3. Определение потерь мощности в цеховых трансформаторах и расчетныхнагрузок на напряжении 10 кВ.

Потери активной и реактивной мощности в трансформаторах ТМГ-250/10 определим по формуле:

(3.1)

(3.2)

Расчетную нагрузку цеха, приведенную к напряжению 10 кВ, определим по выражению:

(3.3)

(3.4)

Рис.3. Схема для определения потерь активной и реактивной мощностей в трансформаторах

4. Для механического отделения цеха необходимо:

1. Выполнить расстановку оборудования, приняв масштаб плана цеха 1:500.

2. Выбрать способ конструктивного выполнения сети и схему распределительной сети отделения (число силовых распределительных пунктов, распределительных шинопроводов), показав её на плане.

3. Определить расчетные нагрузки всех узлов системы электроснабжения отделения (всехсиловых распределительных пунктов, распределительных шинопроводов). Выбрать тип силовых распределительных пунктов и шинопроводов.

4. Выбрать марки и сечения распределительных сетей отделения (провода, кабели) по условию допустимого нагрева и проверить сеть по допустимой потере напряжения до наиболее удаленного от шин цеховой трансформаторной подстанции электроприемника.

5. Выбрать защитные аппараты распределительной сети, проверить их по условию защищаемости сети.

6. Представить однолинейную электрическую схему распределительной сети с указанием результатов выбранных элементов.

4.1. Расстановка оборудования

В соответствии с заданием выполняем расстановку оборудования в механическомотделении (рис.4).

Рис.4. Расстановка оборудования в масштабе 1:500

4.2. Выбор способа конструктивного исполнения и схемы распредели-тельной сети

Схема распределительной сети определяется технологическим процессом производства, взаимным расположением ввода питания и электроприемников, их единичной установленной мощностью и размещением на площади цеха. Схема должна быть проста, безопасна и удобна в эксплуатации, экономична, удовлетворять характеристике окружающей среды, обеспечивать применение индустриальных методов монтажа.

Схемы сетей могут быть радиальными, магистральными и смешанными – с односторонним или двухсторонним питанием.

Достоинства радиальной схемы заключаются в высокой надежности (авария на одной линии не влияет на работу приемников, получающих питание по другой линии) и удобстве автоматизации. Недостатками радиальной схемы являются: малая экономичность из-за значительного расхода проводникового материала; необходимость в дополнительных площадях для размещения силовых РП; ограниченная гибкость сети при перемещениях технологических механизмов, связанных с изменением технологического процесса. Выполняются радиальные схемы кабелями или проводами в трубах или коробах (лотках).

Достоинствами магистральных схем являются: упрощение щитов подстанции; высокая гибкость сети, дающая возможность перемещать технологическое оборудование без переделки сети; использование унифицированных элементов, позволяющих вести монтаж индустриальными методами.

При магистральной схеме приемники подключаются к любой точке линии (магистрали).Магистраль присоединяется непосредственно к трансформатору по схеме блока трансформатор-линия. Магистральная схема менее надежна, чем радиальная, так как при исчезновении напряжения на магистрали все подключенные к ней потребители теряют питание. Применение шинопроводов и модульной проводки неизменного сечения приводит к некоторому перерасходу проводникового материала.

При выполнении сети по смешанной схеме часть электроприемников получает питание от магистралей, часть от силовых РП, которые, в свою очередь, питаются от шинопровода. Такое сочетание позволяет наиболее полно использовать достоинства радиальных и магистральных схем.

Сеть для питания электроприемников механического отделения выполняем смешанной. Вдоль отделения устанавливаем шинопровод, к которому и подключаются электроприемники. К каждому электроприемнику прокладываем отдельную линию, выполненную проводами в трубах(радиальная сеть). Запитываем электроприемники от ШРА (3-х м секция ШРА имеет 6 ответвительных коробок) Цеховые сети, выполненные проводами, прокладываем открыто на изолирующих опорах, в трубах.

Схема распределительной сети отделения представлена на рисунке 5.

4.3. Определение расчетных нагрузок всех узлов системы электроснабжения отделения(всех силовых распределительных пунктов, распределительных шинопроводов). Выбор типа силовых распределительных пунктов и шинопроводов.

Расчетные нагрузки всех узлов системы электроснабжения определяем в соответствии с методикой изложенной в контрольном задании №1. Значение коэффициентов расчетной нагрузки (Кр) берем из таблицы П.1.1 [1]. При определении расчетной нагрузки линии непосредственно питающей одиночный электроприемник, работающий в повторно-кратковременном режиме, расчетную мощность этого электроприемника приводим к длительному режиму. Расчет нагрузки всех узлов системы электроснабжения сведены в таблицу 3 (графы 1-15).

Выбор шинопроводов производится по допустимой токовой нагрузке [2].

Шинопроводы распределиельные типа ШРА выбираются по расчетному току электроприемников, подключенных к распределительному шинопроводу.

Расчетная нагрузка распределительного шинопровода определяется по модифицированному статистическому методу [1, Приложение 1, табл. П1.1].

Условие выбора шинопроводов ШМА

А (4.1)

В соответствии с таблицей П.2.2. [1] принимаем к установке шинопроводы марки ШРА4-630, имеющие следующие характеристики:

- номинальный ток –I _ШРА= 630 А;

- номинальное напряжение – 660 В;

- сопротивление на фазу: активное – 0,10 Ом/км;

индуктивное – 0,113 Ом/км;

- линейная потеря напряжения на 100 м при равномерно распределенной нагрузке и cosφ =0,8 составляет 8,5 В;

- степень защиты – IP44.

Выбранный шинопровод проверяется по допустимой потере напряжения

(4.2)

где - линейные потери напряжения ШРА при номинальном токе и = 0,8 (табл. 4.1).

– длина шинопровода.

(4.3)

Сечение шинопровода выбрано правильно, если

1.25%<2,5 – условие выполняется.

4.4. Выбор марки и сечения распределительных сетей отделения (проводов, кабелей) по условию допустимого нагрева и проверка сети по допустимой потере напряжения до наиболее удаленного от шин цеховой трансформаторной подстанции электроприемника.

Как сказано выше распределительную сеть механического отделения (линии от распределительных пунктов к электроприемникам) выполняем проводом, проложенным в трубах.

Сечение проводов и кабелей цеховых сетей напряжением до 1 кВ выбирается сравнением расчетного тока линии с допустимым длительным током принятых марок проводов и кабелей [2,7.11] с учетом условий их прокладки и температуры окружающей среды. Метод расчета рассмотрим на примере электроприемника №25, подключенный проводом АПВ – 2,5 мм².

(4.4)

(4.5)

- условие выполняется

где - расчетный ток линии, А;

=1 – поправочный коэффициент на температуру окружающей среды при

t=+25°С (табл. 1.3.3 [1]);

- Поправочный коэффициент при прокладке кабелей в коробах отдельные ЭП с Ки до 0,7 при способе прокладки многослойно и пучками для многожильных кабелей до 4;

=0,92 - поправочный коэффициент, учитывающий ток для четырехжильных кабелей;

- длительно допустимый (табличный) ток для трехжильных кабелей.

Наиболее удаленный электроприемник от шин ЦТП это электроприемник №25 подключенный к ШРА проводом АПВ 2,5 .

(4.6)

где - потеря напряжения в ШРА, В;

- расчетный ток рассматриваемого участка, А;

- длина участка, км;

; - удельные активное и индуктивное сопротивление линии;

- коэффициент мощности нагрузки рассматриваемого участка;

Напряжение на зажимах наиболее удаленного от ЦТП электроприемника:

(4.7)

где напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора ЦТП, равное 105%;

- потери напряжения в трансформаторе ЦТП, %;

(4.8)

где - активная составляющая напряжения к.з., %

(4.9)

- реактивная составляющая напряжения к.з., %

(4.10)

- фактический коэффициент загрузки трансформатора.

Напряжение на зажимах наиболее удаленного электроприемника (станка) должно быть

При определении потери напряжения для упрощения расчетов, делаем следующие допущения:

1. нагрузка по длине шинопровода распределена равномерно;

2. не учитываем потери напряжения в коммутационных аппаратах.

Напряжение в конце шинопровода:

Uнач = (4.11)

где 1,05 – значение напряжения, поддерживаемое на шинах ТП в нормальном режиме.

Наиболее удаленный электроприемник от шин ТП – это приемник №25, подключенный проводом АПВ – 2,5 мм².

Падение напряжения в проводе определим по формуле (6.34[2]):

(4.12)

где Р= 5500 Вт – активная мощность, передаваемая по проводнику;

Q= 9515 вар – реактивная мощность, передаваемая по проводнику;

ℓ =0,039 км – длина проводника;

Напряжение в конце линии определим по формуле:

U_кон=U_нач – ΔU=385.522–7.07 =378,452 В. (4.13)

(4.14)

Напряжение на электроприемнике, наиболее удаленном от шин цеховой трансформаторной подстанции, находится в пределах нормы.