Вариант 2.
ТП1 питает цеха 1,2,6.
Линия 1: ТП1 – цех 1
Ток в линии:
Условие выбора кабеля на 0,4 кВ:
L=0,075 км
где
Потери напряжения находятся в допустимых пределах [1].
Потери активной мощности в линии:
Линия 2: ТП1 – цех 2
Ток в линии:
Условие выбора кабеля на 0,4 кВ:
L=0,041 км
где
Потери напряжения находятся в допустимых пределах [1].
Потери активной мощности в линии:
Линия3 ТП1- цех 6
Ток в линии:
Условие выбора кабеля на 0,4 кВ:
L=0,086 км
где
Потери напряжения находятся в допустимых пределах [1].
Потери активной мощности в линии:
Активная мощность с учетом потерь в линии:
Коэффициент реактивной мощности:
Мощность компенсирующих устройств:
,
Где – экономический коэффициент реактивной мощности, принятый для сети напряжением 0,38 кВ равным 0,35 [1].
Принимаем ближайшую стандартную мощность компенсирующих устройств – 200 квар и считаем полную мощность ТП с учетом потерь в линиях и компенсирующих устройств.
Номинальную мощность трансформатора принимаем ближайшую наибольшую, то есть 400 кВА. Тогда реальный коэффициент загрузки будет равен:
Расчет ТП 2.
ТП2 питает цеха 3.
Мощность компенсирующих устройств:
,
Где – экономический коэффициент реактивной мощности, принятый для сети напряжением 0,38 кВ равным 0,35 [1].
Принимаем ближайшую стандартную мощность компенсирующих устройств – 660 квар и считаем полную мощность ТП с учетом потерь в линиях и компенсирующих устройств.
Номинальную мощность трансформатора принимаем ближайшую наибольшую, то есть 1000 кВА. Тогда реальный коэффициент загрузки будет равен:
Расчет ТП 3.
ТП3питает цеха-4.
Мощность компенсирующих устройств:
,
Где – экономический коэффициент реактивной мощности, принятый для сети напряжением 0,38 кВ равным 0,35 [1].
Принимаем ближайшую стандартную мощность компенсирующих устройств – 840 квар и считаем полную мощность ТП с учетом потерь в линиях и компенсирующих устройств.
Номинальную мощность трансформатора принимаем ближайшую наибольшую, то есть 1600 кВА. Тогда реальный коэффициент загрузки будет равен:
Расчет ТП 4.
ТП4 питает цеха 5.
Мощность компенсирующих устройств:
,
Где – экономический коэффициент реактивной мощности, принятый для сети напряжением 0,38 кВ равным 0,35 [1].
Принимаем ближайшую стандартную мощность компенсирующих устройств – 200 квар и считаем полную мощность ТП с учетом потерь в линиях и компенсирующих устройств.
Номинальную мощность трансформатора принимаем ближайшую наибольшую, то есть 400 кВА. Тогда реальный коэффициент загрузки будет равен:
Расчет ТП 5.
ТП5 питает цеха 7,8,10,12.
Линия 1: ТП5 – цех 7
Ток в линии:
Условие выбора кабеля на 0,4 кВ:
L=0,078 км
где
Потери напряжения находятся в допустимых пределах [1].
Потери активной мощности в линии:
Линия 2: ТП5– цех 8
Ток в линии:
Условие выбора кабеля на 0,4 кВ:
L=0,082 км
где
Потери напряжения находятся в допустимых пределах [1].
Потери активной мощности в линии:
Линия3 ТП5- цех 10
Ток в линии:
Условие выбора кабеля на 0,4 кВ:
L=0,187 км
где
Потери напряжения находятся в не допустимых пределах [1].
Потери активной мощности в линии:
Линия3 ТП5- цех 12
Ток в линии:
Условие выбора кабеля на 0,4 кВ:
L=0,232 км
где
Потери напряжения находятся в не допустимых пределах [1].
Потери активной мощности в линии:
Активная мощность с учетом потерь в линии:
Коэффициент реактивной мощности:
Мощность компенсирующих устройств:
,
Где – экономический коэффициент реактивной мощности, принятый для сети напряжением 0,38 кВ равным 0,35 [1].
Принимаем ближайшую стандартную мощность компенсирующих устройств – 180 квар и считаем полную мощность ТП с учетом потерь в линиях и компенсирующих устройств.
Номинальную мощность трансформатора принимаем ближайшую наибольшую, то есть 400 кВА. Тогда реальный коэффициент загрузки будет равен:
Расчет ТП 6.
ТП6 питает цеха 9,11,13,14.
Линия 1: ТП5 – цех 9
Ток в линии:
Условие выбора кабеля на 0,4 кВ:
L=0,363 км
где
Потери напряжения находятся в допустимых пределах [1].
Потери активной мощности в линии:
Линия 2: ТП5– цех 11
Ток в линии:
Условие выбора кабеля на 0,4 кВ:
L=0,097 км
где
Потери напряжения находятся в допустимых пределах [1].
Потери активной мощности в линии:
Линия3 ТП5- цех 13
Ток в линии:
Условие выбора кабеля на 0,4 кВ:
L=0,142 км
где
Потери напряжения находятся в не допустимых пределах [1].
Потери активной мощности в линии:
Линия3 ТП5- цех 14
Ток в линии:
Условие выбора кабеля на 0,4 кВ:
L=0,03 км
где
Потери напряжения находятся в не допустимых пределах [1].
Потери активной мощности в линии:
Активная мощность с учетом потерь в линии:
Коэффициент реактивной мощности:
Мощность компенсирующих устройств:
,
Где – экономический коэффициент реактивной мощности, принятый для сети напряжением 0,38 кВ равным 0,35 [1].
Принимаем ближайшую стандартную мощность компенсирующих устройств – 440 квар и считаем полную мощность ТП с учетом потерь в линиях и компенсирующих устройств.
Номинальную мощность трансформатора принимаем ближайшую наибольшую, то есть 1000 кВА. Тогда реальный коэффициент загрузки будет равен:
Расчет потерь в трансформаторах
При выборе ТП также необходимо учитывать потери в трансформаторах.
Потери активной мощности в трансформаторе:
Потери реактивной мощности в трансформаторе:
где - количество трансформаторов;
, , , – каталожные данные трансформаторов;
- номинальная мощность трансформатора, кВА;
- расчетная мощность цеха, кВА;
– расчетный ток (ток нормального режима), А (табл. 10).
Каталожные данные трансформаторов марки ТМГ на напряжение 10/0,4 кВ:
Таблица 12. Справочные данные для трансформаторов:
Трансформаторы |
, кВт |
, кВт |
Ixx, % |
Uk, % |
Стоимость, тыс. руб. |
ТМГ – 400/10 |
0,95 |
5,5 |
2,1 |
4,5 |
212,400 |
ТМГ – 630/10 |
1,25 |
8,5 |
1,7 |
5,5 |
318,000 |
ТМГ – 1000/10 |
1,7 |
10,6 |
1,4 |
5,5 |
481,000 |
ТМГ – 1600/10 |
1,95 |
15,8 |
2 |
6 |
765,800 |
Таблица 13. Активные и реактивные потери мощности в трансформаторах.
Вариант II.
ТП |
, кВА |
, кВА |
n |
, кВт |
, кВт |
, % |
, % |
, кВт |
, квар |
Sполн, кВА |
ТП1 |
400 |
505,4 |
2 |
0,95 |
5,5 |
2,1 |
4,5 |
6,29 |
35,95 |
541,89 |
ТП2 |
1000 |
1442,4 |
2 |
1,7 |
10,6 |
1,4 |
5,5 |
22,16 |
152,13 |
1533,95 |
ТП3 |
1600 |
2288,14 |
2 |
1,95 |
15,8 |
2 |
6 |
20,05 |
162,16 |
2451,53 |
ТП4 |
400 |
588,91 |
2 |
0,95 |
5,5 |
2,1 |
4,5 |
7,86 |
42,81 |
632,43 |
ТП5 |
400 |
569,79 |
2 |
0,95 |
5,5 |
2,1 |
4,5 |
7,48 |
41,14 |
611,6 |
ТП6 |
1000 |
1442,42 |
2 |
1,7 |
10,6 |
1,4 |
5,5 |
14,42 |
90,41 |
1533,97 |
Выбор кабелей на высокое напряжение и расчет потерь в линии
Потери энергии при передаче по линии возрастают с увеличением сопротивления линии, которая в свою очередь определяется сечением провода: чем больше сечение провода, тем меньше потери. Однако при этом возрастают расходы цветного металла и капитальные затраты на сооружение линии.
Снижение затрат на сооружение электрических сетей промышленных предприятий в значительной степени зависит от выбора экономически целесообразного сечения, определяемого по экономической плотности тока jэк (А/мм²)
Правилами устройства электроустановок регламентируется значение jэк, принятое на основе технико-экономических расчетов с учетом стоимости потерь электроэнергии в строительной части линии, экономии цветных металлов и других факторов. jэк принимаем равным 1,7 (для кабеля с алюминиевыми жилами и СПЭ-изоляцией и τmax =4500 ч).
Выбор кабелей состоит из следующих пунктов:
Определение тока нормального режима:
где - мощность с учетом потерь в линиях 0,4 кВ и в трансформаторах, кВА.
Определение максимального тока, протекающего по кабелю в аварийном режиме (при отказе одной из линий):
Определение экономического сечения кабеля:
Определение стандартного сечения:
Проверка выбранного сечения по длительно допустимому току
6. Проверка по потерям напряжения
Таблица 14.Справочные данные для кабелей с СПЭ-изоляцией (кабель АПвП) :
Сечение, мм2 |
Длительно допустимый ток, А |
|
|
Стоимость 1 км кабеля, руб. |
50 |
180 |
0,6 |
0,204 |
680500 |
70 |
220 |
0,429 |
0,196 |
767100 |
95 |
262 |
0,316 |
0,189 |
877100 |
120 |
296 |
0,25 |
0,184 |
924000 |
150 |
331 |
0,2 |
0,179 |
1066200 |
185 |
373 |
0,162 |
0,175 |
1451700 |
240 |
431 |
0,125 |
0,170 |
1737200 |
Таблица 15.Сводная таблица по выбору кабелей на напряжение 10 кВ:
Вариант II.
Кабель |
Smax, кВА |
, А |
, А |
L, км |
|
|
, А |
|
Марка кабеля |
, кВ |
, % |
|
РП - ТП1 |
541,89 |
15,66 |
31,32 |
0,213 |
9,21 |
50 |
180 |
31,32<180 |
АПвП-2х50/16-10 |
3,38 |
0,03 |
0,294 |
РП – ТП2 |
1533,95 |
44,33 |
88,66 |
0,127 |
26,07 |
50 |
180 |
88,66<180 |
АПвП-2х50/16-10 |
5,69 |
0,05 |
2,358 |
РП – ТП3 |
2451,53 |
70,85 |
141,7 |
0,401 |
41,67 |
50 |
180 |
141,7<180 |
АПвП-2х50/16-10 |
29,60 |
0,29 |
6,023 |
РП – ТП4 |
632,43 |
18,27 |
36,55 |
0,596 |
10,74 |
50 |
180 |
36,55<180 |
АПвП-2х50/16-10 |
11,34 |
0,11 |
0,4 |
РП – ТП6 |
1533,97 |
44,33 |
88,66 |
0,855 |
26,07 |
50 |
180 |
88,66<180 |
АПвП-2х50/16-10 |
36,12 |
0,36 |
2,358 |
ТП6 – ТП5 |
611,6 |
17,67 |
35,35 |
0,375 |
10,39 |
50 |
180 |
35,35<180 |
АПвП-2х50/16-10 |
6,7 |
0,06 |
0,374 |
ИТОГО: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9 |
11,8 |
Технико-экономическое сравнение вариантов внутреннего электроснабжения.