Проектирование электроснабжения цеха

Найдём потерю напряжения в высоковольтной кабельной линии КЛ3.

Сопротивление кабеля 10 кВ, питающего КТП цеха (АПвП 3×150) (пункт 12.1.1):

	(13.11)

Падение напряжения в кабеле, питающем цеховой трансформатор:

	(13.12)

Найдём потерю напряжения в трансформаторе.

Активное и реактивное сопротивления трансформатора КТП:

Потеря напряжения в кабеле от шин 0,4 кВ КТП до ПР-4 (ВВГ 3×90+50).

Сопротивление кабеля 0,4 кВ, питающего  ПР-4 (пункт 12.1.1):

	(13.13)

где P_р.пр4., Q_р.пр4. – расчетная активная и реактивная мощности распределительного пункта ПР-4 (пункт 6.4).

Потеря напряжения в кабеле присоединения  электродвигателя насоса (кабель марки  ВВГ 3×1,5+1,5; пункт 12.1.1):

Данные электродвигателя АИР160S4, установленного в насосе:

cosφ = 0,89;
РР = РНОМ = 15 кВт;
	(13.14)

Отклонение напряжения в период минимума нагрузки:

(13.15)

где δU₁^’ = 5 % (из задания на курсовой проект);  δU_{ДОБ ТП} ^‘= ± 5 %.

Следовательно, отклонение напряжения в период максимума нагрузки не превышает допустимого значения  

14 Расчет заземляющего  устройства

 

Для установок, имеющих напряжение до 1000 В и выше, получаются два значения нормативных сопротивлений заземляющего устройства:

R _ЗУ = 4 Ом – для стороны до 1000 В;

– для стороны выше 1000 В.

Так же, сопротивление заземляющего устройства для электроустановок 6-35 кВ не должно превышать 10 Ом.

В электроустановках  до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства в любое время года должно быть не более 4 Ом (при мощности источника свыше 100 кВ·А) [14].

За  расчётное значение должно быть принято  меньшее из этих двух значений, как  обеспечивающее безопасность. Определяем сопротивление заземляющего устройства:

(14.1)

где I_З = 8 А (из задания на курсовой проект).

Таким образом, определяющим для расчёта  является следующее требование:

Заземляющее устройство выполняем в виде выносного  контура (прямоугольника 15 15 м) из горизонтальных и вертикальных заземлителей. В качестве вертикальных электродов используем стальные стержни диаметром 12 мм и длиной L_в = 5 м. Верхний конец электрода находится ниже уровня земли на 0,7 м.

 

Рисунок 14.1 – Конструкция заземляющего устройства

 

Горизонтальные  электроды выполняем из полосовой  стали 40 4 мм. Общая длина полосы L_г = 60 м. Определяем сопротивление растеканию горизонтальных электродов:

(14.2)

где b=0,04– ширина полосы, м;

t = 0,7 – глубина заложения полосы,м;

ρ_р = k_с ∙ ρ – расчётное сопротивление грунта;

k_с = 2 для горизонтальных электродов длиной 15 м [13];

ρ = 195 Ом∙м (из задания на курсовой проект).

Предварительно принимая в контуре 20 вертикальных заземлителей, по таблице 7.4 [13] для a/L_в = 3 находим коэффициент использования полосы η_г=0,45, тогда сопротивление полосы в контуре из 20 вертикальных заземлителей:

	(14.3)

Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей:

	(14.4)

Сопротивление одного вертикального заземлителя:

(14.5)

где ρ_р = k_С ∙ ρ = 1,4 ∙ 195 – расчётное сопротивление грунта, Ом∙м;

k_С = 1,4 [13] – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и пересыхание грунта для вертикальных электродов длиной 3÷5 м;

ρ = 195 Ом∙м – удельное сопротивление грунта, измеренное при нормальной влажности;

L_в = 5 м – длина электрода;

d = 0,012 м – внешний диаметр электрода;

– расстояние от поверхности земли  до середины электрода, м.

Количество  вертикальных заземлителей находим, приняв коэффициент использования η_В = 0,68 по таблице 7.5 [13]:

	(14.6)

Окончательно  принимаем в контуре 20 вертикальных заземлителей.

Найдём  сопротивление заземляющего устройства из 20 вертикальных электродов:

	(14.7)
	(14.8)

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Основные  технические и показатели проекта «электроснабжение конвертерного цеха»

Установленная мощность	2011,4 кВт
Напряжение цеховой электрической  сети	380/220 В
Расчётная мощность (максимальная)	2375,51 кВ·А
Коэффициент мощности:
до компенсации	tg φ = 0,58; cos φ = 0,79
после компенсации	tg φ = 0,35; cos φ = 0,9
Тип, число и мощность трансформаторов  цеховой подстанции	ТМЗ – 1600/10 2 шт.
Коэффициент загрузки трансформаторов	kЗ = 0,64
Расход электрической энергии  за год:
активной       :
реактивной   :
Удельная плотность нагрузки
Напряжение питания цеховых  подстанций	10 кВ

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1. Правила устройства электроустановок – М.: Энергоатомиздат, 2009 г.
2. «Электрическая часть станций и подстанций» справочные материалы под ред. Б.Н. Неклепаева, -  М.: Энергия, 1978 г.
3. Б.А. Князевский, Б.Ю. Липкин «Электроснабжение промышленных предприятий», М.: «Высшая школа», 1986 г.
4. Специальные вопросы электроснабжения. Составитель – А.И. Гардин, -  НГТУ, 1988 г.
5. Г.М. Кнорринг «Справочник для проектирования электроосвещения» -  Л.: «Энергия», 1968 г.
6. Справочник по проектированию электроснабжения под ред. Ю.Г. Барыбина и др. – М.: «Энергоатомиздат», 1990 г.
7. «Электроснабжение и электрооборудование цеха» / Методические указания – Н.Н., 2002 г.
8. А.В. Беляев «Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ» - Л.: «Энергоатомиздат», 1988 г.
9. «Расчеты токов короткого замыкания в электрических сетях» / Методические указания – Н.Н., 1991 г.
10. ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения»
11. «Характеристики электрооборудования напряжением 0,4 кВ» / Справочное пособие – Н.Н., 2002 г.
12. Крановое оборудование: Справочник/ Алексеев Ю.В., Богословский А.П. и др. – М.: Энергия, 1979.
13. Козулин В.С., Рожкова Л.Д. Электроснабжение - М.: Энергоатомиздат, 1993.
14. Правила устройства электроустановок.- 7-е изд. - М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003.
15. ВСН-363-76 «Инструкция по монтажу шинопроводов напряжением до 1000 В».
16. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: Учеб. пособие для вузов. – 2-е изд., доп. – М.: Высш. шк., 2000. – 255 с. ил.