2.3 Расчёт компенсации реактивной мощности и выбор цеховой ктп

Суммарную реактивную мощность батареи низковольтных конденсаторов (БНК), Q_нк, квар, вычисляют по формуле:

Q_нк = Q_p – Q_т, (7)

где Q_p – расчетная реактивная нагрузка с учетом добавленной мощности, квар;

Q_т – наибольшее значение реактивной мощности, которое может передать трансформатор в сеть до 1 кВ, квар.

Наибольшее значение реактивной мощности, которое может передать трансформатор в сеть до 1 кВ Q_т, кВар вычисляют по формуле:

_, (8)

где Р_р – активная расчетная мощность с учетом добавленной мощности, кВт, [таблица 2],

N_т – количество трансформаторов,

S_т – номинальная мощность трансформатора, кВ А, которую вычисляют по формуле :

где Р_р – активная расчетная мощность, кВт;

N_т – количество трансформаторов, шт;

β_т – коэффициент загрузки трансформатора.

Выбирают один силовой трансформатор типа ТМЗ-250/10 [15, с. 272,таблица П 4]. Технические данные силового трансформатора ТМЗ-250/10 представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Технические данные силового трансформатора ТМЗ-250/10

Тип трансформатора	Uвн, кВ	Uнн, кВ	∆Рхх,кВт	∆Ркз,кВт	Uк, %	Iхх,А
ТМЗ-250/10	10	0,69	0,45	3,7Э,	4,5	2,3

У данного трансформатора проверяют фактический коэффициент загрузки, β, находящийся в пределах от 0,6 до 0,8. Коэффициент загрузки, β_нт вычисляют по формуле:

где Р_р- активная расчётная мощность, кВт;

n- количество цеховых трансформаторов;

S_т- номинальная мощность трансформатора, кВ А

Реактивную мощность Q_т вычисляют по формуле (8):

Суммарную рективную мощность батареи Q_{нк ,}квар, вычисляют по формуле (7) :

_{Qнк = 188,26 – 81,7=106,56}

Выбирают батарею низковольтных конденсаторов со стандартной номинальной реактивной мощностью Q_нк=100 квар [15, с. 118, таблица 5.1], БНК имеет технические данные приведенные в таблице 4.

Таблица 4 - Технические данные БНК

Тип установки БНК	Технические данные БНК
	Qнк, квар	Uн, кВ
УКМ 58-0,4-100-33 1/3 УЗ	100	0,4

Конденсаторная установка (КУ) подключена напрямую, без отключающего устройства и поэтому в обслуживании опасна из-за наличия остаточного статического напряжения, для этого необходимо определить разрядное сопротивление.

Разрядное сопротивление R_разр., Ом, вычисляют по формуле:

где U_ф- фазное напряжение, кВ;

Q_нк- мощность КУ, квар.

2.4 Расчёт внутрицеховых сетей

Проводник выбирают по условию:

где – расчётный (номинальный) ток, А;

– допустимый длительный ток по нагреву, А;

– поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей (при нормальных условиях прокладки ).

До модернизации использовались двигатели серии 4А (таблица 5)

Таблица 5 – Основные технические данные электродвигателей серии 4А общепромышленного назначения

Наименование эл. приемника	Марка двигателя	Рн.дв кВт	η, %	cosφ	λп
Вентилятор	4А 225М2У3	55	85	0,85	7,5
Кран-балка	MTKF3-11-6	11	77,5	0,76	4,5
Токарный станок	4А112М2У3	7,5	79,5	0,6	6,5
Вертикально-фрезерный станок	4А112М2У3	7,5	79,5	0,6	7
Плоскоглифовальный станок	4А100L2У3	5,5	79,5	0,65	7
Круглошлифовальный станок	4А112М2У3	7,5	79,5	0,6	7
Токарно-винторезный станок	4А112М2У3	7,5	89,5	0,6	7

Радиально сверлильный станок	4А90L2У3	3	78,5	0,65	6
Заточной станок	4АB2У3	2,2	77	0,71	7,5
Поперечно-строгальный	4А112М2У3	7,5	79,5	0,6	7
Горизонтально-расточной станок	4А132М2У3	11	79	0,6	7,5

В ходе модернизации цеха с целью получения оптимальных технических характеристик и уменьшения потерь на машинах произведена замена морально и физически устаревших электродвигателей серии 4А на электродвигатлеи серии АИР (таблица 6). Электродвигатели данной серии имеют;

-улучшеные энергетические показатели и пусковые характеристики соотвествующие рекомендациям публикации МЭК 34-12

- повышенные показатели надёжности;

- улучшенные виброакустические характеристики (на 10÷15 дБ ниже);

- сниженный расход активных материалов (меди – на 2,5%, электротехнической стали – на 4%);

- сниженную массу двигателя и конструктивных материалов.

Показывают пример расчёта одного двигателя (токарного станка). Остальные расчёты аналогичны. Результаты расчёта сводят в таблицу 6

Таблица 6 – Выбор электродвигателей

Наименование эл. приемника	Марка двигателя	Рн.дв кВт	η, %	cosφ	λп	Iрасч, А	Iпуск, А
Вентилятор	АИР 225S2	55	92,5	0,91	7	99,4	695,73
Кран-балка	MTKF3-11-6	11	77,5	0,76	4,5	28,42	130,51
Токарный станок	АИР132M6	7,5	85	0,79	7	17	119
Вертикально-фрезерный станок	АИР132M6	7,5	85	0,79	7	17	119
Плоскоглифовальный станок	АИР100L2	5,5	88	0,88	7,5	10,81	81,08
Круглошлифовальный станок	АИР132M6	7,5	85	0,79	7	17	119
Токарно-винторезный станок	АИР132S6	7,5	85	0,79	7	17	119
Радиально сверлильный станок	АИР112A6	3	81	0,76	6	7,42	44,52
Заточной станок	АИР100L6	2,2	81,5	0,74	6	5,55	33,3
Поперечно-строгальный	АИР132M6	7,5	85	0,79	7	17	119
Горизонтально-расточной станок	АИР160S6	11	87.5	0,79	7	24,22	169,54

Расчётный ток станка I_р ,А, вычисляют по формуле:

где P_н- номинальная мощность станка, кВт;

U_н-номинальное напряжение станка, кВ;

η- КПД электродвигателя;

cosφ – коэффициент мощности электродвигателя.

Пусковой ток станка I_пуск, А, определяют по формуле:

Iпуск = λ_п · Iрасч ,

где λ_п - кратность пускового тока;

Iрасч - расчётный ток станка, А.

Iпуск = 7 · 17 = 119

По условию (9) выбирают кабель марки АВВГ (4×2,5) по [15, с.284, таблица П 21] с I_ДОП = 29 А, проложенный в земле.

17 < 29

Условие выполняется значит кабель выбран верно.

Выбор кабелей для остальных станков аналогичен, данные расчётов сводят в таблицу 7.

Таблица 7 - Выбор проводников

Наименование эл. приемника	Iрасч,А	Проводник	Iдоп, А	Условие выбора Iрасч ≤ Iдоп
1	2	3	4	5
Вентилятор	99,4	АВВГ (3 × 25+ 1 ×16)	115	99,4 < 115
Кран-балка	28,42	КГ (3×4+1×2,5)	36	28,42 <36
Токарный станок	17	АВВГ (4×2,5)	29	17 <29
Вертикально-фрезерный станок	17	АВВГ (4×2,5)	29	17 <29
Плоскоглифовальный станок	10,81	АВВГ (4×2,5)	29	10,81 <29
Круглошлифовальный станок	17	АВВГ (4×2,5)	29	17 <29
Токарно-винторезный станок	17	АВВГ (4×2,5)	29	17 <29
Радиально сверлильный станок	7,42	АВВГ (4×2,5)	29	7,42 <29
Заточной станок	5,55	АВВГ (4×2,5)	29	5,55 <29
Поперечно-строгальный	17	АВВГ (4×2,5)	29	17 <29
Горизонтально-расточной станок	24,22	АВВГ (4×2,5)	29	24,22 <29
Кабель к СП-1	142,93	АВВГ (3×50+1×35)	175	142,93<175

Окончание таблицы 7

1	2	3	4	5
Кабель к ШРА-1	35,01	АВВГ (3×4+1×2,5)	38	35,01<38
Кабель к ШРА-2	31,34	АВВГ (3×4+1×2,5)	38	31,34<38
Кабель к ШРА-3	36,17	АВВГ (3×4+1×2,5)	38	36,17<38

Для ШРА-1, ШРА-2, ШРА-3 выбирают шинопровод ШРА 4-100 [15, с.283,П18]. Технические данные шинопроводов представлены в таблице 8.

Таблица 8 -Технические данные шинопроводов

	Марка шинопровода	iу, кА	Х0,Ом/км	r0,Ом/км	Iном, А	Степень защиты
ШРА-1, ШРА-2, ШРА-3.	ШРА4-100	7	-	-	100	IP 44

По условию (9)

35,01<100

31,34<100

36,17<100

Условие выполняется значит шинопроводы выбраны верно.

В качестве СП-1 выбирают распределительный шкаф серии ШР11-73701. Технические данные шкафа представлены в таблице 8.

Таблица 9 – Технические данные шкафа

	Тип шкафа	Номинальный ток вводного выключателя, А	Число трёхполюсных групп предохранителей на отходящих линиях и их номинальные токи, А
СП-1	ШР11-73701	250	5х63

По условию (9), выбирают кабель, питающий ШРА-1 от КТП, марки АВВГ (3 × 4+ 1 × 2,5) с допустимым током по нагреву I_доп, равным 38 А, [15, с.284, П 21].

35,01 < 38

Выбор питающего кабеля для ШРА-2, ШРА-3 и СП-1 аналогичен, результаты сводят в таблицу 7.