2.7 Выбор источника питания и всех элементов его схемы

В цехе механической обработки детали расположено оборудование (44), которое относится к третьей категории по надежности электроснабжения, а значит их электроснабжение может выполняться от одного трансформатора при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента, не превышает одних суток (пункт 1.2).

В качестве источника питания служит трансформаторная подстанция.

Выбор мощности трансформатора производим исходя из расчётной нагрузки всего электрооборудования участка S_р., кВ∙А, по формуле:

S_р.= √(Р_р.+Р_р.о.)² + (Q_р.+Q_р.о.- Q_{к.у.ном.})² (44)

S_р.= √(59,50+14,28)² + (74,58+4,15-50)² = 79,17 кВ∙А

Намечаем трансформатор ТМГ (трехфазные масляные герметичные серии 11) с номинальной мощностью S_ном.=100 кВ∙А и определяем для него коэффициент загрузки β, о.е., по формуле:

β = S_р./S_ном. (45)

β = 79,17/100=0,79

Для электроприёмников третьей категории надёжности электроснабжения, коэффициент допустимой загрузки равен β_доп.=0,9-0,95. Проверим выбранный трансформатор по условию:

β_доп. > β (46)

0,95 > 0,79

Т.к. условие соблюдается, окончательно принимаем трансформатор серии ТМГ11-100/10-У1 с S_ном.=100 кВ∙А; ∆Р_х.х.=0,27 кВт; ∆Р_к.з.=1,97 кВт; U_к.з.%=4,5%;

I_x.x.=2,6 %.

Элементами источника питания являются: автоматические выключатели; трансформаторы тока; распределительные шины; щиток освещения.

0,4 кВ

Рисунок 2

Выбор вводного автоматического воздушного выключателя QF1 производим по условиям:

I_ном.р. ≥ I_р.^’, (47)

I_ном.в. ≥ I_ном.2Т, (48)

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

I_ном.в. – номинальный ток выключателя, А;

I_ном.2Т – номинальный ток на вторичной обмотке трансформатора, А.

Находим расчётный ток I_р.^’, А, по формуле:

I_р.^’ = S_p.^’ /(√3·U_ном.) (49)

I_р^’ = 95,40/(√3·0,4) =137,69 А

По условию (42):

I_ном.р ≥137,69 А

Находим номинальный ток на вторичной обмотке трансформатора I_ном.2Т., А, по формуле:

I_ном.2Т = S_ном. /(√3·U_ном.2Т), (50)

где U_ном.2Т – номинальное напряжение на вторичной обмотке, кВ.

I_ном.2Т =100/(√3·0,42)=137,46 А

По формуле (43):

I_ном.в ≥ 137,46 А

Выбираем автоматический выключатель марки ВА 57-35 с I_ном.в.=250А, с I_ном.р. =160 А, I_ср.э.р. =1600 А.

Из условия (42):

160 А>137,46 А

Автоматический выключатель выбран верно.

Выбор трансформатора тока определяем по следующим условиям:

U_ном.ТА ≥ U_ном., (51)

I_ном.1ТА ≥ I_р.^’, (52)

где I_ном.1ТА – номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока, А;

U_ном.ТА – номинальное напряжение трансформатора тока, В.

Из условий (51) и (52):

U_ном.ТА ≥ 400 В

I_ном.1ТА ≥ 137,69 А

Выбираем трансформатор тока ТШН-0,66-0,5S-150/5У3 U_ном.ТА=0,66 кВ и с

I_ном.1ТА=160 А и номинальным током вторичной обмотки I_ном.ТА2=5 А.

Выбор шин производим по условию:

I_доп.ш. ≥ I_ном.2Т / К_попр., (53)

где I_доп.ш. – допустимый ток шин при расположении на ребро, А;

I_ном.2Т – номинальный ток вторичной обмотки трансформатора, А.

К_попр –поправочный коэффициент для условий прокладки проводов, о.е. Поскольку температура окружающей среды не указана в задании, то принимаем t_ср.=+25 ^ОС, тогда К_попр =1,0 о.е.

По условию (48):

I_доп.ш.≥ 137,46/1,0

I_доп.ш.≥ 137,46 А

Выбираем шины марки АТ-15x3, с I_доп.ш. =165 А.

Но так как шины расположены плашмя, то допустимый ток шины надо уменьшить на 5%:

0,95·I_доп.ш. ≥ I_ном.2Т/ К_попр. (54)

0,95·165 > 137,46/1

156,75 А > 137,46 А

Выбор автоматического выключателя QF2 для щитка освещения (ЩО) осуществляем по условию:

I_ном.р ≥ I_р.о., (55)

I_ном.р ≥ 21,46 А

Выбираем автоматический выключатель ВА 57-31 с I_ном.в.=100 А, с I_ном.р.=25А, I_ср.э.р. =400 А.

Сечение провода к ЩО выбираем по следующим условиям:

I_доп. ≥ I_р.о / К_попр, (56)

Выбор сечения проводника производим по следующим условиям:

I_доп. ≥ I_р./K_попр., (57)

I_доп. ≥К_защ.∙I_ном.р. /К_попр., (58)

I_доп. ≥ 21,46/1,0 = 21,46 А

I_доп. ≥ 1·25/1 =25,0 А

где I_доп. – длительно допустимый ток для стандартного сечения провода, А;

К_защ. – коэффициент защиты, А, так как защищаем приёмники от короткого замыкания, принимаем К_защ.=1,0 о.е.;

Выбираем провод марки АПВ – 3(1x5) + 1x2,5, с I_доп. =27 А.

Выбор автоматического выключателя QF5 для компенсирующей установки осуществляем по условию:

I_ном.р ≤ 1,3·I_ном.ку. (59)

Номинальный ток конденсаторной установки I_ном.ку, А, определим по формуле:

I_ном.ку. = Q_к.ном. / (√3·U_ном.) (60)

I_ном.ку. = 50/(√3·0,4) = 72,16 А

По условию (54):

I_ном.р. ≤ 1,3·72,16=93,80 А

Выбираем автоматический воздушный выключатель серии ВА57-35 с

I_ном.в.=250 А, I_ном.р=100 А, I_ср.э.р. =1250 А.

Выбор сечения провода к компенсирующей установке производим по следующим условиям:

I_доп. ≥ I_ном.ку./К_попр. (61)

I_доп. ≥К_защ.∙I_ном.ку./К_попр., (62)

I_доп. ≥ 72,16/1,0 =72,16 А

I_доп. ≥ 1·100/1,0 =100 А

Выбираем провод марки АПВ-3(1×50)+1×25, с I_доп. =120 А.