Расчет цехового трансформатора

Министерство  образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального 

образования

Пермский  научно-исследовательский политехнический  университет

 

Кафедра «Микропроцессорных средств автоматизации»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу «Электроснабжение  промышленных предприятий»

 

вариант 35

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                             Выполнил студент гр. ЭСз-10-2:

                                  Кузнецов С.Д.

                                                                     Проверил: старший преподаватель Бачурин А.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь, 2014 г.

 

Содержание

Расчёт электрических нагрузок
Введение	3
Расчёт электрических нагрузок	5
Компенсация реактивной мощности	8
Выбор цехового трансформатора	10
Выбор номинальных параметров питающих проводников	10
Выбор аппаратов защиты	12
Проверка выбора оборудования по условию  отклонения напряжения	14
Потери мощности и электроэнергии в трансформаторе и линии Л1	15
Заключение	17

Список литературы              18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт электрических  нагрузок.

 

Введение

На рис. 1 приведена радиальная схема  цеховой электрической сети, от которой  питаются трёхфазные асинхронные двигатели, используемые для привода различных  производственных механизмов. По назначению электродвигатели разделены на четыре однородные группы, каждая из которых подключена к отдельному силовому распределительному пункту (СП).

Номинальное напряжение на шинах РП – 6 кВ.

Требуется:

1. Определить по методу коэффициента максимума электрическую нагрузку цехового трансформатора и всех, указанных в схеме линий.

2. Выполнить мероприятия по максимально возможной компенсации реактивной мощности (РМ). За источник РМ принять батареи статических конденсаторов.

3. Выбрать цеховой трансформатор и выписать его технические данные из справочника (см. приложение, либо любой электротехнический справочник).

4. Выбрать марки проводов и кабелей всех линий и определить их сечение по нагреву расчётным током.

5. Приняв напряжение на вторичной стороне ТП неизменным и равным 400 В, определить потерю напряжения от шин ТП до наиболее удаленного электродвигателя и сделать вывод о соответствии сечений выбранных проводов и кабелей допустимой потере напряжения.

6. Определить потери мощности и электроэнергии в цеховом трансформаторе и в одной из линий, питающих силовые распределительные пункты (взять произвольно).

7. Сделать выводы по расчётам, а также выбору оборудования.

Считать, что цех работает в три смены, трансформатор включен круглый год.

 

Таблица 1

Производство, цех, отделение	CП1	СП2	СП3	СП4
Цех огнеупоров	Дробилки молотковые*	Питатели*	Конвейеры*	Толкатели**

* - длительный режим работы.

** - повторно-кратковременный режим  работы.

                                                                                                   Таблица 2

Распределительный пункт		СП1		СП2	СП3	СП4
Двигатель		160	125	75	40	13	7,5	5,5	3
	Тип (серия)	АК2	АК2	АО2	АО2	АО2	А2	АО2	АО2
Количество двигателей		2	1	2	3	2	2	3	1

 

 

 

 

 

1.Расчёт электрических  нагрузок.

Двигатели на СП работают при повторно-кратковременном  режиме работы, нам необходимо их перевести  в длительный режим.

,      Пв=60%                              

Все расчеты сведены в таблицу  3

                                                                                                        Таблица 3

СП1(кВт)	СП2(кВт)	СП3(кВт)	СП4(кВт)
160	75	40	10,1
160	75	40	10,1
125	-	40	5,81
-	-	-	5,81
-	-	-	4,26
-	-	-	4,26
-	-	-	4,26
-	-	-	2,32

Получасовой максимум нагрузки (расчётная  нагрузка) на всех ступенях распределительных и питающих сетей, включая, преобразователи и трансформаторы, определяется по формуле:

, 

Средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену вычисляется из соотношения:

, 

Полная  расчётная мощность узла и ток  определяются по формулам:

; 

, 

где - номинальное напряжение в узле.

 Для  распределительных пунктов:

Величина  для группы однородных приёмников определяется по суммарной номинальной мощности и коэффициенту использования, характерному для данной группы приёмников:

, 

Средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену вычисляется из соотношения:

, 

Расчётная реактивная нагрузка в узле принимается  равной:

; 

. 

Эффективное число приёмников:

. 

При

;  

.

При и

;  

 

Для Л1:

;

Для Л2:

Эффективное число приёмников:

;

Для Л2+Л1:

Эффективное число приёмников:

;

_{Ки=Рсм1,2/Рн1,2=416/(160+160+125+75+75) =0.7}

_{Км=1,26 (Коэфициент максимума берем из приложения к расчетной работе №1)}

Для остальных линий расчёт ведётся  аналогично, результаты расчёта сведены в табл.4.

Таблица 4

Таблица 4Параметр	Линия
	Лтп	Л1	Л2	Л2+Л1	Л3	Л4
	-	0,8	0,4	0,7	0,5	0,2
	-	0,85	0,6	0,6	0,7	0,5
	-	1,33	1,33	1,33	1	0,33
	-	3	2	5	3	7
	-	-	-	416	-	9,38
	-	-	-	553,28	-	3,1
	-	1,43	2,3	1,26	1,87	2,10
	734,7	445	150	524,16	120	19,7
	914,76	591,85	199,5	697,13	120	3,41
	1173,27	740,48	249,6	872,2	169,71	19,99
Ip, А	1783	1125	379	1325	258	30

2. Компенсация реактивной мощности

Произведём компенсацию реактивной мощности при помощи статических батарей конденсаторов до нормативного  tg =0,4. Установим батарею конденсаторов на шину 0,4кВ. Места присоединения батареи конденсаторов показаны на рис. 2.

Рассчитаем мощность конденсаторной батареи.

Потребляемая реактивная мощность до компенсации 914,76 кВар. Согласно нормативным документам, соотношение потребляемой активной и реактивной мощности должно составлять: tg =0,4, т.е. мощность составит:

кВАр

Необходимый уровень компенсации  составит:

кВАр

Для компенсации применим конденсаторную установку контакторного типа:

УКРМ-0,4-625-25-13. Номинальная мощность установки 625 кВАр, имеет 12 ступеней регулирования с шагом 50 кВАр, и одну ступень 20 кВАр.

Расчётная потребляемая мощность с  учётом компенсации на линии Л_тп составит 290 кВАр, tg =0,4.

Произведём перерасчёт с учётом компенсации реактивной мощности:

 кВА

3. Выбор цехового трансформатора

Рассчитаем мощность трансформатора по формуле

 кВА

Фактический коэффициент загрузки

 

Рассчитаем минимальное число  трансформаторов

 

На основании вышестоящих расчетов выбираем цеховой трансформатор.

4. Выбор номинальных параметров питающих проводников

 

Сечение проводников в цеховых  электрических сетях определяется по нагреву расчётным током с  последующей проверкой выбранного сечения по потере напряжения. Произведем расчет токов:

А

А

А

А

А

Данные  по конструктивному выполнению питающей сети, расчетные токи, поправочные  коэффициенты, допустимые токи кабелей  и проводов, сечениях жил и количеству параллельно проложенных кабелей, сведем в таблицу 5.

Таблица 5

Параметр	Линия
	Лтп	Л1	Л2	Л3	Л4
Длина линии, км	0,01	0,165	0,035	0.190	0,210
	1783	1125	1325	258	30
Способ прокладки	Вода	Труба	Труба	Открыто	Кабельный канал
Вид линии	Кабель	Кабель	Кабель	Кабель	Кабель
Материал проводника	Алюминий	Медь	Алюминий	Медь	Алюминий
Материал изоляции	Бумага	Резина	Резина	Резина	Резина
Материал оболочки кабеля	Свинец, броня	Нагрево- стойкая резина	Нагрево- стойкая резина	Нагрево- стойкая резина	Пластмасса
	1800	1220	1350	260	30
S,мм²	5(4х120)	4(4х150)	5(4х185)	1(4х120)	1(4х6)
	1	1,08	1,02	1	1
Марка кабеля	АСБ	КГ-НГ	АПН	КГ-НГ	ШПВ