Розрахунку і вибору окремих елементів електричного обладнання системи електропостачання проектуємого об’єкту

     На  Україні найбільшим виготівником КПТ  є «Хмельницький завод трансформаторних підстанцій». Окремі елементи КПТ і електро устаткування у великому об'ємі випускає ВАТ «Запорожтрансформатор». Для живлення споживачів проектованого об'єкту вибирається КПТ «Хмельницького заводу трансформаторних підстанцій». Подстанция комплектується:

1. Шафа введення ВН – тип – кількість  2шт; апаратура: запобіжник ВН типу - ПТ; раз'єднувачі типу – РВ-10-400;
2. Силовий трансформатор тип – ТМ- – кількість  шт.
3. Шафа введення НН тип – ШНВ-5М; кількість шт. Встановлена апаратура: автомат введення НН – ; лінійний автомат- ;

 
 

     2.5  Вибір і розрахунок цехової низьковольтної мережі 

     Розробка  цехової електромережі є найвідповідальнішим  етапом проектування. При цьому повинні бути вирішені наступні питання:

• вибір схеми цехової мережі;
• вибір числа, типу і місця розташування силових розподільних пунктів, щитів, шаф і т.д.;
• розрахунок і вибір провідника введення ВН цеховий ТП;
• розрахунок і вибір всієї силової мережі від РУ НН ТП до кожного електроприймача;
• перевірка вибраних провідників по величині допустимої втрати напруги;
• розрахунок установок  автоматів розташованих в силових розподільних пунктах.

 

     Вибір схеми цехової  НВ мережі. До цехових мереж відносять силові мережі напругою 0,4кВ трифазного змінного струму і мережі загального освітлення напругою 0,22кВ. Схема мережі повинна забезпечувати надійне живлення, бути маневреною при заміні і перестановці устаткування. Виконуються прогресивними методами монтажу – шинопроводами і шиносбірками. В умовах цехів металургійного виробництва найбільш поширені наступні види електромереж.

     Радіальні схеми. В цих схемах живлення окремих електроприймачів здійснюється безпосередньо від РУ НН ТП. Ці схеми надійні оскільки пошкодження або аварія на будь-якій живлячій лінії не викликає відключення решти споживачів. Схема будується за принципом рис.2.2. 
 
 

       
 
 
 
 
 
 
 
 

     Т1, Т2 – силові трансформатори цеховий ТП;

     QF1, QF2 – автомати введення НН цеховий ТП;

     QF6 – секційний автомат;

     QF3-QF8 – лінійні автомати РУ НН ТП;

     1 – окремі могутні електроприймачі;

     2 – освітлювальний щит;

     3 – силовий щит для підключення окремих електроприймачів;

     4 – освітлювальний щиток аварійного  освітлення.

     Рис.2.3 – Радіальна схема цехової електромережі 

     Головним  недоліком радіальної схеми слід рахувати велику витрату кольорового металу на споруду мережі. В той же час радіальні схеми не виконують щинопроводами і шиносбірками, що значно ускладнює обслуговування силової мережі.

     Магістральні  схеми. Набагато простіші і економічно вигідніші радіальних. В магістральних схемах живлення окремих електроприймачів проводиться від розподільного шинопровода. Набирається з окремих секцій, можна легко міняти конфігурацію шинопровода. Це дозволяє легко виконувати перестановки устаткування, заміну його. Недоліком магістральної схеми є те, що при аварії на самій магістралі всі електроприймачі, підключені до цієї магістралі, виявляються знеструмленими. Магістральні схеми застосовують в основному на підприємствах металообробної, машинобудівної і верстатобудівельної промисловості. Тобто на підприємствах з рівномірним плануванням устаткування складається з великої кількості однотипних станів і механізмів.

     Схема «блок трансформатор-магістраль». Дана схема передбачає відсутність на цеховій ТП РУ 0,4кВ до трансформатора через автомат введення НН підключаючий живлячу магістраль виконану шинопроводом. Від цієї магістралі радіальними шинопроводами живляться окремі електроприймачі. Схема є найпрогресивнішою, проте на підприємствах металургії вона не зустрічається.

     Висновок: враховуючи спеціалізацію виробництва, вкрай не рівномірний розподіл навантажень, велика різноманітність навантажень по потужності, вибирається радіальна схема електропостачання. 

     Вибір числа, типу і місця  розташування силових щитів, пунктів, шаф. Організації електропостачання проектованого об'єкту і схеми передбачається живлення окремих електроприймачів шляхом підключення їх до силових розподільних пристроїв встановлених в приміщенні проектованого об'єкту. Розподільний пристрій підключається до РУ НН ТП. Як цехові розподільні пристрої найчастіше застосовують живлячі розподільні шафи. До них, як правило, підключаються окремі електроприймачі великої потужності на струми понад 200А. Електроприймачі на струми менше 200А підключаються, як правило, до розподільних пунктів (РП) різних серій. Найпоширенішими серіями РП в даний час є нова серія П21 і найпоширеніша серія РП-9000. ця серія РП може бути використана для підключення однофазних електроприймачів, електроприймачів постійного струму напругою до 220В і змінного струму до 380В. В РП встановлений ввідний автомат (може і не бути) і лінійні автомати серії А3100 до яких підключаються окремі електронавантаження. Автомати А3163 розраховані на підключення трифазних навантажень змінного струму з номінальним струмом до 50А.

     Автомати  А3161 – однополюсного виконання, можуть бути використані для підключення  освітлювальних навантажень постійного струму з номінальним струмом до 50А.

     Автомати  А3120 – трифазні для підключення навантажень із струмом до 100А.

     Автомати  А3130 - трифазні для підключення навантажень  із струмом до 200А.

     При виборі числа РП необхідно керуватися наступними міркуваннями:

• число РП по можливості повинне бути мінімальним;

• розташовувати РП слід так, щоб був прямий зоровий зв'язок між РП і підключеній до нього електроустаткування;
• до кожного лінійного автомата повинен підключаться тільки один вид електроустаткування;
• у кожному РП бажано залишати 1-2 резервні лінійні автомати.

     Для вибору типа РП проводиться розрахунок струмів кожного електронавантаження.

     Для електроприймачів однофазного змінного струму: 

     

     (2.48)

     Для електроприймачів трифазного змінного струму:

     

     (2.49)

     Дані  для розрахунку див. табл.2.1 і 2.2

     Робочий струм електронавантаження визначається: 

     

     (2.50)

     де  К_З – коефіцієнт навантаження, згідно даних табл.1.1.

     Максимальний  пусковий струм визначається по формулі: 

     

     (2.51)

     де  – кратність пускового струму приймається 5,5.

     Дані  розрахунку зводяться в табл.2.5.

     Табл.2.5. – Розрахунок струмів електронавантажень

 

     Вибір типа РП проводиться на підставі [2, Т.2, с.153-154].

     Висновок: дані по вибору РП заноситься в табл.2.6. 
 
 
 
 
 
 
 

     Табл.2.6. – Дані по вибору РП

 

     Розрахунок  і вибір дротів введення ВН і цеховий  ТП. Цехова ТП має два силові трансформатори, тому число введень ВН на ТП повинне бути два. Згідно ПУЕ перетин провідникової продукції в електроустановках напругою вище 1кВ вибирається по економічних показниках, тобто по економічній густині струму [1, с.85, табл.2.26].

       Як провідник для введення  ВН ТП вибирається кабель з  алюмінієвими жилами для прокладки в землі, на підставі [2, Т.1, с.489], марка АВВГ. Число жил кабелю – 3шт. Визначається розрахунковий максимальний струм введення ВН на ТП  

     

     (2.52)

     Відповідно  до табл.2.26 [1, с.85] вибирається значення економічної густини струму 

     

 

     Визначається  економічно доцільний перетин кабелю 

     

     (2.53)

     Вибраний  перетин округляється до найближчого  миньшого стандартного.

     Перевірку вибраного перетину за умов допустимого  нагріву проводити не доцільно, оскільки показує практика, перетин вибраний по економічній густині струму на 40% виходить вище ніж вибране по умові допустимого нагріву.

     Висновок: для введення ВН на ТП приймається кабель      з I_доп.=     .

     Вибір низьковольтної провідникової  продукції. Схемою електропостачання проектованого об'єкту передбачено живлення від РП розподільних щитів серії РП-9000, до яких окремими радіальними лініями підключені електроприймачі. Враховуючи виробниче призначення проектованого об'єкту, а також специфіку металургійного виробництва всі струмопровідні частини можуть піддаватися механічним діям, а також впливу агресивних рідин, лаків, фарб і т.д. По цьому струмопровідні частини і провідники повинні мати надійний захист від механічних пошкоджень і захист від агресивних речовин. Намічається прокладка провідників в металевих трубах прокладених в підлозі, по стінах з метою уніфікації провідників для прокладки вибирається три одножильні дроти марки ------. Як нульова жили, з метою економії провідникового матеріалу, використовується сталеві труби електропроводки. Матеріал жил дроти – ---------. Проводиться розрахунок і вибір перетину дротів.

     Визначається  сумарні струми підключення до кожного  РП. Дані по розрахунку сумарних струмів заносяться в табл.2.7.