8. Выбор числа, мощности и места размещения трансформаторных гпп и цеховых тп

Для удобства эксплуатации СЭС следует выбирать не более 2-3 стандартных мощностей основных трансформаторов.

В целях удешевления ГПП напряжением 35-330 кВ применяют схемы без установки выключателей на стороне высокого напряжения.

Число трансформаторов на ТП определяется требованиями надежности электроснабжения объекта (если 1 категория – то минимум 2 трансформатора с резервированием по высокой и низкой стороне).

Ориентировочно рациональную мощность трансформатора подбирается по плотности максимальной нагрузки, которая определяется по формуле: , где- расчетная нагрузка цеха, кВА;- площадь цеха, м². Предварительно выбираем минимально возможное число цеховых трансформаторов Н_о, исходя из предположения, что в сети НН будет осуществлена полностью компенсация реактивной мощности, т.е. до cоs  = 1, и тогда принимая S = P, находим Н_о = Р_рн / ( S_т.ном ), где S_т.ном - номинальная мощность одного трансформатора, выбираемая ориентировочно по плотности нагрузки ; кВА (по таблице);  - коэффициент загрузки трансформатора, принимаемый для нагрузок 2-й и 3-й категории равным 0,9-0,95, а для 1-й категории - 0,65-0,7; Р_рн - расчетная активная нагрузка цеха до 1000 В, кВт. Затем H₀ округляем до ближайшего целого числа.

Мощность трансформаторов ГПП подбирается по полной мощности питаемого предприятия. Количество трансформаторов – 2, коэффициент загрузки К_з  0,5-0,8 в нормальном режиме и К_з  1,4 - в аварийном. Место расположения ГПП определяется, исходя из картограммы нагрузок предприятия (см. вопрос 34) и расположения высоковольтных двигателей и печей.

9. Цеховые электрические сети (классификация, выбор сечений, защита)

Классификация. Электрические цеховые сети выполняются радиальными, магистральными и смешанными.

Внутрицеховые сети до 1 кВ выполняются кабельными проводниковыми материалами, а также шинопроводами, проложенными открыто, на кронштейнах, в специальных коробках, а также проложенными в газопроводных или пластиковых трубах в зависимости от окружающей среды данного помещения.

Питание передвижного транспорта осуществляется гибким, в резиновой оболочке кабелем или специальными троллейными линиями.

Большое преимущество для цеховых сетей получили комплектные шинопроводы, состоящие из отдельных элементов, называемых секциями (3-5 шин, заключенных в оболочку, закрепленные с помощью изоляторов).

Выбор сечений. Производится по показателям:

1. по нагреву расчетным или длительно допустимым током;

2. по нагреву от кратковременного появления дополнительного тепла, вызываемого токами КЗ;

3. по потере напряжения в проводах и жилах кабелей, от проходящего тока в аварийном режиме, а также в нормальном режиме от номинальных токов;

4. по механической прочности, т.е., устойчивости к механическим нагрузкам;

5. по экономической плотности тока.

По экономической плотности рассчитывают провода и жилы кабелей напряжением выше 1 кВ и проверяются на термическую и динамическую прочность. Провода и жилыU ниже 1 кВ выбираются по длительно допустимому или рабочему току. Выбранные сечения также проверяются на термическую и динамическую прочность.

Выбор сечения по экономической плотности тока выбирается по формуле . Экономическая плотность тока зависит от нескольких факторов:

1. от числа часов использования максимума нагрузки;

2. от материала проводника;

3. от места установки данного проводника (земля/воздух);

4. от географического расположения места;

5. от материала изоляции (голый проводник/изоляция).

Выбор сечения по потере напряжения

Принимают допущения: углы сдвига фаз векторов тока отдельных нагрузок отсчитывается от одного и того же вектора тока или напряжения в номинальном значении напряжения приемника без учета действительного изменения напряжения по всей длине данной магистрали. Для этого принимают разветвленную магистраль, выполненную проводником или кабелем, и определяют токи в этих ответвлениях:

, ,.

Для данного случая потеря напряжения определяется:

, где k – число ответвлений в данной сети.

В трехфазной сети значение имеет междуфазные потери напряжения: .

После выбора сечения, проводники и жилы проверяются на термическую и динамическую стойкость:

Температуру нагрева кабеля при нормальном режиме работы определяют: , где- температура окружающей среды,- допустимая температура при нормальном режиме работы (около 60⁰С), - расчетный (рабочий) ток нагрузки,- допустимый ток для данного сечения.

Проверка выбранного сечения по термической стойкости токами КЗ производится по следующей формуле: , где- расчетный коэффициент, определяемый ограничением допустимой температуры нагрева жил кабелей,- установившийся ток КЗ,- приведенное время КЗ, определяемое по номограммам.

Кабели, защищаемые плавкими предохранителями, на термическую стойкость не проверяются.

Защиту цеховых электросетей выполняют автоматическими выключателями, предохранителями и рубильниками. Плавкой предохранитель представляет собой искусственно ослабленное звено электросети, который расплавляется при возрастании тока.

Более дорогое и совершенное исполнение защиты – автоматические выключатели, обеспечивающие многократность действия, выдержку времени срабатывания, селективность. Любой автоматический выключатель имеет расцепитель, состоящий из 2 элементов: нагревательного (биметаллическая пластина) и электромагнитного, осуществляющего токовую отсечку без выдержки времени. Автоматические выключатели выпускаются на токи 10А – 4 кА. Для любого типа расцепителя номинальный ток выбирают из условия , или. Расчетный (рабочий) ток сети по условиям перегрузки принимается из расчета, что, где- коэффициент, зависящий от длительности пуска, принимается по таблице. Для автоматических выключателей, имеющих только электромагнитный расцепитель, ток уставки срабатывания ограничивается значением, где- допустимый ток проводника. Для автоматических выключателей с нерегулируемым расцепителем и обратно зависимой характеристикой.