Для определения реактивной мощности, которую необходимо скомпенсировать требуется знать суммарную реактивную мощность цеха с учётом освещения, а также потери в трансформаторах. Потери в трансформаторах определяем по формулам [8,стр.13]:
;
Суммарная реактивная мощность цеха с учетом освещения и потерь в трансформаторах равняется:
Для компенсации этой реактивной мощности целесообразней выбирать низковольтные конденсаторные батареи. Так как высокие капитальные затраты вкладываются в КТП, то компенсацию производим с таким расчетом, чтобы снизить мощность трансформаторов на цеховой подстанции. При компенсации с высокой стороны высоковольтными конденсаторными батареями снижаются затраты на сами установки, но мощность трансформаторов КТП получается значительная. Компенсация небольшой реактивной мощности с высокой стороны также требует больших затрат, чем компенсация с низкой т.к. требуются еще затраты на вводное устройство высокого напряжения.
Принимаем две конденсаторные установки типа КРМ-04-75 кВАр напольного исполнения [7; 04.10.17-02] табл. 4. Присоединим его к РУ НН через S93С100.
Типоисполнение установки
Мощность, квар
Номинальное напряжение Uнoм*, кВ
Номинальный ток фазы Iнoм**, А
Размеры, мм
Масса, кг
Высота
Ширина
Глубина
КРМ-0,4-50-25-20
50
0,4
72,2
1010
520
320
20
Устанавливаем комплектные конденсаторные установки с низкой стороны подстанции, на каждой из секций. С учетом реактивных потерь в трансформаторах принятая мощность конденсаторной батареи почти полностью компенсирует потребляемую реактивную мощность.
Расчетная нагрузка цеха с учетом освещения, компенсации реактивной мощности и потерь в трансформаторах:
Рр= 179,42 кВт Sp= 223,60 кВА
Мощность трансформатора определим по формуле:
где n - число трансформаторов цеховой ТП, n = 2.
- доля потребителей 1 и 2 категории в общей нагрузке предприятия, = 1
- коэффициент аварийной допустимой перегрузки трансформатора, =1,4.
кВА
Выбираем два трансформатора по 160 кВА марки ТМ 160/10-У1 табл. 5 [7; 03.00.14.-03] и КТПП-160/10 [7; 03.61.02.-01]. Комплектная трансформаторная подстанция выполняется пристроенной.
Таблица 5
Тип бака
Номинальная мощность, кВ·А
Номинальное напряжение обмоток, кВ
Схема и группа соединения обмоток
Потери ХХ, Вт
Ток ХХ, %
Потери КЗ, Вт
Напряжение КЗ, %
ВН
НН
Овальный с радиаторами
160
6; 10
Y/Yн–0; /Yн–11
410
2
2650
4,5
Для цехов с нормальными условиями окружающей среды используем распределительные пункты серии ПР компании ЭТМ [5]. Они предназначены для приема и распределения электроэнергии к группам потребителей трехфазного переменного тока промышленной частоты.
Параметры выбранных распределительных пунктов сведем в таблицу 6.
Таблица 6
№ СП
Iр, (A)
Распределительный пункт
Выключатель
Серия
Iном, (A)
Тип
Iуст, (A)
СП-1
57,47
ПР8513-31-10-1XХ-21-11М
63
ВА103-4/63 - D
СП-2
44,86
СП-3
28,41
ПР8513-29-10-1XХ-21-11М
40
ВА103-4/40 - D
СП-4
38,76
СП-5
55,68
ПР8513-31-10-1ХХ-21-11М
СП-6
50,58
РУ-1
145,26
ПР8513-33-10-2XХ-21-11М
ВА103-35/160 - Д
РУ-2
135,26
Шкафы ПР8513-31-10-1ХХ-21-11М, ПР8513-29-10-1ХХ-21-11М изготавливаются навесного исполнения, с вводными выключателями серии и ВА103-4/63 – D, ВА103-4/40 - D.
Шкафы ПР8513-33-10-2ХХ-21-11М, ПР8513-33-10-2ХХ-21-11М изготавливаются напольного исполнения, с вводными выключателями серии ВА103-35/160 - Д.
Эти шкафы предназначены для распределения электроэнергии, защиты электроустановок при перегрузках и токах к.з.
Питающие низковольтные сети (от РУ до СП) выполняем кабелем АВВГ, способ прокладки в канале. Распределительные сети (от СП к отдельным электроприемникам) выполняем кабелем АВВГ в канале и в трубах. Определяется по [9, с.426, табл. 12.4]
Сечение кабелей для напряжения до 1 кВ при нормальных условиях прокладки определяется из двух соотношений:
- по условию нагрева длительным допустимым током
Iнорм.доп ≥ Iдл.;
- по условию соответствия выбранному аппарату максимально-токовой защиты
Iнорм.доп ≥ kзащ·Iзащ.,
где Iнорм.доп – допустимая токовая нагрузка для проводника, для кабелей АВВГ [6, с.19, табл.1.3.7];
Iдл – длительный расчетный ток, А;
kзащ – коэффициент защиты определяется по [4, с.204, табл. 5.9]
Iзащ – номинальный ток и ток срабатывания защитного аппарата, А.
Длительный расчетный ток определяется по формулам:
для одного приемника
,
для группы приемников
.
Проверка проводов по нагреву
В качестве СП используется силовые пункты с автоматическими выключателями. Автоматические выключатели обладают рядом преимуществ: после срабатывания автоматический выключатель снова готов к работе, в то время как в предохранителе требуется замена калиброванной плавкой вставки, увеличивающая время простоя ЭП; более точные защитные характеристики; совмещение функций коммутации электрических цепей и их защиты; наличие в некоторых автоматических выключателях независимых расцепителей и др.
Номинальный ток теплового расцепителя автоматического выключателя выбирают по длительному расчетному току линии [4, с.205, ф. 5.12]
Iт > Iдл.
Номинальный ток электромагнитного Iэл или комбинированного расцепителя автоматических выключателей выбирают также по длительному расчетному току линии [4, с.205, ф. 5.13]
Iэл ≥ Iдл.
Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя Iср.эл проверяют по максимальному кратковременному току линии [4, с.205, ф. 5.14]
Iср.эл ≥ kIкр,
где k – коэффициент учитывающий неточность при определении Iкр при разбросе характеристик электромагнитных расцепителей автоматических выключателей, k = 1,25.
Для ответвления, идущего к одиночному электродвигателю Iкр равен пусковому току электродвигателя Iп.
Пусковой ток АД с короткозамкнутым ротором определяется как [1, с.27]
Iкр = Iп = 5· Iном.
Для сварочных трансформаторов [1, с.27]
Iкр = Iп = 3· Iном.
Пиковый (кратковременный) ток для группы электроприемников определяется по формуле
Iкр = Iпик = Iпуск.макс + (Iмакс – Iном · kи),
где Iпуск.макс – наибольший из пусковых токов двигателей в группе, А;
Iмакс – максимальный расчетный ток группы электроприемников, А;
Iном – номинальный ток электроприемника имеющий наибольший Iпуск, А;
kи – коэффициент использования для электроприемника имеющего наибольший пусковой ток.
Диаметр труб находим по формуле:
где d1,d2,...,dn - наружный диаметр провода;
n1,n2,...,nn - число проводов и кабелей данного размера.
Для удобства результаты расчетов сведены в таблицу 7.
Таблица 7
Наименование участка и эл. приемника
Передаваемая мощность Рном, кВт/соsφ; Sp, кВА
Расчетные токи
Допустимый ток А
марка
Сечение, мм2
Длина, м
Способ прокладки
Диаметр трубы (мм)
Автоматический выключатель
Iдл, А
Iкр, А
Тип и номинальный ток Iном, А
Номинальный ток расцепителя Iном.р, А
16
30,00
46,51
232,55
67,0
АВВГ
3×16–1×10
18
в канале, в трубе
26
ВА201-4/63-D
23
18/0,65
42,07
210,4
50,0
3×10–1×6
12
ВА201-4/63-B
24
15/0,65
35,06
105,2
37,0
3×6–1×4
8
22
ВА201-4/31,5-B
31,5
25
11,25/0,55
31,08
155,4
5
27
до СП-1
37,83
267,84
37
в канале
--
ВА201-4/63-C
1
4,15/0,55
11,46
57,32
20,0
4 × 2,5
ВА201-4/16-B
3
14
155,39
7
3/0,6
в трубе
210,37
до СП-2
29,52
255,2
4
6
7,60
37,98
9
2,2/0,6
5,57
27,85
13
11
2,2/0,7
4,78
23,88
17
19
3/0,65
7,01
31
до СП-3
8,27
85,7
ВА201-4/40-C
30/0,98
36
19,9/0,5
60,47
302,35
28
10
1,5/0,78
2,92
14,61
1,5/0,55
4,14
20,72
10/0,65
23,37
116,87
27,0
4×4
2,2/0,8
4,18
20,89
до СП-4
12,04
341,1
32
15
33
34
35
до СП-5
19,43
211,07
5,5/0,65
12,86
64,28
5,5/0,8
10,45
52,23
30
21
1,5/0,7
3,26
16,28
29
5,5/0,55
15,19
75,97
до СП-6
33,29
Мостовой кран ПВ-25%, Q=25 т.
троллельный токопровод
136,0
ШТМ-50
по столбам
Длину кабеля определяем согласно масштабу цеха. Полную длину кабеля определяем как сумму длин согласно масштабу и 1,5 м как запас на разделку и выводы кабелей из каналов (труб) до места подключения ЭП.
Приложение №1
Пояснение выбора выключателя
Выбор выключателей произведем с помощью время-токовых характеристик
Для защиты силовых пунктов и других подключений к шинам РУ из литературы [5] выбираем автоматические выключатели серии ВА103, ВА201, предназначенных для проведения тока в нормальном режиме и отключения при коротких замыканиях, перегрузках, а также для оперативных включений и отключений электрических цепей переменного тока частотой 50 Гц напряжением 380 В.
Выключатели имеют сертификаты и соответствует требованиям ГОСТ:
1. Выключатели серии ВА103:
− Соответствуют требованиям ГОСТ Р 50030.2−99
− Сертификат № РОСС СN.МЕ86.В00100 (4211514)
– Орган по сертификации продукции электротехники АНО ЦСЭ
«НИИЭЛЕКТРОАППАРАТ», РОСС RU.0001.1ME86
2. Выключатель серии ВА201:
− Соответствует требованиям ГОСТ Р 50030.2−99
− Сертификат № РОСС СN.МЕ86.В00101 (4211565)
− Орган по сертификации продукции электротехники АНО ЦСЭ «НИИЭЛЕКТРОАППАРАТ», РОСС RU.0001.1ME86
Рис. 1 − Амперсекундная характеристика выключателя серии ВА201-В
Рис 2 − Амперсекундные характеристики выключателя серии ВА103-D
Необходимым условием корректной работы коммутационной аппаратуры в цехе является согласование рабочих амперсекундных характеристик автоматических выключателей. На рис.3 показано, что избирательность выключателей достигнута. Амперсекундные характеристики выключателей не пересекаются.
Рисунок 3− Амперсекундные характеристики выключателя серии ВА103-С
Таблица 1 Время-токовые рабочие характеристики
Начальное состояние
Тестовый ток
Пределы времени расцепления или не расцепления
результаты испытаний
Примечание
Холодный
1,1·In
T≥1h(при In≤63A)
T≥2h(при In>63 A)
без расцепления
Сразу после предыдущего теста
1,45·In
T<1h(при In≤63A)
расцепление
Непрерывное наростание тока в течении 5 сек.
2,55·In
1s<T<60s(при In≤32A)
1s<T<120s (при In>32A)
3·In
T≥0,1s
B-тип
5·In
T<0,1s
С-тип
10·In
D-тип
50·In
1. Барченко Т.Н., Закиров Р.И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие к курсовому проекту. – Томск, изд. ТПИ им. С.М Кирова, 1993.
2. Волков В.М. Электроснабжение промышленных предприятий: методические указания к курсовому и дипломному проектированию. – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2005.
3. Коновалова Л. Л., Рожкова Л. Д. Электроснабжение предприятий и установок: Учебное пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1989.
4. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий: Учеб. для студ. вузов. – М: Высш. шк., 1986.
5. Федоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. – М.: Энергия, 1979.
6. Правило устройства электроустановок. Шестое издание. Дополненное с исправлениями. – М.: Госэнергонадзор, 2000.
7. Промышленный каталог электротехнической продукции «Информэлектро».
8. Томилёв Ю.Ф., Никулин Л.Г., Селедков М.С. «Электроснабжение промышленных предприятий»: Методические указания к курсовому проектированию. – Архангельск РИО АЛТИ, 1986
9. Соколов Б.А., Соколова Н.Б., «Монтаж электрических установок»: Третье
Страницы: 1, 2, 3
