Электроснабжение гранитной мастерской

nэ = F (n, m, Ки.ср., Рн) = F (15 – 7,1 – 0,17, переменная)

n =9, т=18, Ки.ср.=0,15

п1=45*0,5=22,5

п1=1

Приемников  с единичной мощностью больше или равно 22,5 – один. Следовательно п1=1.

п*=1/9=0,11

Р^*= 45/86,7=0,52

nэ = пэ*n;

пэ* по таблице 1.5.4

пэ*=0,61

nэ= 0,61*9=5,49

nэ=5,49

для ШР-1 рассчитывается аналогично.

ШС-1

n =6, т=2, Ки.ср.=0,76

6 3         0,760,2 2<3

пэ не определяется.

Определяем  максимальную активную нагрузку Рм, максимальную реактивную нагрузку Qм, максимальную полную нагрузку Sм результаты заносим в Таблицу 3 колонка 15,16,17.

 

Рм = Км×Рсм

Рм = 7,65×2,64=20,2 кВт

Qм = Км’×Qсм

Qм = 1,1×8,9=9,8 квар

Sм =

Sм =

Для остальных Рм, Qм, Sм электроприемников считается аналогично.

Результат заносится в колонки 16,17,18 (таблица 3) соответственно.

Определяется  ток на РУ, результат заносится  в колонку 19 (таблица 3)

 

 

Определяется  ток на ШРА – 1, результат заносится в колонку 19 (таблица 3)

ШР1-ШС 1 рассчитывается аналогично.

Найдём общую нагрузку Рм, Qм, Sм электроприемников по ШНН.

По империческим формулам   определяются потери в трансформаторе, результаты заносятся в колонки 16, 17, 18 (таблица 3), но без компенсации реактивной мощности

Рт = 0,02Sм (н. н.),

Qт = 0,1Sм (н.н.),

Sт =

.

Рт = 0,02 кВт

Qт = 0,1 квар

Sт = квар

Определяем  удельную нагрузку на единицу площади  цеха:

, 

где S в.н. – мощность, необходимая для питания всех источников цеха, кВ·А;

                 F ц– площадь цеха, м².

 

Номинальная мощность трансформатора выбирается по формуле:

 

 

Выбираем  трансформатор ближайший больший  мощности – 100 КВА.

Двух трансформаторные подстанции проверяются на аварийный режим  работы, когда где Sрå - полная расчётная мощность трансформатора в кВ·А.

   один из трансформаторов  выйдет из строя по формуле:

1,4Sн.т.≥ Sрå ,

140 109,7

Условие  выполняется.

Выбираем  следующий трансформатор

 ТМ-100-10/0,4.

Наибольшая реактивная мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ определяется по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2. Расчет силовой питающей и распределительной сети при U=380V с выбором сечения проводов, кабелей и аппаратов защиты

 

 

 

Рис. 2 Примерная  схема электроснабжения

Аппараты  и проводники первичных цепей  должны удовлетворять следующим  требованиям:

-соответствию  окружающей среды и роду установки;

-необходимой  прочности изоляции для надежной  работы в длительном режиме и при кратковременных перенапряжениях;

-допустимому  нагреву токами длительных режимов;  стойкости в режиме короткого замыкания;

-технико-экономической  целесообразности;

-достаточной  механической прочности;

-допустимым  потерям напряжения в нормальном  и послеаварийном режимах.

Марку и  сечение провода выбирается из условия  Iдл до Iр.

Из исходных данных известно мощность потребляемая компрессорной установкой Р_н равна 45 кВт.

Из расчетов известно S_м т.е. полная максимальная мощность равна 17,3 кВА.

Из сводной  ведомости известен ток расчетный  I_р  равен 31,4 А.

Iдл 45 31,4 А

Определяем  активное R и индуктивное X сопротивление по формуле.

R=R₀*L

X=X₀*L

Где X₀ и R₀ табличные данные Значение удельных сопротивлений кабелей, проводов.

По справочнику  выбираем марку провода: возьмем АВВГ-1*×4.

Прокладываем  кабель в трубе.

Предохранители  выбираются согласно условиям:

I_уст ≥ I_дл –для линии без ЭД;

I_уст ≥ I_п /1,6 – для линии с ЭД и тяжелым пуском;

I_уст≥ I_п /2,5 – для линии с ЭД и легким пуском:

Насосы  системы охлаждения АТ. Из исходных данных известно мощность потребляемая компрессорной установкой Р_н равна 45 кВт, н = 7.

Из расчетов известно S_м т.е. полная максимальная мощность равна 17,3 кВА.

Iр = 31,4 А

I_уст = = 31,4 х7/2,5 = 87,9 А

I_уст 100 ≥ 87,9 по условию выбираем предохранитель марки ПР-2-60 где      

 I_уст =100А.

Автоматы  выбираются согласно условиям:

I_н.а ≥ I_р ;

U_н.а ≥ U_c ;

I_р ≥ I_дл –для линии без ЭД;

I_р ≥ 1,25 I_дл  - для линии с одним ЭД;

Определяем  ток электоромагнитного расцепителя по формуле:

I_эл.дин ≥1,2 I_пус

Полировальный станок.

Рн = 2,6 кВт

Iр=5,1 А

 I_нр ≥ 1,25*5,1=6,4 А

  I_н.а 106,4 А

I_эл.дин =1,2хIп

I_эл.дин = 1,2х5,1х7=42,8 А

I_эл.дин 10042,8 А

По условию  выбираем автомат АЕ-2443.

Все остальные  выбираем аналогично.

Определяем  кабель на потерю напряжения. Берем  наиболее мощные потребители или наиболее удаленные. Расчет проведем по токам участка.

 

где – потеря напряжения,%;

      Vн – номинальное напряжение;

      l – расстояние от начало ответвления;

      rх0 – удельные активное и индуктивное сопротивления.

Должно  выполнятся условие  10% от Vном.

Самым мощным приемником на ШРА 1 компрессорная установка

Рн = 45 кВ.

 

0,05%10%

что удовлетворяет  силовым нагрузкам. Остальные расчеты  сведены в таблицу 7.

 

 

 

 

 

 

2.3 Выбор средств компенсации  реактивной мощности с определением  их типа, места подключения к  схеме и места установки

 

Компенсирующее  устройство (КУ) используется для компенсации  емкостных токов в электрических сетях 6, 10 кВ трехфазного тока частотой 50 Гц. Применение КУ в электрических сетях промышленных предприятий, городов и районов позволяет существенно повысить надежность работы высоковольтного оборудования при возникновении однофазных замыканий на землю и, следовательно, улучшить качество электроснабжения потребителей. Из практики компенсирующее устройство устанавливают или у самого мощного ЭП или по центру.

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать:

-расчетную  реактивную мощность КУ;

-тип  компенсирующего устройства;

-напряжение  КУ.

Расчетную реактивную мощность можно определить из отношения:

Q_пот =  Q_р - Q_мах =44,9-134,7=- 89,8 кВАр

Qпот – реактивная мощность компенсирующего устройства;

Qр – расчетная реактивная мощность;

Qmax –реактивная мощность в режиме максимальных нагрузок.

Значение  Qр и Qmax рассчитаны ранее и приведены в таблице 3.

Компенсирующее  устройство не требуется.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4. Обоснование  выбора схемы  электроснабжения, при U=6/10кВ и схема ТП.

 

Рис.3 Примерная  схема электроснабжения

На небольших  и средних предприятиях, а также  на второй и последующих ступенях электроснабжения крупных предприятий  распределение электроэнергии осуществляется в основном по кабельным линиям 6-10 кВ. Воздушные линии сооружаются редко на малозагруженных участках территории, например на периферийных.

Имеются две  основные схемы распределения энергии  — радиальная и магистральная, но часто на разных ступенях электроснабжения применяются и смешанные схемы. Та или другая схема применяется в зависимости от числа и взаимного расположения цеховых подстанций или других электроприемников по отношению к питающему их пункту. При этом учитываются также стоимость разных вариантов, расход кабеля, способы выполнения сети и др. Обе эти схемы при надлежащем их выполнении можно применять для обеспечения надежного питания электроприемников любой категории.

Радиальные  схемы распределения электроэнергии применяются главным образом  в тех случаях, когда нагрузки расположены в различных направлениях от центра питания. Они могут быть двухступенчатыми или одноступенчатыми. Одноступенчатые схемы применяются главным образом на малых предприятиях, на которых распределяемая мощность и территория невелики. На больших и средних предприятиях применяются как одноступенчатые, так и двухступенчатые схемы. Одноступенчатые радиальные схемы на таких предприятиях применяются для питания крупных сосредоточенных нагрузок (насосные, компрессорные, преобразовательные агрегаты, электропечи и т. п.) непосредственно от центра питания (ГПП, ТЭЦ и т. п.), а для питания небольших цеховых подстанций и электроприемников высокого напряжения применяются двухступенчатые схемы, так как нецелесообразно загружать основные энергетические центры предприятия (ГПП, ТЭЦ) большим числом мелких отходящих линий.

При двухступенчатых  радиальных схемах применяются промежуточные  РП, от которых и питаются распределительные сети второй ступени. Вся коммутационная аппаратура устанавливается на РП, а на питаемых от них цеховых подстанциях предусматривается преимущественно глухое (без выключателей, разъединителей и других коммутационных аппаратов) присоединение трансформаторов. Иногда применяется выключатель нагрузки или разъединитель. От каждого РП питаются обычно четыре-пять цеховых подстанций. Для эффективного использования РП его мощность выбирается таким образом, чтобы питающие его линии, выбранные по току короткого замыкания, были полностью загружены (с учетом послеаварийного режима).  Число отходящих линий от РП, как правило, должно быть не менее восьми—десяти.

Радиальные  схемы с числом ступеней более  двух громоздки и нецелесообразны, так как при этом усложняется  коммутация и защита; иногда они  применяются при развитии предприятия  и при необходимости добавления новых подстанций или для питания  отдельных периферийных подстанций.

При радиальных схемах широко применяется секционирование  всех звеньев системы электроснабжения от ГПП и ТЭЦ до сборных шин низкого напряжения цеховых подстанций и цеховых силовых распределительных пунктов. На секционных аппаратах предусматриваются несложные схемы АВР. Это значительно повышает надежность питания. Крупные подстанции и РП питаются не менее чем двумя радиальными линиями, которые обычно работают раздельно, каждая на свою секцию; при выходе из работы одной из них другая автоматически берет на себя всю нагрузку электроприемников 1-й и 2-й категорий. Если каждая линия не рассчитана на полную мощность всей подстанции, то применяются меры к разгрузке подстанции от неответственных потребителей на время послеаварийного режима.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5. Расчет нагрузки при U=6/10кВ и линий питающих цеховую ТП.

Для расчета электроснабжения по высокой стороне принимаемое 10кВт как наиболее экономичное то есть снижает потери в линии так как нагрузка 2 и 3 категории.

Согласно  заданию узловая распределительная  подстанция состоит из двух автотрансформаторов ОРП обслуживается и имеет объединенный пункт управления.  Подстанцией называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов, распределительных устройств, устройств управления, зашиты и измерения.

В зависимости  от потребляемой мощности и удаленности  от источника питания различают следующие виды подстанций: узловая распределительная: главная понизительная; глубокого ввода; трансформаторный пункт.

Узловой распределительной подстанцией (УРП) называется центральная подстанция на напряжение 110... 220 кВ, получающая электроэнергию от энергосистемы и распределяющая ее (без трансформации или с частичной трансформацией) по подстанциям глубокого ввода напряжением 35...220 кВ на территории предприятия.

Главной понизительной подстанцией (ГПП) называется подстанция на напряжение 35...220 кВ, получающая питание непосредственно от районной энергосистемы и распределяющая электроэнергию при более низком напряжении по всему предприятию.

Подстанцией глубокого ввода (ПГВ) называется подстанция на напряжение 35...220 кВ, выполненная  обычно по упрощенным схемам коммутации на стороне первичного напряжения, получающая питание непосредственно  от энергосистемы или центрального распределительного пункта данного  предприятия и предназначенная для питания отдельного объекта или группы электроустановок предприятия. Схемы электроснабжения с ПГВ, называются схемами с глубоким вводом.