е

Сопротивление кабеля между РШ4-РП:

Хкл(РШ4 – РП) = Худ·L·(1/Хб) = 0,258 · 0,013 · (1/0,16) = 0,021 о.е

  Расчет тока КЗ  в приемнике №28:

Хн = Х28 + Х(РШ1-РШ2) + Х(РШ2-РП) + Хв + Хпер28 = 0,11 + 0,044 + 0,043 + 0,067 + 0,005 = 0,27 о.е;

Iкз28 = Е"·I_б / Хн =  0,95·1,445/0,27= 5,01 кА;

Расчет  тока КЗ в приемнике  №17:

Хн = Х17 + Х(РШ3-РШ4) + Х(РШ4-РП) + Хв + Хпер17 = 0,73 + 0,044 + 0,021 + 0,067 + 0,008 = 0,87 о.е;

Iкз17 = Е"·I_б / Хн =  0,95·1,445/0,87= 1,57 кА;

Расчет  тока КЗ в приемнике  №45:

Хн = Х45 + Х(РШ2-РП) + Хв + Хпер45 = 0,92 + 0,043 + 0,067 + 0,008 = 1,12 о.е;

Iкз45 = Е"·I_б / Хн =  0,95·1,445/1,12= 1,23 кА;

Расчет  тока КЗ в приемнике №31:

Хн = Х28 + Х(РШ4-РП) + Хв + Хпер31 = 0,73  + 0,021 + 0,067 + 0,008 = 0,83 о.е;

Iкз31= Е"·I_б / Хн =  0,95·1,445/0,83= 1,65 кА;

Схема замещения расположена  на Рисунке № 

3. Выбор распределительных  щитков и автоматических выключателей

  В  своем механическом цехе, я использовал 4 РЩ, с числом отходящих линий РШ1-12; РШ2-12; РШ-3-10 и РШ4-11. В этом случае выбираю РЩ типа «ПР-9000» с числом ответвлений равное 12. В этом типе распределительного щита находятся автоматические выключатели типа «ВА». Эти выключатели выбираются по номинальному току, номинальному напряжения и току короткого замыкания, который был найден в предыдущем пункте. Выбор снесен в Таблицу №21.

4. Выбор освещения в механическом цехе

Освещение в цехе на основе ламп накаливания. Цех подразделяю на несколько отдельных участков, где будет применяться различное удельное освещение, в зависимости от рода работы. Основная часть, где производятся работы будет иметь удельное освещение 17-18 Вт/м, в комнате мастера производится бумажная работы, которая требует большого напряжения на глаза, в этом месте удельная освещенность составит 19-20 Вт/м. В гардеробной сильное зрительное напряжение не требуется, там достаточно 13-14 Вт/м. В комнате, где расположены насосы и силовые преобразователи удельная освещенность достаточна в пределах 11-12 Вт/м. Светильники надо расположить равномерно, для этого необходимо узнать площадь каждого участка. Найдя площадь, по справочникам находим лампы с широким распространением света, узнав их удельное освещение делим его на площадь и находим необходимое число  светильников, которые необходимо  расположить равномерно. Лампы будут располагаться на высоте 8 м, чтобы не мешать работе кран балок.

Ро = Руд  · S ·Кс