По формуле (4.17): М₁ = 1,93·45,55= 87,91 кВт/м

М₂ = 77,68 кВт/м

М₃ = 63,91 кВт/м

М₄ = 50,71 кВт/м

М₅ = 39,05 кВт/м

М₆ = 53,35 кВт/м

М₇ = 66,3 кВт/м

16.43 01 03. 00 ПЗ

М_пит = 14,96·18= 269,28 кВт/м

Приведенный момент для питающей линии:

М_прив = ∑М+ ∑б·т (4.18) где ∑М - сумма моментов данного и всех последующих по направлению

тока участков с тем же числом проводов, что и на данном участке;

∑б· т - сумма приведенных моментов участков с другим числом проводов;

б - коэффициент приведения моментов (Л1, с111).

М_прив= 269,28+1·(87,91+77,68+63,91+50,71+39,05+53,35+66,3) =

=708,19 кВт/м

Сечение питающей линии определяется по формуле:

S = (4.19)

S = мм²

Принимаем кабель АВВГ 5х4 мм² с =27 А (Л1,с.109). Расчетный ток трехфазной линии:

Iр.п= (4.20)

I_р.п = А

Так как Iдоп > Iр.п, 27 А >23,86 А, то сечение провода, выбранного по потере

напряжения удовлетворяет условию нагрева.

Находим потерю напряжения в питающей линии;

; (4.21)

%

Рассчитываем допустимую потерю напряжения в групповых линиях: ; (4.22)

Находим сечение проводов для первой группы, (формула 4.20):

Принимаем провод АВВГ 2,5 мм² с =19 А .

Определяем расчетный ток для однофазой линии:

(4.23)

16.43 01 03. 00 ПЗ

Iдоп> Iр.о₁

19 А >3,11А(проходит)

Находим действительную потерю напряжения в линии (формула 4.22)

Аналогично рассчитываем остальные группы:

Принимаем провод АВВГ сечением 2,5 мм² с =19 А .

Принимаем провод АВВГ сечением 2,5 мм² с =19 А .

Принимаем провод АВВГ сечением 2,5 мм² с =19 А .

Принимаем провод АВВГ сечением 2,5 мм² с =19 А .

Принимаем провод АВВГ сечением 2,5мм² с =19 А .

Принимаем провод АВВГ сечением 2,5 мм² с =19 А .

16.43 01 03. 00 ПЗ

6.5 РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ СЕТИ И ВЫБОР ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ ЩИТКОВ

Осветительные щитки предназначены для приема и распреде­ления электроэнергии в осветительных установках, для управления освещением, а также для защиты групповых линий при длитель­ных перегрузках и коротких замыканиях. Щитки выбираются с уче­том условий окружающей среды, количества присоединяемых к ним линий, их расчетных токов и требуемых защитных аппаратов.

♦ выполненные открыто проложенными проводниками с го­рючей наружной оболочкой или изоляцией;

♦ в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников, а также в пожа­роопасных зонах;

♦ сети всех видов и назначений во взрывоопасных зонах клас­сов B-I, B-Ia, B-II . Для защиты осветительных сетей, как правило, используются автоматические выключатели. Предохранители имеют ограничен­ное применение. Одним из преимуществ автоматов перед пре­дохранителями является возможность использования их не толь­ко в качестве аппарата защиты, но и коммутации. Для защиты осве­тительных сетей следует применять автоматы с расщепителями, име­ющими обратно зависимую от тока защитную характеристику. Ав­томатические выключатели, имеющие только электромагнитный рас-цепитель, для осветительных сетей применять не рекомендуется.

Выбор автоматических выключателей производится по следующему условию:

(6.26)

где Iн.р - номинальный ток расцепителя, А

1,4-минимальные отношения тока аппаратов защиты к расчетному току линии[ , c. ]

Для питающей линии

Принимаем АЕ 2046-10Б I_Н.А.=63А и I_Н.Р.=40А [2, c. 406]

Согласно выбранному автомату производим выбор осветительного группового щитка[2, c. 401] ЩО 8505-16-03 с типом вводного автомата АЕ 2046- [2, c.406]

Аналогично производим выбор других осветительных щитков.

Для аварийного освещения производим выбор осветительного группового щитка ЩО 8505-13-15 с типом вводного автомата АЕ 2020-10Б I_Н.А.=16А и I_Н.Р.=8А [2, c.406]

16.43 01 03. 00 ПЗ

6.6 Расчёт аварийного освещения

Рисунок 4.1-Схема сети аварийного освещения

Для расчета освещенности, создаваемой сетью аварийного освещения, используем точечный метод. Точечный метод позволяет определить освещенность в контрольной точке при заданном расположении светильников. В основу данного метода положены пространственные кривые, условной горизонтальной освещенности, определяемой в зависимости от расчетной высоты и от расстояния проекции светильника на горизонтальную поверхность до контрольной точки (Л2 ,с.113).

d₁=18,6м; d₂=12,6м; d₃=9,2м; d₄=10,6м

H_p’=h_p+H_p=6.5; (4.24)

По изолюксам выбираем условную освещенность:

е₁=0,2лк;е₂=0,5лк;е₃=0,7лк;е₄=0,5лк_;

Условная освещенность в контрольной точке находят как сумму условных

освещенностей от ближайших светильников:

∑е=е₁+е₂+…+е_n (4.25)

где, е_1,е₂,е_n – условная освещенность в контрольной точке от отдельных источников света.

∑е=0,2+0,5+0,7+0,5=1,9лк

Световой поток:

Ф= (4.26)

Находим светой поток,если Е_н=15лк; k_з=1,4;

- коэффициент добавочной освещенности за счет отражения от потолка и удаленных светильников =1,1÷1,2 ;

16.43 01 03. 00 ПЗ

Ф=

Из справочника (Л1 с.127 ) для аварийного освещения выбираем лампу накаливания Г 215-225-500 с Рн=500 Вт, Ф=8300Лм

Тип светильника выбираем НСП 11-50 с Р=300Вт

0,9·Ф_р≤Ф_н≤1,2·Ф_р

8289≤8300≤11052(условие выполняется) Суммарная мощность аварийного освещения:

Р_∑0 = 4·500 = 2000Вт=2кВт.

Питание аварийного освещения расчетного цеха осуществляется от TП

Находим приведенный момент для питающей линии :

Для питающей линии :

Определяем расстояние до центра приложения нагрузок для групп 1…4

по формуле (6.16):

;

Момент токовой нагрузки:

; (4.27)

(4.28)

Приведенный момент для питающей линии:

Сечение питающей линии аварийного освещения :

S мм².

Принимаем кабель АВВГ 5×2,5мм, с I_ДОП=19А (Л1,с.109).

Расчетный ток трехфазной линии:

I_РЛ А.

I_ДОП> I_РЛ;19А>3,78 А – сечение провода, выбранного по потере напряжения, удовлетворяет условию нагрева.

Потеря напряжения в питающей линии:

16.43 01 03. 00 ПЗ

Допустимая потеря напряжения в групповой лини:

∆U_ДО= ∆U_Д-∆U_ф, (4.29)

∆U_ДО= 6,67-0,05=6,62%

Сечение проводов группы:

S мм².

Принимаем провод АВВГ сечением 2,5 мм² с I_ДОП=19А.

Расчётный ток однофазной линии:

;

.

19А>3,18А(проходит по условию)

Находим действительную потерю напряжения в линии:

.

Аналогичный расчет для других линий.

23.430131.00ПЗ

16.43 01 03. 00 ПЗ

23.430131.00ПЗ

7.1 Выбор силовых трансформаторов

Так как электроприемники механического цеха относятся ко II категории по электроснабжению, то принимаем на ТП 2 трансформатора.

По условию оптимального числа цеховых трансформаторов. Принимаем на ТП два трансформатора и определяем их мощность.

, (7.1)

где – суммарная расчётная мощность рассматриваемой группы;

– коэффициент загрузки трансформатора.

.

Принимаем трансформатор ТМЗ-630/10, ; ; ; [1, с.91].

7.2 Определение мощности нкб

Так как правила рекомендуют полную компенсацию до 1 кВ, то выбор мощности НБК будет производить по расчетной реактивной нагрузке предприятия. По найденному количеству трансформаторов и их мощности рассчитываем наибольшую мощность, которую можно передать через трансформаторы в сеть до 1 кВ.

Суммарная мощность НБК для данной ТП:

,

где –расчётная реактивная нагрузка цеха;

Найденную мощность разделим поровну между двумя трансформаторами:

(7.2)

где –число трансформаторов в цеху ;

16.43 01 03. 00 ПЗ

Округляем до ближайшей стандартной и принимаем две комплектные конденсаторные установки [1, с.72]:

УМК-0,4-125-10У3-07 с Q_нкф=125кВар.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ВБК

Мощность ВБК определяется в следующем порядке:

Для каждого трансформатора ТП определяются нескомпенсированные реактивные нагрузки на стороне 6…10 кВ.

Q_Т.НАГ=Q_МТ- Q_НКФ+∆Q_Т, (6.7)

где Q_МТ – наибольшая расчётная реактивная нагрузка трансформатора;

∆Q_Т – реактивные потери в трансформаторе, определяются по таблице

(Л1, с.63) ∆Q_Т=62квар.

Q_НКФ– фактически принятая мощность НБК.

Q_Т.НАГ=Q_МТ- Q_НКФ+∆Q_Т=247-2·123,5+2·33=66кВАр.

Нескомпенсированная реактивная нагрузка РП:

Q_РП=∑Q_Т.НАГ-Q_СД.Э, (6.8)

где Q_СД.Э-реактивная мощность, генерируемая синхронными компенсаторами.

Q_РП=Q_Т.НАГ=66кВАр.

Наибольшая суммарная нагрузка предприятия, по которой определяется мощность коммутирующих устройств, вычисляется по формуле:

Q_m1=K·Q_p, (7.5)

где К – коэффициент, учитывающий несовпадение во времени максимумов активной нагрузки энергосистемы и реактивной мощности промышленного предприятия (К=0,85)

Q_p– суммарная расчётная реактивная нагрузка предприятия.

Q_m1=247·0,85=209,95кВАр;

При проектировании СЭС энергосистемой задаётся разрешённая к использованию реактивная мощность в режиме максимальной активной нагрузки. Она определяется как меньшее из значений рассчитываемых по выражениям:

Q_э1’=Q_m1-0,7·Q_cm; (7.6)

Q_э1”= α·P_m1 (7.7)

где – суммарная номинальная реактивная мощность синхронных двигателей напряжением 6 … 10 кВ (она не учитывается, так как синхронных двигателей нет)

α — коэффициент, определяемый по таблице 8.2[1, с.28]; Р_M1— расчетная активная нагрузка предприятия с учетом коэффициента разновременности максимумов

Q_э1’=209.95-0,7·0=209,95кВАр

16.43 01 03. 00 ПЗ

Величина реактивной мощности, получаемой из энергосистемы, принимается равной:

Q_Э1= min(Q '_Э1, Q "_Э1). (7.8)

ПринимаемQ_э1”=94,95кВАр.

Тогда суммарная реактивная мощность ВБК для предприятия определяется по формуле:

; (7.9)

Q_BK=66-94,95=-28,95кВАр;

Вывод: Выбор ВБК не требуется.

23.430131.00ПЗ

16.430131.00ПЗ

(7.4)

Выбираем автоматический выключатель ВА 55-41 с Iн.а.=1600А и Iн.р=1280А.[1, с.52].

Выбор секционного автомата производится по току силового трансформатора:

(7.5)

Выбираем автоматический выключатель ВА 55-41 с Iн.а.=1000А и Iн.р=1008А[1,

с. 52].

16.43 01 03. 00 ПЗ

8 Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт токов короткого замыкания в сетях напряжением выше 1кВ будем производить в относительных единицах.

Рисунок 7.1 - а) расчётная схема б) схема замещения

По расчётной схеме составляем схему замещения, в которой каждый элемент заменяем своим индуктивным сопротивлением (рисунок 7.1 б).

Все расчётные данные приводим к базисным напряжению и мощности. Принимаем =10.5кВ и =100МВА.

Базисный ток определяем по выражению

; (7.1)

Находим величину индуктивного сопротивления каждого элемента схемы замещения.

Для двухобмоточного трансформатора:

(7.3)

где Uк- напряжение короткого напряжения (Uк=10,5%)

S_Н.Т.- номинальная мощность трансформаторов на ГПП (S_Н.Т.=16МВА)

16.43 01 03. 00 ПЗ

(7.4)

где Хо-индуктивное сопротивление одного километра линии, Ом/км (для КЛ Хо=0,08 Ом/км).

- длина линии ( =1,1км).

Uср-среднее номинальное напряжение (Uср=10,5)

Производим расчёт для точки К1:

Результирующие сопротивления до точки К1

Х_РЕЗ1=Х_*С+X _*Т ; (7.5)

Х_РЕЗ1=0+0,33=0,33.

Ток трёхфазного КЗ в рассматриваемой точке:

(7.6)

Ударный ток в точке К1:

, (7.7)

где -ударный коэффициент ( =1,8);

- начальное значение периодической составляющей тока КЗ ( = ).

Производим расчёт для точки К2:

Х_РЕЗ2=Х_РЕЗ1+Х_Л; (7.8)

Х_РЕЗ2=0,34+0,08 = 0,42.

Ток КЗ в точке К2, формула (7.6):

Ударный ток в точке К2, формула (7.7):

16.43 01 03. 00 ПЗ

9 Выбор высоковольтных кабелей и электрических аппаратов

Расчёт производится на основании рисунка 7.1. Сечение жил кабелей выбирают по экономической плотности тока и проверяются по нагреву и термической стойкости при коротком замыкании. Кабели, защищённые токоограничивающими предохранителями, на термическую стойкость не проверяются.

9.1 Потери мощности в трансформаторах

Потери активной ΔРт и реактивной ΔQт мощности в двухобмоточном трансформаторе вычисляются по формулам:

ΔРт= ΔРх.х.+ ΔРк.з.·βт² ; (8.1)

ΔQт= , (8.2)

где ΔРх.х- потери холостого хода, кВт;

ΔРк.з.- потери короткого замыкания, кВт; Uк.- напряжение короткого замыкания, %;

Iх.х.- ток холостого хода, %;

Sн – номинальная мощность трансформатора, кВА;

Βт – коэффициент загрузки трансформатора.

, (8.3)

где Sм – нагрузка трансформатора, кВА.

S_M= , (8.4)

где Р_Р-расчетная активная нагрузка предприятия кВт,

Q_Р-расчетная реактивная нагрузка предприятия квар,

Q_К-мощность компенсирующих устройств на низкой стороне квар.

S_M=

ΔРт=1,31+7,6·0,29²=1,95 кВт;

ΔQт=

16.43 01 03. 00 ПЗ

9.2 Выбор сечений жил кабелей от рп до цеховой тп

Рассчитываем нагрузку с учётом потерь в трансформаторах:

S_p ; (8.5)

Величина тока в нормальном режиме работы:

, (8.6)

где S_3,4 — нагрузка линии с учётом потерь.

Выбор кабелей производим по следующим условиям:

По экономической плотности тока:

, (8.7)

где Iр – расчётный ток кабеля в нормальном режиме, А;

јэ – экономическая плотность тока, А/мм², принимаем по таблице 26 приложения (Л1, c.115).

Выбираем кабель АCБ-10 3(1×10) с Iдоп=70А, проложенный в земле (Л1, с.112).

Проверяем выбранный кабель на нагрев в послеаварийном режиме:

. (8.8)

Расчётный ток в послеаварийном режиме:

I_р.пар , (8.9)

где S_Н.Т-номинальная мощность принятого трансформатора кВА.

I_р.пар =50,98 А;

Допустимый ток в послеаварийном режиме:

,

где К_п – коэффициент учитывающий перегрузку кабеля, К_п = 1,3.

1·1·0,92·1,3·70≥50,98;

.

Выбранный кабель удовлетворяет условию.

По термической стойкости:

Расчётный тепловой импульс от тока К.З.:

16.43 01 03. 00 ПЗ

где I_п – действующее значение периодической составляющей тока к.з. в начале линии;

t_отк – время отключения (Л1,с. 122)

Т_а – постоянная времени затухания апериодической составляющей тока к.з., Та=0,01с.

Вк=13100²∙(0,6+0,01)=104,7·10⁶ А2с.

Минимальное сечение жил кабеля по термической стойкости вычисляем по выражению:

, (8.11)

где Вк – тепловой импульс тока к.з.

с – расчётный коэффициент (Л1 с121).

=102,3 мм².

Термически устойчивым является сечение 120 мм²

Из найденных значений принимаем наибольшее, а именно по термической стойкости. Необходимо выбрать кабель АСБ-10(3×120) с Iдоп=295А.

9.3 Выбор сечений жил кабелей от гпп до рп

Так как у нас одна трансформаторная подстанция, то произведем только расчет по термической стойкости току к.з., т.к. остальные параметры будут совпадать с пунктом 8.2.

Вк=16200²∙(1,6+0,01)=442,5∙10⁶ А²с

=205,6мм².

Необходимо выбрать кабель АСБ-10(3×240) с Iдоп = 355А.

16.43 01 03. 00 ПЗ

10 Выбор электрических аппаратов

10.1 Выбор электрических аппаратов на рп со стороны тп

16.430131.00ПЗ

В длительном режиме работа аппарата обеспечивается правильным выбором их по номинальному напряжению и току.

В режиме перегрузки надежная работа аппаратов обеспечивается ограничением величины и длительности повышения напряжения или тока в таких пределах, при которых гарантируется нормальная работа за счет запаса прочности.

В режиме короткого замыкания надежная работа аппаратов обеспечивается термической и электродинамической устойчивостью.

Условия выбора аппаратов:

1 По номинальному напряжению:

U_НОМ ≥ U_Н. (8.12)

где U_НОМ- номинальное напряжение аппарата кВ;

U_Н.СЕТИ- номинальное напряжение сети кВ.

2 По номинальному току:

I_НОМ ≥ I_Р.П.А, (8.13)

где I_НОМ- номинальный ток аппарата А;

I_Р.П.А- ток послеаварийного режима А.

3По электродинамической устойчивости аппарата:

i_ДН ≥ i_У, (8.14)

где i_ДН – максимально допустимый ток аппарата, определяемый заводом – изготовителем кА;

i_у – ударный ток трехфазного короткого замыкания в цепи, для которой выбирается аппарат, кА.

4По термической устойчивости:

В_Т ≥ В_К , (8.15)

где В_К- тепловой импульс расчетный,

В_Т =I²_tK ·t_K - тепловой импульс аппарата, нормированный заводом – изготовителем,

I _tK – ток термической устойчивости, гарантируемый заводом изготовителем, кА

t_K – время нагревания частей аппарата (обычно 3-4с.)

5 По предельной отключающей способности аппарата:

16.43 01 03. 00 ПЗ

где I_Н.ОТК- предельный ток отключения аппарата кА,

I_К.З-ток трехфазного к.з. кА.

Кроме того каждый аппарат, в зависимости от назначения, дополнительно выбирается по ряду специфических параметров.

Производим выбор выключателей по вышеперечисленным условиям.

Расчетный ток в послеаварийном режиме:

I_Р.П.АВ = =50,98А.

Составляем сравнительную таблицу для выбора высоковольтных выключателей.

16.430131.00ПЗ

Таблица 8.1 – Выбор высоковольтных выключателей

Принимаем выключатель ВВЭ-10-31,5/630У3 – выключатель вакуумный, с электромагнитным приводом, для работы в районах с умеренным климатом внутри помещений. (Л2 ,с. 441)

При выборе разъединителей применяют те же условия кроме условия по предельной отключающей способности аппарата.

Производим выбор линейных разъединителей. Составляем сравнительную таблицу для выбора разъединителей.

Таблица 8.2 – Выбор линейных разъединителей.

Выбираем разъединитель РВЗ-10/400У3 – разъединитель для внутренней установки с заземляющими ножами для работы в районах с умеренным климатом. (Л2 с 121).

16.430131.00ПЗ

i_ДН ≥i_У/ ·I_НОМ, (8.17)

где I_НОМ1- номинальный первичный ток трансформатора тока.

16.43 01 03. 00 ПЗ

К_t ≥ / I_НОМ. (8.18)

Составляем сравнительную таблицу для выбора трансформаторов тока (Л2 ,с. 126)

Таблица 8.4 – Выбор трансформаторов тока.

Выбираем трансформатор тока марки ТПЛ-10-0,5/10Р-300 –трансформатор тока, многовитковый с литой изоляцией (Л2, с. 126).

Трансформаторы напряжения выбираем по номинальному напряжению. Принимаем трансформатор напряжения НТМИ-10-66 трансформатор напряжения трехфазный, масляный, с испытательной обмоткой (Л2, с. 126).

10.2 Выбор электрических аппаратов на рп со стороны гпп

Выбор аппаратов производим аналогично пункту 10.1

Составляем сравнительную таблицу для выбора высоковольтных выключателей.

Таблица 8.5 – Выбор высоковольтных выключателей

16.430131.00ПЗ

16.43 01 03. 00 ПЗ

Производим выбор линейных разъединителей. Составляем сравнительную таблицу для выбора разъединителей.

Таблица 8.6 – Выбор линейных разъединителей

Выбираем разъединитель РВЗ-10/400У3 – разъединитель для внутренней установки с заземляющими ножами для работы в районах с умеренным климатом. (Л2 ,с.121)

Составляем сравнительную таблицу для выбора трансформаторов тока.

Таблица 8.6 – Выбор трансформаторов тока

Выбираем трансформатор тока марки ТПЛ-10-0,5/10Р-800 –трансформатор тока, многовитковый с литой изоляцией(Л2, с. 126).

Трансформаторы напряжения выбираем по номинальному напряжению. Принимаем трансформатор напряжения НТМИ-10-66 трансформатор напряжения трехфазный, масляный, с испытательной обмоткой(Л2, с. 126).

16.430131.00ПЗ

16.43 01 03. 00 ПЗ