Электроснабжение и оборудование промышленных предприятий

Задание 1.

Расчет электрических нагрузок определяется в соответствии с «Указаниями по определению электрических нагрузок в промышленных установках» по средней мощности и коэффициенту максимума К_м (метод упорядоченных диаграмм).

Исходными данными для расчета служит ведомость электроприемников (Э.П.) среднелистового стана, приведенных в табл. 1.

Расчету предшествует разделение Э.П. на характерные группы с одинаковыми (близкими по значению) параметрами:

1. По величине напряжения:

а) Высоковольтные с U=6кВ.

б) Низковольтные с U=1кВ.

2. По коэффициенту использования К_и (принимается из справочника и коэффициенту мощности cos ц (табл. 1)

3. По характеру нагрузки: гр. А-с переменным графиком нагрузки; гр. Б-с постоянным графиком нагрузки.

Результаты расчетов электрических нагрузок сведены в табл. 2.

Таблица 1. Ведомость электроприемников среднелистового стана

Порядок заполнения таблицы 2.

Графа1. Все в/в приемники объединены в гр. Б. н/в приемники подразделяются на гр. А и гр. Б.

Графа4. Мощность Э. П. работающих в повторно-кратковременном режиме с ПВ<1 пересчитывается на ПВ=1 по формуле: Р_н=Р_пасп,где ПВ — в отн. единицах. Например: Заслонки печей: ПВ=40% или ПВ=0,4 отн. ед. Р_пасп=3*22=66 кВт; Р_н=66=41,7 кВт и т. д.

Графа5. Значения К_и принимаются из справочника [3, табл. 2.11]

Графа 6. Значения tg ц принимается по значениям cos ц по таблицам Брадиса[4].

Например: Насосы охлаждения: cos ц=0,87; tg ц=0,57 и т. д.

Графа 7, 8. Для группы приемников электрической энергии одного режима работы средние активная и реактивная нагрузки за наиболее нагруженную смену определяются по формулам:

Р_см=К_n

Q_см=Р_см

электрический трансформатор нагрузка где К_n-коэффициент использования активной мощности группы ПЭ [2]

Р_н-номинальная (установленная) мощность группы Э.П., кВт.

tgц — коэффициент реактивной мощности группы ЭП, соответствующий средневзвешенному значению коэффициента мощности.

Например: Привод клети «трио»:

Р_см=0,4*12 500=5000 кВт

Q_см=5000*0,33=1650 кВар и т. д.

Графа 9. Расчет n_э-эффективное число электроприемников группы различных по номинальной мощности и режиму работы понимают число однородных по режиму работы Э.П. одинаковой мощности, которое обуславливает ту же расчетную нагрузку, что и данная рассматриваемая группа различных Э.П.

Величина n_э может быть определена по упрощенной формуле [1]

n_э=,

где Р_нmax-номинальная активная мощность наибольшего приемника группы А

n_э=

Графа 10. Величина коэффициента максимума К_m находятся по кривым К_m=f (К_n, n_э) в зависимости от величины средневзвешенного значения коэффициента использования К_n.ср. и n_э.

Для группы, А 6 кВ (табл. 2)

К_n.ср=

Из кривых К_m=1.87

График зависимости К_m=f (К_n, n_э) [3]

Графа 11. Расчетная силовая нагрузка группы приемников определяется по средней мощности за максимально загруженную смену Р_см и К_m [3]

Р_р= К_m

Для приемников группы, А 6 кВ (табл. 2)

Р_р=1,87*11 528=21557,36 кВт.

При n_Э<10 K_m'=1,1

При n_Э>10 K_m'=1

Q_p= K_m'*Q_СМ=1,1* Q_СМ= 4208,96.

Для приемников группы Б Р_р=; Q_p= (графы 11 и 12)

Графа 13. Полная мощность.

S_p==22 784,4 кВА.

Таблица 2. Результаты расчёта электрических нагрузок

Задание 2.

Размеры цеха для нечетного варианта:

F_ц=64Ч100=6400м²

Плотность нагрузки при U=0,4кВ равна у=

При у<0,2 целесообразно устанавливать трансформаторы S_тр.=630 кВА [1]

Число трансформаторов при коэффициенте загрузки К_з=0,7:

n_т?

При установке 1 трансформатора коэффициент загрузки составит:

Кз =

Что является допустимой величиной (допустимые значения — от 0,5 до 0,9)

Окончательно принимаем к установке 1 трансформатор ТМН — 630/6

Разработка схемы электроснабжения.

Поскольку категория электроприемников не указана, принимаем все потребители III категории и учитывая небольшую мощность цеха принимаем одиночную одноступенчатую радиальную схему без резервирования. (рис. 1)

Задание 3

Выбор марки и сечения кабелей U>1кВ Сечения кабелей определяются по экономической плотности тока с учетом аварийной перегрузки трансформатора.

I_дл.=

Экономическая плотность тока по табл. 1.3.36 ПУЕ для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами при годовом числе использования нагрузки >5000 ч. т:J_э=1,2

Экономически целесообразно сечение:

F_э=

Ближайшее стандартное сечение F_э.ст.=70мм²

При заданном токе к.з. 6кА Тепловой импульс тока к.з.

В=

где t_откл=1с-время отключения цехового трансформатора.

Т_а=0,15с-постоянная времени для шин цеховой подстанции.

Минимальное термическое устойчивое сечение:

S_min.т=

где с=90-конструктивный коэффициент [1]

Окончательно принимаем кабель АСБГУ-3Х70, прокладываемый внутри цеха в канале.

Задание 4, 5

Выбор выключателей, разъединителей и трансформаторов тока на U=6Кв.

Выбор выключателя.

Выключатели проверяются по длительному допустимому току, отключательной способности и стойкости к сквозным токам к.з.

Условия выбора и проверки приведены в табл. 3.

Предварительно выбираем масляный выключатель ВМП-10−630/31,5УЗ на ток 630 А.

Для его проверки определяем:

— ударный ток короткого замыкания

i_у=

где К_у=1,92 по табл. 2.45 [6]

— периодическая составляющая тока к.з. в начальный момент времени:

— в момент отключения короткого замыкания:

— полный ток к.з. в момент отключения:

i_кф=i_ao+i_aф=8,48+4,97=13,27кА Таблица 3. Условия выбора и проверки выключателя

Выключатель удовлетворяет условиям нормального, ремонтного и аварийного режимов.

Выбор разъединителя

По номинальным параметрам подходит разъединитель РВ-10/400-У3

Результаты выбора и проверки приведены в табл. 4.

Таблица 4. Условия выбора и проверки разъединителя

Выбор трансформаторов тока.

По номинальным параметрам подходят трансформаторы тока ТПЛ-10−200/5−0,510Р-У3

Результаты проверки приведены в табл. 5

Вторичная нагрузка трансформатора тока z₂ определяется для наиболее загруженной фазы при схеме соединения ТТ в неполную звезду. (рис. 2)

Таблица 5. Условия выбора и проверки трансформатора тока

На присоединение цехового трансформатора рекомендуется устанавливать амперметр (в фазе А), и трехфазные счетчики активной и реактивной энергии.

Для расчета вторичной нагрузки ТТ составляется табл. 6.

Таблица 6. Расчётная вторичная нагрузка

Наиболее загруженная фаза А:

S_приб.=5,5ВА Сопротивление измерительных приборов фазы А

r_приб=

Максимально возможное сопротивление соединительных проводов при

r_2ном.=0,4−0,22−0,05=0,13 Ом.

Сечение соединительных проводов

S_пр=

где с=0,028-для алюминиевых проводов

l=4 м-длина трассы.

Принимаем ближайшее большее S_пр=6мм².

При этом сечении сопротивление проводов

r_пр.=

Вторичная нагрузка трансформатора тока

r_2расч.=0,22+0,05+0,03=0,3 Ом.

Здесь 0,05 Ом — переходное сопротивление контактов в токовой цепи.

Трансформатор тока удовлетворяет условиям нормального, утяжеленного и аварийного режимов.

электрический трансформатор нагрузка

1. Малофеев А. В. «Электроснабжение и электрооборудование промышленных предприятий». Методические указания: — Магнитогорск, МГТУ, 2003 г.

2. «Справочник по электроснабжению и электрооборудованию промышленных предприятий». Под редакцией Федорова А. А.; М. ЭАИ, 1986 г.

3. Липкин Б. Ю. «Электроснабжение промышленных предприятий». Москва, Высшая школа, 1990 г.

4. Брадис В. М. «Математические таблицы», 2005 г.

5. Федоров А. А., Старкова Л. Е. «Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования». Москва, Энергоатомиздат, 1987 г.

6. Рожкова Л. Д., Козулин В. С. «Электрооборудование станций и подстанций» М. ЭАИ, 1987 год.