Электроснабжение завода

1.3 Выбор пусковых и защитных аппаратов.

Пусковая и защитная аппаратура мощных нагревательных печей, кранов и другого технологического оборудования поставляется в комплекте с этим оборудованием. для таких электроприёмников выбирается только сечение проводников, защитная аппаратура к ним. Пусковая и защитная аппаратура санитарно-технического оборудования (вентиляторы, насосы) выбирается.

1. Определим расчётный ток, пусковой:

Iрасч =Р/√3×Uн×cosφ  Iпуск = Iрасч× Кпуск   Iтепл≥2,5×Iрасч

Таблица 1.3 – Выбор защитной аппаратуры.

№ п/п	Iном	Iвст	Iпр	Предохранитель
13,15,16	231	100	100	ПН-2-100
43,44	51	25	60	НПН-60
9	55,38	25	60	НПН-60
5,6,17,18	184,68	80	100	ПН-2-100
7,8	27,84	15	15	НПН-15
10,11,12	146,4	60	60	НПН-60
14,19,20	120,6	50	100	ПН-2-100
21,37,38,39	549,9	250	250	ПН-2-250
22,23	54,34	25	60	НПН-60
30	232,2	100	100	ПН-2-100
41,40,42	161,52	80	100	ПН-2-100
РЩ1	38,1	20	60	НПН-60
РЩ2	41,45	20	60	НПН-60
РЩ3	130,85	60	100	ПН-2-100

 

 

 

1.4 Выбор  проводов, кабелей, шинопроводов.

Исходя из условий прокладки, характера среды помещений, схемы распределительных сетей выбирается марка кабеля, провода, шинопровода.

Сечение провода, кабеля выбирается по допустимому току (по нагреву), проверяется по потере напряжения, по экономической плотности тока, на соответствие защитным аппаратом.

Длительный ток нагрузки Iрасч. единичного проводника не должен превышать длительно допустимый ток Iд зависящий от материала проводника, изоляции, способов прокладки и сечения.

Сечение выбирают по допустимому току, исходя из условия Iд > Iрасч. при температуре воздуха не выше +25°С и земли  не выше  +15°С.

По допустимому току выбираются все распределительные и питающие линии.

Питающие  сети  проверяют по  потере напряжения. Если  потеря  напряжения   превышает 6-7% , то сечения, выбранные по нагреву увеличивают.

Потеря напряжения:

ΔU% = (105/U2н) × P × l × (ro + tg φ × xo) -  для трехфазной цепи, где

 

       Uн - номинальное напряжение, В;

Р - мощность, кВт;

l -  длина линии, км;

ro и xo - активное и реактивное сопротивление линии, Ом/км;

tg φ - соответствует коэффициенту мощности установки, СО8&.

Для цели до 1000В реактивным сопротивлением можно пренебречь. хо= О

По экономической плотности тока проверяются питающие линии при числе часов использования максимума нагрузки Тmах > 5000 час/год (при трехсменной работе)

Fэк = Iрасч/ γэк ,где

Fэк - сечение выбираемое по экономической плотности тока, мм2;

Iрасч - расчетный ток группы электроприёмников, А;

γэк - экономическая плотность тока.

Проверка на соответствие защитным аппаратам производится по условию:

Iд ≥ Iз × Кз , где

Iд - допустимый ток кабеля, выбранного из предыдущих условий, А;

Кз - коэффициент защиты;

      Iз - ток защитного аппарата - предохранителя или автоматического выключателя.

Согласно ПУЭ от перегрузок необходимо защищать:

1. Силовые и  осветительные сети, выполненные  внутри помещений открыто проложенными изолированными незащищенными проводниками с горючей изоляцией.

2. Силовые сети, в которых могут возникать  длительные технологические перегрузки.

3. Сети взрывоопасных  помещений и взрывоопасных наружных  установок.

В цехе микроклимат влажный, в помещении склада и кладовой пожароопасный, выбираем кабель ВРГ - медная жила, поливинилхлоридная  оболочка, резиновой изоляции без наружного покрова не бронированный, для прокладки внутри помещений при отсутствии механического воздействия на кабель.

Выбираем кабель по нагреву. Для приёмников выбираем кабели по таблице 1.4.1

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.4.1 – Выбор кабелей.

Приёмник №	Iрасч А.	Iд А.	Сечение мм2
13,15,16	38,5	42	6
43,44	8,5	19	1,5
9	9,23	19	1,5
5,6,17,18	30,78	35	4
7,8	4,64	19	1,5
10,11,12	24,4	25	2,5
14,19,20	20,1	25	2,5
21,37,38,39	84,6	90	25
22,23	8,36	19	1,5
30	92,88	120	35
41,40,42	26,92	35	4
Кабель трансформатора	206,5	220	95

 

Выбираем питающий кабель для узлов питания по формуле

 Iд ≥ Iм, где

Iд - допустимый ток кабеля, А;

Iм – расчетный ток, А.

Imax= 206,5 (A)

Iдоп= 220,    Сечение = 95 мм2

Проверяем кабель по потере напряжения

ΔU% = (105/3802) 73,75* 0,1* 0,194 = 0,9 %

ΔU% = (105/3802) 21,58* 0,1* 0,194 = 0,52 %

ΔU% = (105/3802) 11,2896* 0,1* 0,194 = 0,27 %

ΔU% = (105/3802) 40,89* 0,1* 0,194 = 1,51 %

Кабели проходят по потере напряжения.

По экономической плотности тока кабель не проверяем т.к. работа 
односменная Тmах ≥ 5000 час/год. 

 

Таблица 1.4– Проверяем питающий кабель на соответствие защитным аппаратом

Кз =0,33

№  п\пл	Iрасч	Iд ≥ Кз*Iз	Соответствие	Iд	сеч мм2
13,15,16	38,5	12,7	Да	42	6
43,44	8,5	2,805	Да	19	1,5
9	9,23	3,05	Да	19	1,5
5,6,17,18	30,78	10,16	Да	35	4
7,8	4,64	1,53	Да	19	1,5
10,11,12	24,4	8,052	Да	25	2,5
14,19,20	20,1	6,732	Да	25	2,5
21,37,38,39	84,6	27,9	Да	90	25
22,23	8,36	2,75	Да	19	1,5
30	92,88	30,6	Да	120	35
41,40,42	26,92	8,88	Да	35	4

 

 

1.5 Расчет  токов короткого замыкания.

При расчете токов короткого замыкания в сети 0,38 кВ сопротивлением электроустановок до шин 10  кВ пренебрегают.

На схеме для вычисления токов короткого замыкания мощная система представлена источником G, сопротивление системы принимается равным 0, ЭДС – равной напряжению Uф = 230 В. Схема представлена на рисунке 1.1.

 

 

 

Для проверки чувствительности защит сетей напряжением 0,38 кВ (предохранителей, автоматических выключателей) требуется вычислить значение минимального тока короткого замыкания. Таким током является однофазное короткое замыкание на корпус (нулевой провод). Расчетную точку выбирают в конце защищаемой зоны. Допускается рассчитывать этот ток по упрощенной формуле:

Iк(1) = Uф / ( 1/3 Zт (1) + Zn), где

Iк(1) – ток короткого замыкания, кА;

Uф – напряжение сети, В; 

Zт(1) - сопротивление трансформатора при однофазном коротком замыкании, мОм;

 Zn - сопротивление петли фазный - нулевой провод, мОм.

Сопротивление линии, выполненной проводами или кабелями с неизменным сечением по длине:

Zn = Zо.n ×l, где

Zо.n - полное погонное сопротивление петли фазный - нулевой провод четырех проводной линии.

Ориентировочно выбираю мощность трансформатора.

Sтр≈Sм= 133,4

принимаем    Sтр= 160

1/3 Zт(1)  = 162 (мОм);

Zо.n = 1,09 (мОм);

L= 100 м.

Zn = 1,09*100 = 109 (мОм / м).

Iк(1) = 230 / (160+109) = 0,855 (кА);

 

1.6. Выбор числа и мощности  силовых трансформаторов.

На подстанциях всех напряжений, как правило, применяется не более двух трансформаторов по соображениям технической и экономической целесообразности. В большинстве случаев это обеспечивает надежное питание потребителей и ВТО же время дает возможность применять простейшие блочные схемы подстанций без сборных шин на первичном напряжении, что резко упрощает их конструктивные решения и уменьшает стоимость. Резервирование осуществляется при помощи складского и передвижного резерва.

Однотрансформаторные цеховые подстанции напряжением 6…10 кВ можно применять при наличии складского резерва для потребителей всех групп по надежности, даже для потребителей первой категории, если величина их не превышает 15…20% общей нагрузки и их быстрое резервирование обеспечено при помощи автоматически выключаемых резервных перемычек на вторичном напряжении. Эти перемычки могут быть применены для питания в периоды минимальных режимов при отключении части подстанций.

Двух трансформаторные цеховые подстанции применяются в тех случаях, когда большинство электроприемников относится к первой ил второй категориям, которые не допускают перерыва в питании во время доставки и установки резервного трансформатора со склада, на что требуется не менее 3…4ч. Двухтрансформаторные подстанции  целесообразно применять также независимо от категории питаемых потребителей при неравномерном графике нагрузки, когда выгодно уменьшать число включенных трансформаторов при длительных снижениях нагрузки в течении суток или года.

Применение цеховых подстанций с числом трансформаторов более двух, как правило, экономически нецелесообразно. Более двух трансформаторов на одной цеховой подстанции применяются в следующих случаях:

-  При наличии крупных сосредоточенных нагрузок;

- При отсутствии места в цехе для рассредоточенного расположения подстанций по произвольным условиям;

- При раздельных трансформаторах для «силы» и «света», если установка этих трансформаторов целесообразна на одной подстанции;

- При питании территориально совмещенных силовых нагрузок на различных напряжениях;

- При необходимости выделения питания нагрузок с резкими, часто повторяющимися толчками, например крупных сварочных аппаратов и т.п.

Для электроприёмников только 2 и 3 категорий надёжности при наличии складского резерва ТП может устанавливаться 1 трансформатор

Принимаем 1 трансформатор и резервирование с соседней подстанции это создаст необходимую надёжность.

Мощность трансформатора выбирается исходя из наибольшей активной нагрузки:

Sтр = Рм / βт × N ,где

Sтр – мощность трансформатора, кВА;

Рм — расчетная активная нагрузка цеха, кВт;

βт - коэффициент загрузки трансформатора принимается для 2 категории 0,7-0,8

для 3 категории - 0,7 - 0,8;

N - число трансформаторов.

Sтр = 73,75/0,8 * 2 = 59 (кВА)

Sтр = 63 кВа.

Определяем наибольшую реактивную мощность:

Qвн = √( 2 *  0,8 * 63)2 – 73,752 = 68,71 квар.

Определяем суммарную мощность батареи конденсаторов по первому этапу расчета:

Qнн(1)=111,18-68,71 = 42,47 квар.

Определяем дополнительную суммарную мощность батареи конденсаторов:

QHH(2) = 111,18-42,47-0,37*2* 63= 22,09 квар.

При мощности компенсационного устройства меньше 30 кВА, устанавливать компенсационное устройство не целесообразно. 

 

1.7 Определение расхода активной энергии электроосвещения.

В зависимости от цели расчета расход активной энергии наиболее чисто определяется за год, месяц или за смену. При наличии норм удельного расхода электроэнергии Эуд на единицу продукции М в натуральном выражении по цехам и предприятию в целом годовой расход электроэнергии может быть определен из выражения: