- •1 Краткая характеристика электроприемников цеха по режиму работы и категории бесперебойности электроснабжения
- •2 Выбор напряжения цеховой сети и системы питания силовой нагрузки и освещения
- •3 Выбор электродвигателей, пусковой и защитной аппаратуры
- •4 Расчет электроосвещения
- •4.1 Выбор системы освещения и освещённости цеха
- •Для создания равномерного распределения освещенности по всей площади цеха принимаем равномерное размещение светильников.
- •4.2 Выбор типа и мощности источника света
- •4.2.1 Расчёт рабочего освещения
- •4.2.2 Расчёт аварийного освещения
- •4.3 Выбор кабелей, питающих щитки освещения
- •4.3.1 Выбор кабеля, питающего щиток рабочего освещения
- •4.3.2 Выбор кабеля, питающего щиток аварийного освещения
- •4.4 Выбор схемы питания осветительной установки
- •4.5 Выбор типа и расположения группового щитка, компоновка сети и её выполнение
- •4.5.1 Выбор аппаратов рабочего освещения
- •4.5.2 Выбор аппаратов аварийного освещения
- •5 Расчет электрических нагрузок
- •5.1 Расчет сварочной нагрузки методом эффективных мощностей
- •5.2 Расчёт электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм
- •5.3 Распределение нагрузки по распределительным щитам
- •5.3 Выбор распределительных щитов
- •5.4 Ответвления к электроприемникам
- •6 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов
- •7 Выбор схемы электроснабжения
- •8 Расчёт необходимой компенсирующей мощности, выбор компенсационного оборудования и его размещение в цеховой сети
- •8.1 Выбор выключателей для подключения ку
- •8.2 Выбор кабельных линий для подключения ку
- •9 Уточнение расчетных нагрузок, числа и мощности цеховых трансформаторов
- •10 Выбор питающих кабелей
- •10.1 Выбор сечения кабеля по нагреву
- •10.2 Выбор сечения кабеля по экономической плотности тока
- •10.3 Выбор сечения кабеля по термической стойкости
- •11 Построение карты селективности защиты
- •11.1 Расчет токов трехфазного короткого замыкания
- •11.1.1 Определение сопротивления элементов схемы
- •11.2 Расчёт токов однофазного короткого замыкания
- •11.3 Карта селективности защиты
- •12 Выбор аппаратуры ячейки кру на гпп
- •13 Расчёт показателей качества электрической энергии
- •13.1 Расчет отклонения напряжения
- •13.1.1 Расчет отклонения напряжения в период максимума нагрузки
- •13.1.2 Расчет отклонения напряжения в период минимума нагрузки
- •13.3 Расчет коэффициента несинусоидальности кривой напряжения
- •13.4 Расчет несимметрии токов и напряжений
- •14 Расчёт заземляющего устройства
6 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов
Т.к. по составу и характеру нагрузки электропотребителей цех относится ко второй категории по бесперебойности электроснабжения, необходимо установить двухтрансформаторную подстанцию.
Мощность трансформаторов ТП цеха определяется по формуле:
, |
(6.1) |
где Sр.ц – полная расчётная мощность цеха, кВА;
n – количество трансформаторов, шт.;
βт – коэффициент загрузки трансформаторов.
Принимаем βт = 0,8 (для потребителей второй категории по бесперебойности электроснабжения) [1].
, |
(6.2) |
где Рмц, Qмц – максимальные расчётные (активная и реактивная) мощности силовой нагрузки цеха, кВт, квар;
Рро, Qро – расчётная (активная и реактивная) мощности освещения, кВт, квар;
Рсв, Qсв – расчётная (активная и реактивная) мощности сварочных установок, кВт, квар;
Максимальные расчётные мощности силовой нагрузки цеха:
Рмц = 696 кВт,
Qмц = 378,95 квар.
Расчётная мощность освещения:
Рро = 44,028 кВт,
Qро = 55,408 квар.
Расчётная мощность сварочных установок:
Рсв = 108,1 кВт,
Qсв = 143,8 квар.
Расчётная мощность дополнительной нагрузки :
Рдоп = 2000 кВт,
Qдоп = 1880 квар.
Полная расчётная мощность цеха:
Мощность трансформаторов цеха:
.
На основании Sтр выбираем два трансформатора ТМЗ – 2500/10 [9].
Таблица 6.1.- Справочные данные трансформаторов.
Тип трансформатора |
Sном.т., кВА |
Напряжение,кВ |
Uк, % |
Потери, кВт |
Iхх, % | ||
ВН |
НН |
ΔPхх |
ΔPк | ||||
ТМЗ-2500/10 |
2500 |
10,5 |
0,4 |
6,5 |
3,85 |
23,5 |
1,0 |
Фактический коэффициент загрузки:
. |
(6.3) |
Выбранная ТП располагается вне помещении цеха. Подстанция кроме двух трансформаторов содержит вводные шкафы на напряжение 10 кВ и комплектные распределительные шкафы, при помощи которых собрана схема КРУ напряжением 0,4 кВ и распределительные шкафы на напряжение 0,4кВ.
7 Выбор схемы электроснабжения
Данное производство относится ко II категории по бесперебойности питания. Так как среда данного цеха является пыльной, питание силовой нагрузки в цехе должно осуществляется по радиальной схеме. Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания (распределительный щит трансформаторной подстанции ТП) отходят линии, питающие мощные электроприёмники или групповые распределительные пункты (в данном случае), от которых в свою очередь отходят самостоятельные линии, питающие электроприёмники малой мощности.
Распределение энергии в таких сетях производится радиальными линиями от распределительных пунктов, вынесенных в отдельные помещения (электропомещение).
Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания; в них легко могут быть применены элементы автоматики.
Рисунок 8.1 – Схема питания электроприёмников цеха
8 Расчёт необходимой компенсирующей мощности, выбор компенсационного оборудования и его размещение в цеховой сети
Компенсация реактивной мощности необходима для обеспечения экономичной работы системы электроснабжения предприятия, улучшения качества электрической энергии. Прохождение реактивной мощности сопровождается увеличением тока, а следовательно вызывает дополнительные затраты на увеличение сечений проводников сетей и мощностей трансформаторов, создает дополнительные потери электроэнергии. Кроме того, увеличиваются потери напряжения, что понижает качество электроэнергии по напряжению. Под компенсацией реактивной мощности имеется в виду расчет мощности и установки батарей конденсаторов, являющихся местными источниками реактивной мощности. В данном разделе рассчитываются мощность низковольтных батарей конденсаторов.
Суммарная расчетная мощность низковольтных батарей конденсаторов определяется на основе технико-экономических расчетов по двум критериям.
Первый критерий: мощность низковольтных батарей конденсаторов определяется, исходя из минимума приведенных затрат на установку батарей конденсаторов и экономии на числе трансформаторов КТП, которая может получиться за счет компенсации реактивной мощности. Однако так как в цеху устанавливаются по одной двухтрансформаторной подстанции, и уменьшить количество трансформаторов нельзя, то расчет компенсации реактивной мощности в сети напряжением 0,4кВ производим по коэффициенту мощности, задаваемому предприятию энергосистемой (tgэ).
Тангенс угла сдвига фаз до компенсации реактивной мощности:
, (6.1)
где РР.Ц, QР.Ц – активная и реактивная мощности цеха, кВт, квар, определяемые по 5.1.12 – 5.1.13;
,
Суммарная мощность компенсирующего устройства:
, (6.2)
где tgφэ – коэффициент мощности, заданный системой, о. е, определяемый по заданию.
QКУ =2848,128*(0,86 – 0,35) = 1452,52(квар).
В качестве источников реактивной мощности используем комплектные конденсаторные установки с размещением их непосредственно на шинах 0,4 кВ ТП в соответствии с рекомендациями (2; стр. 401).
На каждую из секций 0.4 кВ цеховой ТП устанавливаем две конденсаторной установки УКМ 58-0,4-400-25–У3 [8], мощностью по 400 квар.
Так как мощность конденсаторных установок больше 400 квар, их подключение к шинам 0,4 кВ цеховой ТП производим через автоматические выключатели.