Конструкция силовой и осветительной сети и проект электроснабжения на предприятии

  _∆Р_кз – потери мощности короткого замыкания, _∆Р_кз=3,7 [5, табл. 27.6];

  U_к – напряжение короткого замыкания, U_к = 6,5% [5, табл. 27.6]

С_n=0,81∙2∙2000[0,74+0,03∙2,3∙250/100+0,9(3,7+0,03∙6,5∙250/100]=8576,6 руб,

 Находим капитальные затраты: 

К = N · C_с.тр,                                                                                       (20) 

где C_с.тр – стоимость одного трансформатора, C_с.тр = [5, табл. 27.6]; 

   С_а = Ка · К                                                                                                        (21)

 

       С_а = 0,12 · 1500 = 180руб                                                                                                           

где Ка - коэффициент  учитывающий отчисления на амортизацию  и  эксплуатацию, для трансформаторов Ка = 0,12 [5] 

    Находим суммарные ежегодные затраты:  

С_∑= С_n + С_а                                                                                                                                               (22)

  

               С_∑= 8576,6 + 180 = 8756,6руб 

    Для первого варианта расчёт  аналогичен, результаты сведены  в табл. 3 
 

Таблица 3 

 
 

    Так как варианты по суммарным затратам отличаются менее чем на 3%:

      (8756 –8749,5)*100/8749,5 = 0,08%,                                       

то варианты считаются равноценными, поэтому выбираем вариант с наименьшими капитальными затратами т. е. 2 х 250 кВА. 
 

    2.5. Выбор места расположения питающей подстанции 

    Место расположения ШР определяется по картограммам нагрузок в зависимости от мощности, запитанных от него электроприёмников.

    Распределительные шкафы и цеховую трансформаторную подстанцию целесообразно устанавливать в центре электрических нагрузок (ЦЭН). Координаты ЦЭН определяют по формуле: 
 

Х_цэн = ΣХ_iР_i/ ΣР_ном._i ,                                                         (23) 

Y_цэн = ΣY_iР_i/ ΣР_ном.i ,                                                         (24)                                                      
 

где Хi - координата i – го электроприёмника по оси абсцисс, м;

      Yi – координата i – го электроприёмника по оси ординат, м;

       Р_ном.i – номинальная мощность i – го электроприёмника, кВт.

    Для трансформаторной подстанции берутся координаты всех ШР. Расчёты рассмотрим на примере ШР-1:

    Покажем  расчёт на примере ШР-1

Х_цэн  =  (1,5 · 11 + 9 · 5 + (12,5 · 5) · 4 + 17 · 5 + 20 · 5) /46 = 496,5/46 = 11м ,

Y_цэн  =  (50 · 11 + (50 · 5) · 2 + 45 · 5 + 42 · 5 + 39 · 5 + 36 · 5 + 45 · 5)/46 =

= 2085/46 = 45,5м,

    Для  остальных шкафов распределительных  и подстанций расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 4   
 

Таблица 4 

 
 

  2.6. Расчёт  сети 0,38кВ

         Выбор аппаратов защиты                                                                 

    Выбор сечения проводника для отдельного электроприемника покажем на

примере вентилятора 10/1. Сечение питающего проводника выбираем по следующим условиям:

1. По допустимому нагреву

 
 

I_доп ≥ I_р ,                                                                      (25) 
 

  где I_доп – допустимый ток проводника, определяется сечением     токоведущей жилы, ее материалом, количеством жил,  типом изоляции и условиями прокладки, А; 
 

      I_р =Р_ном/√3 · U ·cosφ,                                                                           (26)

      

                      I_р =11/√3 · 0,38 · = 21А, 
 

    Данному току соответствует провод АПВ сечением 4 мм² с                            I_доп = 28 А [7, табл. 1.3.5]

2. Проверяем выбранное сечение по допустимым потерям напряжения:

 
 

            ∆U_доп ≥ ∆U_р  (27) 
 

где ∆U_доп – допустимые потери напряжения, ∆U_доп = 5%

      ∆U_р – расчётные потери напряжения, % 
 

∆U_р%  =  10⁵ · Р_ном · L (r_o + x_o  tg φ)/ U _ном²                                                             (28) 

                                                            

где L – длина проводника, км;

     r_o - активное сопротивление 1км проводника,  r_o = 3,12Ом/км, [8, табл. 2-5];

    x_o - реактивное сопротивление 1км проводника, x_o = 3,12Ом/км, [8, табл. 2-5];                                                                                                                                                            

    ∆U_р%= 10⁵ · 11 · 0,012 · (3,12 + 0,073 · 0,75) / 380² = 0,28 %

т.к. и ∆U_р < ∆U_{доп ,} то сечение 4 мм² соответствует допустимым потерям напряжения.

    В  качестве аппарата защиты выбираем предохранитель по

следующим условиям: 
 

U_ном.пр >  U_ном ,                                                                      (29)

I_ном.пр  > I_р ,                                                                            (30)

I_пл.вс >  I_пик / α,                                                                       (31) 
 

где U_ном.пр – номинальное напряжение предохранителя, В;

       I_ном.пр  - номинальный ток предохранителя, А;

       I_пл.вс – номинальный ток плавкой вставки, А;

       I_пик – пиковый ток, А;

       α – коэффициент, учитывающий  условия пуска, α = 2,5 [3, табл. 6.3] 
 

                       I_пик = К_п ∙ I_{р ,}                                                                                                                     (32) 
 

  где К_п – кратность пускового тока по отношению к току нормального    режима, Кп = 5 [3];

                           I_пик = 21∙5 = 105А

U_ном.пр >  380В ,                                                                            (33)

                       I_ном.пр  > 21А ,                                                                                (34)

I_пл.вс >  105/2,5 = 42А ,                                                                  (35)

     Выбираем предохранитель ПН-2     I_ном=100А    I_пл.вс=50А.

    Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию: 

I_доп ≥ К_з ∙ I_з ,                                                                                  (36)

                                          

где  К_з – кратность допустимого тока проводника по отношению к току срабатывания аппарата защиты, К_з=1 [3, табл. 6.5];

  I_з – ток срабатывания защиты, I_з=50А.                    

    т.к. 28 < 1 ∙ 50, то провод не соответствует аппарату защиты поэтому выбираем провод АПВ-16мм², I_доп = 60А [7, табл. 1.3.5]

    Расчёт  для группы электроприёмников  покажем на примере ШР-1.

    В   соответствии  с  условием  (24)  I_р = 34,4А.  Выбираем    провод             АПВ-10мм² [7, табл. 1.3.5].

    По формуле (28) находим:

                      ∆U_р%= 10⁵ · 17,8 · 0,05 · (3,12 + 0,073 · 0,75) / 380² = 2 %,

   Провод АПВ-10мм² соответствует допустимым потерям напряжения, т.к. ∆U_р=2%≤∆U_доп=5% [7]

    В  качестве аппарата устанавливаем  предохранитель 

    Находим  пиковый ток: 
 

        I_пик = I_р – К_и ∙ I_нб + I_{пуск.нб}                                                                              (37)

                  

где I_пик – пусковой ток наибольшего электроприёмника  

      I_пик = 34,4 – 0,65 ∙ 20,8 + 140 = 124,9  

   По условиям (29), (30), (31) выбираем предохранитель ПН-2  I_ном.пр  =100А , I_пл.вс =50А,

    Проверяем предохранитель по селективности, однолинейная схема ШР-1 дона на рис. 2 
 

                                                        

                                                          Рис. 2 

   Предохранитель на вводе не селективен,  поэтому  выбираем  предохранитель ПН-2  I_ном.пр  =100А , I_пл.вс =80А

    Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию (36), т.к. 34,4 ≤ 1 ∙ 80, то провод не соответствует аппарату защиты,  поэтому находим,  что данному  предохранителю  соответствует   провод  АПВ-35мм² [7, табл. 1.3.5].