Qсме= Рсме*tgf (2.14)
где tgf – показатель реактивной мощности
Qсме=1.73*1.72=2.98 квар
Рассчитаем коэффициент использования узла, Ки, который равен отношению средней активной мощности нагрузки к её суммарной номинальной мощности.
Ки =∑Рсм/ ∑Рном (2.15)
где
Рсм
–
средняя мощность ЭП, кВт;
∑Рном
суммарная номинальная мощность ЭП, кВт.
Ки =1.73/12.4=0.13
Рассчитаем эффективное число ЭП, которое необходимо знать для определения Км.
nэ=2*∑Рном/Рн.нб (2.16)
Рн.нб
мощность наибольшего ЭП в группе, Рн.нб=8
суммарная номинальная мощность ЭП, ∑Рном=12.4
nэ=2*12.4/8=3
Рассчитываем активную расчётную мощность всего узла Рр, кВт
Рр=Км*Рсм (2.17)
Км
коэффициент максимума активной нагрузки,
величина табличная, зависимость Км=f(Kи, nэ);
средняя активная мощность группы ЭП, кВт
Рр=3.2*1.73=5.53 кВт
Рассчитываем реактивную расчётную мощность всего узла Qр, квар
Qр=Км’*Qсм (2.18)
Км’
коэффициент максимума реактивной нагрузки, принимают Км’=1.1 при nэ≤10; Км’=1 при nэ>10
Qсм
средняя реактивная мощность группы ЭП, квар
Qр=1.1*2.98=3.27 квар
Рассчитываем полную расчётную мощность всего узла Sр, кВ*А
Sр=√ Pp2+Qp2 (2.19)
Sр=√5.532 + 3.262 =6.41 кВ*А
Рассчитываем максимальный расчётный ток всего узла, I, А
Iр=Sр/Uн (2.20)
Uн
номинальное напряжение сети, В, Uн=0.38 кВ.
Iр=6.41/1.73*0.38=9.86 А
Рассчитаем потери активной мощности, ∆Рм, %
∆Рм=0.02*Sм(нн) (2.21)
Sм(нн)
расчетная мощность на стороне низкого напряжения
∆Рм= 0.02 * 93.5 = 1.87 %
Рассчитаем потери реактивной мощности, ∆Qм , %
∆Qм=0.1*Sм(нн) (2.22)
∆Qм=0.1*93.5=9.35 %
Рассчитаем полные потери мощности, ∆Sм, %
∆Sм=√∆Рм2+∆Qм2 (2.23)
∆Sм=√1.872+9.352=9.53 %
Расчёт электрических нагрузок для остальных узлов электроприёмников производится аналогично и полученные результаты сводятся в таблицу 2.6
Электрическая сеть промышленного предприятия представляет собой единое целое, а потому правильный выбор средств компенсации возможен лишь при совместном решении задачи о размещении компенсирующих устройств в сетях напряжением до 1000 В и 6-10 кВ с учётом возможностей получения реактивной мощности от местных электростанций и электросистемы.
Для компенсации реактивной мощности используются батареи конденсаторов, синхронные машины и специальные статические источники реактивной мощности.
На промышленных предприятиях основные потребители реактивной мощности присоединяются к сетям до 1000 В. Источниками реактивной мощности здесь являются батарея конденсаторная (БК), а недостающая часть перекрывается перетоком из сети высшего напряжения – с шин напряжения 6-10 кВ от синхронных двигателей (СД), батарей конденсаторных (БК), генераторов местной электростанции или из сети электросистемы. Источники реактивной мощности напряжением 6-10 кВ экономичнее, но передача реактивной мощности в сеть до 1000 В может привести к увеличению трансформаторов и потере электроэнергии в сети.
Произведём расчёт и выбор компенсирующего устройства.
Определим реактивную мощность КУ.
Qк.р.=а*Рм(tgf -tgfк) (2.24)
а
коэффициент, учитывающий повышения cosf естественным способом, принимается а=0.9;
tgfk
коэффициенты реактивной мощности после компенсации, задавшись cosfk=0.92…0.95 определяем tgfk;
tgf
коэффициенты реактивной мощности до компенсации;
Рм
расчётная мощность, берётся по результату расчёта нагрузок.
Qк.р.=0.9*80(0.98-0.33)= 47 квар
По каталогу выбираем установку конденсаторную УК–0.38–50
Рассчитаем фактическое значение tgfф после компенсации реактивной мощности.
tgfф= tgf –Qк.ст/ а*Рм (2.25)
tgfф=0.98 – 50/0.9*80=0.7
Определим расчётную мощность трансформатора с учётом потерь.
Sр=0.7* Sвн (2.26)
расчётная мощность на стороне высокого напряжения
Sвн=103 кВА
Sр=0.7*103=72.1 кВА
Все полученные данные сводятся в таблицу 2.7
Таблица 2.7 – Сводная ведомость нагрузок
Параметр
cosf
Рм,
кВт
Qм,
квар
Sм,
кВА
Всего на НН без КУ
0.73
0.92
77.05
53.1
93.5
КУ
УК-50
Всего на НН с КУ
0.5
3.1
43.5
Потери
1.87
9.35
9.53
Всего ВН с КУ
80
12.45
81
2.7 Расчёт электрической сети с выбором сечения проводников, их марки, выбор коммутационно-защитной аппаратуры и конструкции, силового пункта, распределительного устройства НН
Сечение проводов линий электропередачи должно быть таким, чтобы провода не перегревались при любой нагрузке в нормальном рабочем режиме, чтобы потеря напряжения в линиях не превышала установленные пределы, и чтобы плотность тока в проводах соответствовала экономической. Условие которому должно удовлетворять выбранное сечение проводника, непревышение допустимой потери напряжения в линии. Если потеря напряжения в линии слишком велика, то с ростом силы тока нагрузки сильно снижается напряжение в конце линии, т.е. напряжение у приёмников. Из-за этого резко падает вращающий момент на валу двигателей, снижается световой поток электроламп, падает производительность электротехнических установок.
В данном проекте цеха используются кабельные линии.
Кабельные линии прокладываются в местах, где затрудненно строительство ВЛ, например в условиях стеснённости на территории предприятия, переходах через сооружения и т.п. В таких условиях кабельные линии более надёжны, лучше обеспечивают безопасность людей, чем ВЛ, и дают очень большую экономию территории.
Расчёт сечения проводов и кабелей производится по длительно допустимому току и соответствующему температурному режиму роботы.
Необходимо рассчитать сечение и выбрать марку провода каждого ЭП и группы ЭП.
Как пример выберем сечение, токарного станка, марка провода АПВ
Находим расчётный ток, Iр, А.
Iр=Рэп/Uн *сosf*η (2.27)
Рэп
номинальная мощность ЭП, кВт, Рэп=7.5
номинальное напряжение сети, кВ, Uн=0.38
сosf
табличное значение, сosf=0.5
η
коэффициент полезного действия, η=0.95
Iр=7.5/1.73*0.38*0.5*0.95=24А
Рассчитаем допустимый ток, Iдоп А, с учетом поправочного коэффициента на t˚
Iдоп.=КП 1* Iд.д (2.28)
КП1
поправочный коэффициент на t˚, КП 1=0.94
Iд.д
установленное значение допустимого тока, из таблицы,
выбирается по условию Iр≤ Iд.д. , Iд.д.=50А
Iдоп.=0.94*55=51.7А
Затем проверяем выбранный провод по условию Iр≤ Iдоп= 24≤51.7
Из таблицы выбираем провод АПВ S=16мм2 и Iдоп=51.7А
После выбора сечения производится проверка проводника по допустимой потере напряжения.
DU%= 105/Uн2 P L (ro + xo tgj) (2.29)
номинальное напряжение в сети, В
P
мощность электроприёмника, кВт
L
длина линии, км
ro, xo
величина табличная;
DU%= 105/3802*7.5*0.008(1.89+0.07*1.73)=0.14%
Если потери напряжения в линии составляет не больше или равно 5%, то сечение проводника выбрано правильно. По остальным ЭП расчёты ведутся аналогично, и полученные результаты сводятся в таблицу 2.8
Таблица 2.8 – Выбор марки и сечения проводов и кабелей
Наименование
ЭП
Марка
проводника
Сечение
мм2
Ток
расчётный
Iрасч., А
Ток допустимый
Iдоп., А
Потери напряжения
∆U%
Токарный станок
АПВ
4(1x16)
24
51
0.14
Радиально- сверлильный станок
4(1x25)
50
66
0.07
Наждачный станок
4(1x2.5)
8
18
Заточный станок
6
0.11
Сверлильный станок
4(1х16)
26
Вентилятор
4(1х35)
60
90
0.18
Кран балка
4(1х2.5)
7
0.66
Печь сопротивления
30
0.37
ЩО 1
2(1х2.5)
3
14
ЩО 2
33
1.33
РП 1
АСБГ
4(1х50)
123
155
2.02
РП 2
4(1х25)
40
70
1.15
РП 3
120
1.31
РП 4
0.3
РП 5
2(1х8)
15
34
0.03
РП 6
РП 7
0.76
РП 8
1.44
ВРУ 1
4(1х120)
238
253
1.47
ВРУ 2
244
1.54
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12