5 Электроснабжение цеха

5.1 Компенсация реактивной мощности

Основными потребителями реактивной мощности являются асинхронные электродвигатели, сварочные и силовые трансформаторы, индукционные печи, газоразрядные лампы и другие электроустановки.

Снижение потребления реактивной мощности осуществляется естественным и искусственным путями, но так как значительное снижение реактивной мощности естественными путями невозможно, применяют искусственные пути – с помощью специальных компенсирующих устройств.

Определяем мощность компенсирующего устройства Q_к.у , квар, по формуле:

Q_к.у=Р_р∑(tgφ₁-tgφ₂) (41)

где Р_р∑ – суммарная расчетная активная мощность, кВт;

tgφ₁ – коэффициент реактивной мощности до компенсации;

tgφ₂ – коэффициент реактивной мощности после компенсации.

Принимаем для соsφ₂=0,95, tgφ₂=0,33.

Определяем суммарную расчетную активную мощность по формуле:

Р_р∑=Р_р+Р_р.о (42)

где Р_р – активная расчетная нагрузка, кВт.

По формуле (42):

Р_р∑=117,1+13,06=130,16 кВт

Коэффициент реактивной мощности до компенсации определяем по формуле:

tgφ₁=Q_p∑ /P_p∑ (43)

где Q_р∑ – суммарная расчетная реактивная мощность, квар.

Суммарную расчетную реактивную нагрузку определяем по формуле:

Q_р∑=Q_р+Q_р.о (44)

где Q_р – реактивная расчетная нагрузка, квар.

По формуле (44):

Q_р∑=143,2 +18,81 =162,03 квар

По формуле (43):

tgφ₁=162,03/130,16=1,24

По формуле (41):

Q_к.у=61,15·(1,24-0,33)=119,53 квар

Выбираем конденсаторную установку типа УКН-0,38-150УЗ с Q_к.у=150 квар. [8].

5.2 Выбор числа и мощности силовых

трансформаторов цеховой подстанции

Так как участок относится к третьей категории надёжности электроснабжения, то для питания электроприемников применяем один силовой трансформатор.

Трансформатор выбираем по условию:

S_ном.т≥S_р’ (45)

где S_ном.т – номинальная мощность трансформатора, кВА;

S_р’ – полная расчетная нагрузка, кВА.

Полную расчетную нагрузку определяем по формуле:

(46)

По формуле (46):

Выбираем трансформатор типа ТМ-160/10 с S_ном=160 кВА; ∆Р_ст=0,42кВт; ∆Р_м=1,97 кВт; U_к.з.=4,5 %; I_хх=2,4% [5].

Проверяем правильность выбора трансформатора по коэффициенту загрузки β:

β=S_p’/S_ном (47)

По формуле (47):

β=124,8/160=0,78

Так как β=0,78 и меньше чем 0,95, то трансформатор выбран правильно.

5.3 Выбор вводной аппаратуры и вводного

кабеля

Выбор элементов источника питания производим по рисунку 1.

Рисунок 1

Выбор автоматического воздушного выключателя QF1 производим по условию:

I_ном.р ≥ I_р’ (48)

где I_ном.р – номинальный ток теплового расцепителя автоматического выключателя, А;

I_p’ – расчетный ток, А.

Расчетный ток определяем по формуле:

I_p’=S_p’/( ·U_ном ) (49)

По формуле (49):

I_p’=284,6 /(1,73·0,38)=437 А

По условию (48):

I_ном.р ≥ 437 А

Выбираем автоматический воздушный выключатель типа ВА51-39 с I_ном.в=630 А , I_ном.р=500 А [3].

Выбор трансформатора тока производим по условиям:

U_{ном ТА}≥ U_ном (50)

I_{ном ТА1}≥ I_р’ (51)

где U_{ном ТА} – номинальное напряжение трансформатора тока, В;

I_{ном ТА1} – номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока, А.

По условиям (50),(51):

U_{ном ТА}≥ 0,38 В

I_{ном ТА1}≥ 437 А

Выбираем трансформатор тока типа ТШН-0,66 с U_{ном ТА}=0,66 кВ, I_{ном ТА1}=600 А [1].

Автоматический воздушный выключатель QF2 выбираем по условию:

I_{ном р} ≥ I_р.о (54)

По условию (54):

I_{ном р} ≥35 А

Выбираем автоматический воздушный выключатель типа ВА51-31 с I_{ном в}=100 А , I_{ном р}=40 А [3].

Провод питания рабочего щита освещения выбираем по условиям (15) и (17):

I_доп ≥35 /1=35 А

I_доп ≥40·1/1=40 А

Выбираем провод АПВ-3(18) с I_доп =40 А [9]. Провод прокладываем в пластмассовой трубе диаметром 45 мм.

Автоматический воздушный выключатель QF3 выбираем по условию:

I_{ном р} ≤1,3∙ I_{ном к.у} (57)

где I_{ном к.у} – номинальный ток компенсирующего устройства, А.

Номинальный ток компенсирующего устройства определяем по формуле:

I_{ном к.у}=Q_к.у / ( ·U_ном) (58)

По формуле (58):

I_{ном к.у}=150 /(1,73·0,38)=230,7 А

По условию (57):

I_{ном р} ≤1,3∙230,7=300 А

Выбираем автоматический воздушный выключатель типа ВА57-37 с

I_{ном в}=400 А , I_{ном р}=320 А .

Провод питания компенсирующего устройства выбираем по условию (15) и (17):

I_доп ≥230,7 /1=230,7 А

Выбираем провод АПВ-4(1160) с I_доп =255 А [9]. Провод прокладываем в пластмассовой трубе диаметром 250 мм.