Электроснабжение цеха

 

 

   1.3.3. Выбор числа и мощности  цеховых трансформаторов и компенсирующих  устройств

 

В промышленных электроустановках рост потребления  реактивной мощности опережает рост активной мощности, поэтому на предприятиях имеет большое значение компенсация реактивной мощности и является одним из важнейших пунктов повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения качества электроэнергии.

 

Выбор трансформаторов  для ТП

 

 ;

 

 ,

 

где Р_max - максимальная низковольтная нагрузка цеха с учетом     

     осветительной, кВт;     

    К_зт - коэффициент загрузки трансформаторов;

    N - количество трансформаторов.

 

Для установки на ТП намечает 2 варианта

1 вариант: 2ĥ400 кВА;

2 вариант: 1ĥ630 кВА.

 

Реактивная  мощности, которую целесообразно  передать через выбранный трансформатор по 1 варианту

 

 ;

 

Мощность НБК по первому этапу расчета

 

- квар ;

 

      Отрицательное значение мощности означает, что установка конденсаторов не требуется и .

 

,

 

где - расчетный коэффициент, определяемый по кривым в зависимости.

 

     НБК вообще не требуется.

 

Реактивная  мощность, которую целесообразно  передать через трансформатор по 2 варианту

 

;

   

      Мощность НБК по второму этапу расчета

 

Q_нк1= 259,1-241= 18,1 квар ;

 

Дополнительная  мощность НБК по второму этапу расчета

     

      По кривым определяем расчетный коэффициент в зависимости от параметра К_Р1=14 при трехсменной работе цеха и К_Р2=20 по таблице, при длине кабельной линии 1,5 км.

 

Q_НК2 =259,1- 18,1- 0,34 ĥ1 ĥ630= 26,8 квар ;

 

Принимаем мощность конденсаторной батареи Q_нк=44,9 квар .

 

Принимаем к установке комплектную конденсаторную установку УК-0,38-54 на 54 квар стоимостью 0,55 тыс. руб.[17, табл. П2].

 

 

 

1 вариант

 

Выбираем два трансформатора типа ТСЗ-400/10 стоимостью 6,76 тыс. руб. [5, табл. 3.3].

 

Технические данные трансформаторов

 

∆Р_х.х=1,3 кВт;

∆Р_к.з=5,4 кВт;

∆I_х.х=3%;

∆U_к=5,5%.

 

Капитальные затраты по 1 варианту

 

К₁=6,76 тыс. руб. ;

 

Стоимость потерь электроэнергии в трансформаторе

 

     

0,82 тыс. руб. ,

 

где С_о - стоимость электроэнергии, руб/кВтĥч;

    п - число трансформаторов;

     К_э - экономический эквивалент реактивной мощности, кВт/квар;

      Т_в - время работы трансформатора в году, ч;

    К_зт - коэффициент загрузки трансформатора;

     - время потерь, ч.

     

Стоимость амортизационных отчислений

С_а1=Р_а

тыс. руб.,

 

где Р_а - норма амортизационных отчислений, %.

 

Полные  эксплуатационные расходы

 

С_э1=С_пт1+ С_а1=0,82+0,42=1,24 тыс. руб. ;

 

 

Общие ежегодные затраты

 

З₁=

;

 

2 вариант

 

Выбираем конденсаторную установку типа УК-0,38-54 на 54 квар стоимостью 0,55 тыс. руб. и трансформатор типа ТСЗ-630/10 стоимостью 4,2 тыс. руб. [5, табл. 3.3].

 

Технические данные трансформатора

 

∆Р_х.х=2кВт;

∆Р_к.з=7,3кВт;

∆I_х.х=1,5%;

∆U_к=5,5%.

 

Капитальные затраты по 2 варианту

 

К₂=4,2+0,55=4,75 тыс. руб. ;

 

 

0,54 тыс. руб. ;

 

Стоимость потерь электроэнергии в конденсаторах

 

 тыс. руб.,

 

где  - удельные потери активной мощности конденсаторов напряжением   

        0,38кВ/квар [17, табл. П2].

 

С_а2 = тыс. руб. ;

 

С_э2 =0,54+0,0028+0,29=0,83 тыс. руб. ;

 

З₂= тыс. руб. .

 

Т.к. ежегодные затраты по 1 варианту меньше чем по 2 варианту, то принимаем к установке ТП два трансформатора типа ТСЗ-400/10.

 

      1.3.4 Расчет и выбор распределительной силовой сети цеха и ее защита с составлением сводной таблицы

 

Длительный  ток станка для сверления щек

 

 ;

 

Кратковременный ток линии

 

I_кр=5

I_дл= 5 52,5 =262,5А ;

 

По [4, табл.2.7] выбираем провод АПВ 16 мм² с I_{норм.доп}=60А              т.к. I_{норм.доп}=60А > I_дл=52,5А, то сечение выбрано правильно.

 

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя 

 

;

 

По [2, табл. 11.1] выбираем предохранители НПН с I_{ном.вст}= 120 А.

 

Проверяем линию по условию

 

I_{норм.доп}  ≥  к_зI_з ,

 

где к_з = 0,33 - коэффициент запаса для плавких вставок;

    I_з - ток защиты ( номинальный ток плавкой вставки предохранителя).

 

I_{норм.доп}=39,6А ≥  к_зI_з=27,5 А .

 

Делаем  вывод, что провод и предохранитель выбраны правильно. Результаты расчетов питающих линий для других двигателей сводим в таблицу 4.

 

 

 

 

 

                                                                          Таблица 4

                             Расчет и выбор питающих линий и предохранителя

№ по плану	Наименование  станка	Кол.	Рном.,    кВт	I,А		Сечение кабеля, мм2(АПВ)	Iдоп, А	Тип защитного  аппарата	Iном.пред., А	Iном.вст
				Iдл	Iкр
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1…5     6,7   7…12     13…17   17,18     19…24     25       25,26       27…31       32…37     38     39…42   43,44   45,46     47…50       51   52	Станки для  сверления щек   Станки для  заточки пил Станки для  опиловки щек   Станки торцовочные Линии по изготовлению матов Станки для  изготовления матов Реактор – смеситель     Сварочные станки     Настольно – сверлильные станки   Тельферные  линии   Тельфер бункера  щепы   Краны – балки   Гидрофильтры   Станки двухпильные   Станки для сверления центрального отверстия Пресс мечанический Станок ленточно - пильный	5   2   6     5   2     6     1       2       5       6     1     4   2   2     4       1   1	12,5     9,5   8,5     22   30     15,2     6,5       20       15       4     2,8     20   5,5     12,4   15,7       10,5   12,5	52,5     24,6   28,7     57,1     77,9     39,4     21,9       56,2       42,2     12,9 8,4   9,4     35,5   15,5     32,2   40,8       27,2   42,2	262,5     123   143,5     85,5     389,5     197     109,5       281       211     64,5 42   47     -   77,5     161   204       136   211	3 16     3 4   3 6     3 16     3 25     3 10     3 4       3 16       3 10     3 2,5 3 2,5   3 2,5     3 10   3 2,5     3 10   3 10       3 6   3 10	105     28   32     60     80     47     28       60       47     19 19   19     47   19     47   47       32   47	НПН     ПН2   ПН2     ПН2     ПН2     ПН2     ПН2       ПН2       ПН2     ПН2 ПН2   ПН2     ПН2   ПН2     ПН2   ПН2       ПН2   ПН2	120     100   100     250     250     100     100       250       100     100 100   100     100   100     100   100       100   100	120     60   60     120     200     80     60       120       100     30 30   30     80   40     80   100       60   100
52   54 55   56,57   58   59     60,61   62   63 64   65 66   67   68   69   70     71     72	Станок рейсмусовый Мостовой кран Козловой кран   Станки строгальные Пресс «ГАРО»   Станок продольно – пильный Станки торцовочные Отрезные станки Точило Станок токарный Электролебедка Лесосушильная установка Зубонасечной  станок Кран портальный Кран консольный Горизонтально – сверлильный станок Станок точильно – шпефовальный Зоточной станок	1   1 1   2   1   1     2   1   1 1   1 1   1   1   1   1     1     1	17,3   3,8 25   2,5   3   12     3,2   3,8   1,5 3   15 18   2,2   174   6   4     3,2     2,5	52,5     24,6   28,7     57,1     77,9     39,4   21,9 56,2   42,2 12,9   8,4   9,4     35,5   15,5     32,2   40,8	262,5     123   143,5     85,5     389,5     197   109,5 281   211 64,5   42   47     -   77,5     161   204	3 16     3 4   3 6     3 16     3 25     3 10   3 4 3 16   3 10 3 2,5   3 2,5   3 2,5     3 10   3 2,5     3 10   3 10	105     28   32     60     80     47   28 60   47 19   19   19     47   19     47   47	НПН     ПН2   ПН2     ПН2     ПН2     ПН2   ПН2 ПН2   ПН2 ПН2   ПН2   ПН2     ПН2   ПН2     ПН2   ПН2	120     100   100     250     250     100   100 250   100 100   100   100     100   100     100   100	120     60   60     120     200     80   60 120   100 30   30   30     80   40     80   100

 

 

1.3.5 Расчет и выбор магистральной силовой сети цеха и ее защиты

 

      Расчет кабельной линии для РП1

 

      Т.к. условия прокладки нормальные, то расчет ведем по следующим условиям

 

I_{норм.доп} ≥ I_дл ;

I_{норм.доп} ≥ к_з I_з ,

 

где I_{норм.доп}- допустимый ток выбранного кабеля;

   I_пл- длительный ток в линии;

   к_з- коэффициент защиты=1 (для автоматов с комбинированной защитой);

    I_з- ток защиты (номинальный ток расцепителя автомата).

 

      Условия выбора автомата

 

I_ном.р ≥ I_дл=27,4 А ;

I_ном.р ≥ I_крĥ1,25=238 А ;

I_кр= I_кр.нб+(nĥI_дл.пот)=191,1 А ;

По[4,табл.2,22] выбираем автомат А3710Б с I_{ном.авт}=40 А и I_ном.р=32 А.

Проверяем автомат на ложность срабатывания

 

I_отс=10 I_ном.р=10ĥ32=320 А ≥ 1,25 I_кр=238 А ;

Следовательно, ложного срабатывания не произойдет.

 

 

Выбор сечения кабеля

 

I_{норм.доп} ≥ 27,4 А ;

I_{норм.доп} ≥ 1ĥ32=32 А .

Выбираем  кабель марки ААБГ сечением 10мм² с I_{норм.доп}=47 А и, что ≥ I_расч=32 А

Для других РП расчет аналогичен, результат заносим в таблицу 5.

 

                                                                        Таблица 5

                                       Расчет токов и выбор автомата  и кабеля 

№	Обозначение РП	Расчетные данные		Автомат				Кабель
		IР,А	IКР,А	Тип	IНОМ,Р,А	IН.АВТ,А	IОТС	Марка	Сечение	IДЛ.ДОП
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	РП1 РП2 РП3 РП4 РП5 РП6 РП7 РП8 РП9 РП10	27,4 86,8 82,6 54,1 94,7 70,7 36,6 104,9 134 26,2	191,1 460,3 391 310 602,7 463,8 320 420,1 659,6 259,2	А3710Б А3710Б А3710Б А3710Б А3710Б А3710Б А3710Б А3710Б А3710Б А3710Б	32 100 100 63 100 80 40 125 160 32	40 160 160 80 160 80 40 160 160 40	320 1000 1000 630 1000 800 400 1250 1600 320	ААБГ ААБГ ААБГ ААБГ ААБГ ААБГ ААБГ ААБГ ААБГ ААБГ	3ĥ10 3ĥ25 3ĥ25 3ĥ10 3ĥ25 3ĥ16 3ĥ10 3ĥ35 3ĥ50 3ĥ10	47 125 125 65 125 90 65 135 165 47

 

 

     1.3.6 Расчет питающих кабельных линий

 

Расчетный ток

;

 

Сечение кабеля по экономической плотности  тока

,

где - экономическая плотность тока.

 

По [2,табл.4.7] выбираем несколько вариантов кабелей  так чтобы

 I_доп ≥ I_расч .

S₁ = 16 мм² с I_доп = 75 А;

S₁ = 25 мм² с I_доп = 90 А;

S₁ = 35 мм² с I_доп = 115 А.

По  условию нагрева сечения удовлетворяют

;

Экономически  целесообразное сечение кабеля определяется в результате составления приведенных  затрат для линий разного сечения.

 

1 вариант

 

Кабельная линия  с кабелем марки ААБГ сечением 16 мм², стоимостью 1,75 тыс. руб./км, потери мощности 39 кВт/км.

 

Коэффициент загрузки линии

 

;

Потери  активной мощности в линии

,

где - номинальные потери мощности в линии, кВт;

     l - длина кабельной линии, км.

 

Годовые потери и их стоимость

 

;

 

тыс. руб. ,

 

где Т - количество часов работы в год, ч ;

     с₀ - стоимость электроэнергии, руб/кВтĥч.

 

Капитальные затраты на сооружения

тыс. руб. ,

где - стоимость 1 км кабельной линии, руб.

Амортизационные отчисления

 

тыс. руб. ,

 

где = 3% - норма амортизационных отчислений по [4,табл.4.1].

 

Годовые эксплуатационные расходы

 тыс. руб. ;

Приведенные затраты

 тыс. руб. ;

Для остальных вариантов расчет аналогичен. Результаты сводим в таблицу 6.

 

                                                               Таблица 6

                                                    . Выбор питающих кабельных линий

Кол. линий	Сечение кабеля	∆Рн , кВт/км	kз	∆Рл , кВт	∆W, кВтĥч	К, тыс.руб.	Сп , тыс.руб.	Са , тыс.руб.	Сэ , тыс.руб.	Зп , тыс.руб.
2   2   2	3ĥ16   3ĥ25   3ĥ35	39   40   42	0,197   0,164   0,128	2,27   1,6   1,03	9840,45   6936   4465,05	5,25   5,67   6,21	0,139   0,098   0,063	0,157   0,17   0,186	0,29   0,26   0,25	0,95   0,96   1,06