2.2 Вибір кількості та потужності силових трансформаторів.

Техніко-економічне порівняння.

Проектуємі споживачі, які приєднані до вузла навантаження відносяться до ІІ та ІІІ категорії по надійності електропостачання, при цьому сумарна потужність ІІ категорії становить 40% від сумарної потужності вузла навантаження, тобто S _н (ІІ) = 0.4 S _н.

Вихідними даними для розрахунку є мах. потужність S _мах = 557.8 кВА, яку приймаємо з таблиці “ Розрахунок електричних навантажень“.

Згідно з ПУЕ 1.12.17 забезпечення споживачів електричною енергією здійснюється за умов надійності електричного постачання. Електричні приймачі, які під’єднані до вузла навантаження і належать до ІІ і ІІІ категорії по надійності електричного постачання, тому живлення цих електричних приймачів здійснюється згідно ПУЕ 1.2.15, 1.2.20.

ААШВ 3х25

ВНПР- 10-630

ТМ 10/0.4-400

ПКТ 102-10-12.5 У3

Рис.2.2.

2.2.2.1. Проектуючі приймачі рівномірно приєднані до шин, тобто силового трансформатора визначається згідно СНиП 74-75, по коефіцієнту завантаження, який лежить в межах, для промислових підприємств

Кз = 0.75-0.85:

Кз = 557/2*400 = 0.7

2.2.2.2. Так як в даному випадку є споживачі ІІ категорії, які складають 40%, то перевіряємо після аварійний режим:

Smax2 = 0.4 * Smax = 0.4 * 557.8 = 223.12

Sнтр * 1.4 ≥ Кз * Smax2

560 ≥ 0.7 * 223.12

560 ≥ 156.18

2.2.2.3. Вибираємо елементи схеми:

Інрв = Sном/ Uн = 400/1/73*10 = 23.1 A

2.2.2.4. Переріз кабеля з високої сторони вибираємо за економічної густини струму:

J = 1.4 ( А/мм² )

F = Ікев/ J = 23.1/1.4 = 16.5 мм²

2.2.2.5. За таблицею підбираємо переріз кабелю:

ААШВ 3х25

Ідоп = 65 А

2.2.2.6. Вибираємо вимикач навантажнння:

ВНПР-10-630

2.2.2.7. Вибираємо високовольтний запобіжник

Івст = 2 : 3 Ін

Івст = 2:23.1 = 46.2 А

50 ≥ 46.2 А

2.2.2.8. Вибираємо запобіжник ПКТ 102-10-50-12.5 У3

2.2.2.9. Вибираємо автомат за умовою, на стороні 0.4 Кв:

Ір = Sтр/ Uн = 400/1/73 * 0/4 = 578 A

Iтр ≥ 1.25 Ір = 1.25 * 578 = 722

2.2.2.10. Вибираємо автомат марки АВМ-10 750/750

2.2.2.11. Вибираємо секційний вимикач на стороні 0.4 кВ

Smax = 557.8 кВА

Smax2 = 223.12 кВа

Імах = Sмах/ Uн = 223.12/1.73 * 0.4 = 322.4 A

2.2.2.12. Вибираємо кабель перемички або шини:

Ідоп ≥ Кз Iтр = 1*400 = 400

АД31Т 40х5

Ідоп = 540 А

2.2.3.1. Вибираємо трансформатор ТМ – 630

2.2.3.2. Для вибраного трансформатора вибираємо Кз:

Кз = Sн/ Sнтр = 557/630 = 0.88

2.2.3.3. Перевіряємо після аварійний режим

Smax2 = 0.4 * Smax = 0.4 * 557.8 = 223.12 кВА

Sнтр * 1.4 ≥ Кз * Smax2

630 1.4 ≥ 0.88 * 223.12

882 ≥ 196.35

2.2.3.4. Вибираємо елементі схеми:

Інрв = Sнт/ Uн = 63.0/1.73 * 10 = 36.42 A

2.2.3.5. Переріз кабеля з високої сторони вибирається за економічної густини струму:

F = Інрв/ Je = 36.42/1.6 = 22.76 мм²

2.2.3.6. За таблицею підбираємо переріз кабелю:

ААШВ 3х25

Ідоп = 65 А

2.2.3.7. Вибиоаємо вимикач навантаження

ВНПР – 10 – 630

2.2.3.8. Вибираємо високовольтний запобіжник:

Івс = 2 Ін

Івс = 2 * 36.42 = 72.84 А

2..2.3.9 Вибираємо запобіжник:

Івст = 95 А

95 ≥ 72.84

ПКТ 103-10-100-12.5 У3 Ін = 100 А

2.2.3.10 Вибираємо автомат на стороні 0.4 кВ

Ір = Sтр/ Uн = 630/ 1.73 * 0.4 = 910 A

Iтр 1.25 Ір

910 1.25 * 910

910 1138

Э16В 1600/1250

2.2.3.10. Вибираємо секційний вимикач по стороні 0.4 кВ

Smax = 557.8 кВА

Smax2 = 223.12 кВА

Іmax = Smax/ Uн = 223.12/0.692 = 322.43 A

A3730В 400/400

2.2.3.11. Вибираємо кабель перемички або шини

Ід = 365 А

Ід ≥ Іmax

365 ≥ 322.43

АД31Т 30х4

2.2.4.1. Для визначення остаточної кількості та потужності силового трансформатора проводимо техніко-економічний розрахунок.

Технічні данні трансформаторів приймаємо з [З.с 199,табл.145] та заводимо в таблицю.

Таблиця 2.2.4.

Тип т-ра.	ΔРххкВт	ΔРк.зкВт	Uк.з.%	ΔQххкВар	ΔQк.з.кВар	Iхх%	Ціна в гривнях
ТМ 400/10	0.62	5.5	4,5	8.4	17.1	2,1	11000
TM 630/10	1.42	7.6	5.5	12.6	33.8	2,0	16700

2.2.4.3. Визначаємо втрати при короткому замиканні:

схема №1

схема №2

ΔР*_кз1=2(5.5+0,005·17.1)=11.17 кВт

ΔР*_кз2=7.6+0,005·33.8=7.77 кВт

2.2.4.4. Визначаємо втрати при холостому ході:

схема №1

схема №2

ΔР*_хх1=2(0.62+,005·8.4)=1.32 кВт

ΔР*_хх2=1.42+0,005·12.6=1.48 кВт

2.2.4.5. Визначаємо повні приведені втрати:

схема №1

схема №2

ΔР_тр1=1.3+11.7*0,70=8.73 кВт

ΔР_тр1=1.4+7.76*0,9=8.25 кВт

2ТМ 400/10	ТМ 630/10
8.73 (кВт)	8.25 (кВт)

2.2.4.6. .Визначаємо втрати в трансформаторі за рік, при кількості годин використання максимума навантаження tм=2400год.:

ΔW'1=8.7297·2400=20951кВт/год

ΔW'2=8.2521·2400=19805 кВт/год

2ТМ 400/10	ТМ 630/10
20951 (кВт/год)	19805 (кВт/ год)

2.2.4.7. Визначаємо експлуатаційні втрати за рік :

де С. – це собівартість електроенергії – 0,3гр за кВт/год:

Ра – це амортизаційні відрахування на капітальний ремонт Ра(%) – 6,3% Рс – це амортизаційні відрахування на поточний ремонт Рс(%) – 3% К – це вартість трансформатора, грн

С₁=0,3*20951+10/100*22000+3/10*2200 = 9 145 грн.

С₂=0.3*19805+10/100*16700+3/100*16700 = 8112грн.

2ТМ 400/10	ТМ630/10
9145 (грн)	8112 (грн)

2.2.4.8 Визначаємо капітальні витрати:

З1=0,125·22000+9145=11895 грн.

З2=0,125·16700+8112=10189грн.

2ТМ 400/10	ТМ 630/10
11895 (грн)	10199 (грн)

2.3 Розрахунок і вибір типу та потужності конденсаторної установки.

Для даного проектного цеху підприємства,електропостачаюча організація встановлює ефективний коефіцієнт потужності, значення якого становить cosφ=0.92 (tgφ=0.426). При споживанні електроенегії проектовані електроспоживачі повинні забезпечуватись встановленим cosφ, і в даному курсовому проекті компенсація реактивної потужності передбачається за допомогою комплектних конденсаторних установок, які встановлюються на розподільчому пристрої 0.4 кВ на трансформаторній підстанції і підєднується до шин ТП з низької сторони. Застосування ККУ дозволяє збільшити перепускну здатність живлячої електромережі і економити електроенергію.

Тип і номінальну потужність конденсаторної установки приймаєм з номенклатурним каталогом основних виробів

ВАТ „УКРЕЛЕКТРОАПАРАТ”.

2.3.1 Розраховуємо потужність конденсаторної установки з умови:

Qкку = Qmax-Рmax× tgφ=363.7-415.4×0.426=186.74 кВар

Вибираємо конденсаторну установку:

QRV 220/6 C2 BRI Iм = 260 А

2.3.2. Розраховуємо струм конденсаторної установки:

Ікку = Qкку/ Uн = 186.74/ 1.73 * 0.38 = 284.2 A

2.3.3. Вибираємо елементи схеми:

Інтр ≥1.3×Ікку

Інтр ≥ 369.5

Вибираємо ввідний автоматичний вимикач і тепловий розчіплював:

VC 3P/400 VC3P 400/400

З таблиці ПУЕ приймаємо переріз кабелю:

ВВГ 2х150

2.3.4. Перевіряємо реальний tgφ:

tgφ= Qmax –Qкку/ Рmax=363.7-186.74/415.4=0,426

Так як у конденсаторній установці QRV 220/6 C2 BRI кількість ступенів, то можливе автоматичне регулювання і підтримування за допомогою вмикання чи вимикання ступенів tgφ щоб він тримався на заданому рівні 0.426.

Отже приймаємо конденсаторну установку QRV 220/6 виконану в шафах типу C2 BRI з листової сталі. Конденсаторні установки встановлюються на підлогу, або з конденсаторами типу QRV 220/6 C2 BRI над кабельним каналом. Стандартно кабель відводиться знизу. Але по замовленню може бути зверху або шинами з трансформаторної підстанції. В якості головного вимикача використовується трьох полюсний вимикач типу VC3P/400. Кожну ступінь захищають силові запобіжники.

VC3D 400/400 VC3D 400/400

ВВГ 2х150 ВВГ 2х150

QRV220/6C2BRI QRV200/6C2BRI

Рис.2.3.4.

2.4. Вибір і обгрунтування вибраної схеми живлячої та розподільчої мережі згідно з категорією по надійності постачання.

В проектуємому цеху встановлені електроприймачі II та III категорії по надійності електропостачання перерва в електропостачанні яких приводить до масового недовипуску продукції, простоювання робітників, механізмів і промислового транспорту, порушення нормальної діяльності.

Згідно ПВЕ п 1.2.19. електоприймачі II категорії рекомендується забезпечувати електроенергією від двох незалежних джерел живлення які резервують оди одного, (згідно р. 2.2. даних методичних вказівок)

Схеми живлячої та розподільчої мережі повинні забезпечувати надійність живлення споживачів, бути зручними і безпечними в експлуатації при мінімальних витратах на провідники та інші елементи лінії електропередач.

Схеми розподілу електричної енергії можуть бути виконані по радіальному, магістральному та змішаному принципу. Радіальна схема конструктивно виконується по чотирьох ступінчатому принципу, а саме, енергія від розподільчого пристрою 0,4кВ, який компонується панелями типу ЩО-94 через живлячі кабелі типу АВВГ і ААШв і передаються до розподільчих щитів типу ПР11. Мережа від розподільчих щитів виконується проводом АПВ, який прокладено в трубах, чи кабелем АВВГ, який прокладено на кабельних конструкціях. В якості захисних апаратів застосо-вуються автоматичні вимикачі з комбінованим розчіплювачем: -тепловий розчіплювач виконує захист мережі від перевантажень;

-електромагнітний - від струмів К.З.

Радіальна схема розподілу електричної енергії має декілька переваг перед магістральною: високу надійність і простоту в експлуатації і обслуговуванні, безпеку роботи.

Недоліками радіальних схем є: мала економічність внаслідок значних витрат провідникового матеріалу; необхідність в додаткових площах для розміщення силових РП; обмежена гнучкість мережі при переміщенні технологічних механізмів яке пов'язане зі зміною технологічного процесу.

Магістральні схеми розподілу електричної енергії забезпечують споживачам під'єднання до любої точки магістралі. Магістралі можуть поєднуватись до РЩ підстанції, до силових РП, або безпосередньо до трансформаторів.

Магістральні схеми з розподільчими шинопроводами застосовуються при живленні споживачів, які виконують одну технологічну функцію, або при рівномірному розміщенні споживачів по площі цеху .В таких схемах в якості живлячих провідників застосовується шинопроводи, кабелі і проводи.

До переваг магістральних схем слід віднести спрощення щитів підстанцій; висока гнучкість мережі, яка дає можливість переміщувати технологічне устаткування без переобладнання мережі; використання уніфікованих елементів, які дозволяють вести монтаж індустріальними способами.

Магістральна схема менш надійна, ніж радіальна, так як при зникнення напруги на магістралі всі під'єднані до неї електроприймачі втрачають живлення. Застосування шинопроводів призводе до збільшення витрат провідникового матеріалу.

В залежності від характеру підприємства, розміщення електроспоживачів і умов навколишнього середовища, силові мережі можуть виконуватися по змішаній схемі розподілу енергії

Для можливості автоматичного відключення при коротких замиканнях та перевантаженнях передбачені автоматичні вимкачі. Основними споживачами електроенергії є споживачі технологічного обладнання. Пускова апаратура електроспоживачів постачається комплектено з технологічним обладнанням. Електроспожівачі захищаються від перевантаження типовими реле пускової апаратури, від струмів короткого замикання захист здійснюється автоматичними вимикачами які розміщенні в розподільчих щитах. Для даного цеху передбачено встановлення загального освітлення, керування освітленням здійснюється вимикачами встановленими в даному приміщенні біля входу в нього. Заживлення освітлювальної мережі виконується кабелем з прокладкою на лотках.