3 Выбор и обоснование схемы электроснабжения

Внутрицеховые сети делятся на питающие и распределительные. К первым о относят провода и кабели, отходящие непосредственно от распределительных устройств трансформаторной подстанции к первичным силовым пунктам и щитам, а к вторым - отходящие от пунктов, щитов и шинопроводов к электроприемникам. Питающие сети могут выполняться по радиальным или магистральным схемам.

Для силовых электроприёмников выбираем наиболее экономичные системы, обеспечивающие необходимую надёжность и удобство эксплуатации электроустановок. При выборе схемы электроснабжения учитываем условия окружающей среды в проектируемом цехе. Учитывая все факторы, используем радиальную схему электроснабжения, которую можно использовать для подключения мощных электроприёмников, силовых пунктов и щитов силового управления, поскольку магистральные схемы не могут быть приняты из-за территориального расположения потребителей, условий окружающей среды и по технико-экономическим соображением.

При радиальной схеме питания сеть выполняем небронированными кабелями ВВГ и проводами ПВ. При построении схемы стремятся к тому, чтобы длина линии была минимальна. Также при этом сводим к минимуму случаи обратных потоков мощностей. При использовании радиальной схемы увеличивается количество аппаратов управления и защиты, а также протяжённости сети, что требует больших капитальных затрат. Однако эта схема надёжна и проста в эксплуатации.

При радиальной схеме электроснабжения электроприемники, используемые на отделении, получают питание непосредственно от шин цеховой ТП.

В схеме цехового электроснабжения с целью повышения надёжности следует максимально ограничить число ступеней защиты, которое не должно превышать трёх.

При разработке схемы электроснабжения следует, как пра­вило, предусматривать раздельную работу линий и трансформато­ров, так как при этом снижаются токи короткого замыкания, упрощаются схемы коммутации и релейной защиты. В схемах должно предусматриваться глубокое секционирование всех звень­ев от источника питания до шин низшего напряжения цеховых ТП, что значительно повышает надежность электроснабжения.

Распределение электрической энергии на территории про­мышленного предприятия на напряжении 6…35 кВ может выпол­няться по радиальным, магистральным и смешанным схемам в зависимости от расположения потребителей, их мощности и тре­буемой степени бесперебойности питания.

Для стороны высшего напряжения также используем радиальную схему электроснабжения. Проектируемая подстанция будет запитана от шин распределительного пункта, секционированных выключателем для повышения надёжности электроснабжения. От данного РП получает питание часть остальных цеховых ТП предприятия. Питание на РП подаётся двумя кабелями от главной понизительной подстанции предприятия.

4 Расчет нагрузок и выбор орудования цеха

Определение электрических нагрузок необходимо для выбора силовых трансформаторов и аппаратов защиты. От величины электрических нагрузок зависят также технико-экономические показатели проектируемой системы электроснабжения, в том числе капитальные затраты, расход цветных метал­лов и эксплуатационные расходы.

Расчет нагрузок для групп электроприемников проводим по методу упорядоченных диаграмм в следующей последовательности:

1. Суммарная номинальная мощность цеха:

= Р_н.1 + Р_н.2 + …+ Р_н.n + Р_{н.крана} + Р_н.св. (31)

где Р_{н.крана} – суммарная номинальная мощность двигателей крана при ПВ = 100 %, кВт;

Р_н.1… – номинальные мощности двигателей соответствующих приводов, кВт.

Р_н.св – мощность сварочного трансформатора, кВт

=132∙16 + 5,5∙16 + 7,5∙16 + 250∙2 + 22∙2 + 55∙5 + 45∙2 + 30 + 132∙2 + 11∙2+ + (3,2∙2 + 4,7∙2)∙2 + 17∙2 = 3610,6 кВт

2. Активная мощность за наиболее загруженную смену:

Р_см = К_и∙ , (32)

где К_и – коэффициент использования мощности i-го двигателя в группе.

Р_см = 0,7∙(132∙16) + 0,8∙(5,5∙16 + 7,5∙16) + 0,7∙(250∙2) + 0,6∙(22∙2) + 0,6∙(55∙5) + + 0,5∙(45∙2 + 30 + 132∙2) + 0,75∙(11∙2) + 0,25∙(3,2∙2 + 4,7∙2)∙2 + 0,2∙(17∙2)

Р_см = 1478,4 + 166,4 + 350 + 26,4 + 165 + 192 + 16,5 + 7,9 + 6,8 = 2409,4 кВт.

3. Реактивная мощность за наиболее загруженную смену:

Q_см = Р_см∙tg φ (33)

Q_см = 1478,4∙0,62 + 166,4∙0,75 + 350∙0,62 + 26,4∙0,75 + 165∙0,75 + 192∙0,88 + + 16,5∙0,75 + 7,9∙1,73 + 6,8∙1,52

Q_см = 1607,3 кВАр

4. Эффективное число электроприемников в группе:

n_эф= (34)

n_эф =

n_эф = 28,2 ≈ 28

5. Групповой коэффициент использования:

К_и.гр. = (35)

К_и.гр =

К_и.гр = 0,67

6. Коэффициент максимума в зависимости от коэффициента использования группы и эффективного числа электроприемников:

К_м = (36)

К_м =

К_м = 1,2

Коэффициент максимума для реактивной нагрузки примем К_м ^/ = 1, поскольку: К_м ^/ = 1,1 при К_и.гр ≤ 0,2, n_эф ≤ 100 или К_и.гр ≥ 0,2, n_эф ≤ 10

7. Расчетная активная нагрузка:

Р_р = К_м∙Р_см (37)

Р_р = 1,2∙2409,4 = 2891,3 кВт

8. Расчетная реактивная нагрузка:

Q_р = К_м^/∙Q_см (38)

Q_р = 1∙1607,3 = 1607,3 кВАр

9. Полная нагрузка электроприемников:

S_p = (39)

S_p =

S_p = 3377,6 кВА

10. Расчетный ток группы:

I_p.гр. = (40)

I_p.гр. = = 5132 А

11. Пиковый ток группы:

I_пик.гр. = I_{пуск.max.} + I_p.гр. – К_и∙I_ном.max., (41)

где I_{пуск.max.} − пусковой ток самого мощного электроприемника в группе, А;

I_ном.max − номинальный ток самого мощного электроприемника в группе, А;

К_и − коэффициент использования данного электроприемника в группе.

I_пик.гр = 2621 + 5132 – 0,7∙437 = 7447 А

Результаты расчёта нагрузок цеха приводим в таблице .

Таблица 5 – Расчёт нагрузок цеха.

Рн, кВт	Ки.гр	Рсм, кВт	Qсм, кВАр	Рр, кВт	Qр, кВАр	Sp, кВА	Ip.гр., А	Iпик.гр, А
3610,6	0,67	2409,4	1607,3	2970,65	1607,3	3377,6	5132	7447