Электрический расчет мяталообробатовающего завода

Произведем расчет питающей сети 10 кВ ГПП-ТП1.

Выбор сечений кабелей  и проводов напряжением выше 1кВ выполняется для условий нормального  режима по экономическим соображениям:

,

где: J_э = 1.4А/мм² – экономическая плотность тока [3, прил.18];

       I_р – расчетный ток в нормальном режиме, А.

Расчетный ток определяется по формуле:

,

где: S – расчетная нагрузка, кВА (в данном случае );

       n – количество линий;

       U_н – номинальное напряжение, кВ

Проверется выбранное сечение по допустимой нагрузке для условий нормального режима:

где  k1 – коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды согласно ПУЭ (для условий Крыма не учитывается).

k2 – коэффициент, учитывающий количество кабелей в траншее (согласно ПУЭ, табл.1.3.26).  k2 = 0.8 (4 кабеля в траншее с расстоянием         100 мм. между ними)

 Iт.доп. – дополнительная токовая нагрузка кабеля при расчетных условиях прокладки (согласно ПУЭ, табл.1.3.16).

Если условие выполняется, окончательно выбирается соответствующий кабель.

Для ТП2…ТП4 расчет производится аналогично. Результаты расчетов представлены в таблице 7. Пример таблицы приведен ниже.

Таблица №7

Название	Sр, кВА	Iр, А	Fэ, мм2	Стандартное сечение, мм2	Iт.доп, А	Iдоп.а, Iдоп.н, А	Iдоп.н ≥ Iр	Тип кабеля
ТП1	503,33	14,53	10,38	16	75	60	Да	2×ААШВУ-10 кВ 3×16
ТП2
ТП3
ТП4

 

 

8 Расчет заводской распределительной сети 0.4 кВ

Для кабельных линий 0.38 кВ определяем расчетный ток, по которому определяем минимально допустимое сечение  Fmin. Выбранное сечение проверяем по условиям нормального режима.

Для магистральных распределительных  линий характерно произвольное распределение  нагрузки вдоль линии (лист 2). При условии постоянства сечения значение плотности тока на участках такой линии различно. В этом случае в качестве расчетной нагрузки следует принимать значения линейно – квадратичной мощности:

где    Si – мощность, протекающая по i- му участку линии, кВА, длина которого li, м;

          lк – суммарная длина линии от начала до места присоединения последнего потребителя, м.

При определении экономического сечения линии следует полученное значение Sлк подставить в выражение:

где  Uн- номинальное напряжение, кВ;

    jэ – экономическая плотность тока, А/мм².

Расчетная нагрузка любого участка линии 0.38 кВ, питающей ряд  цехов и корпусов, определяется по сумме расчетных нагрузок отдельных  объектов, с учётом коэффициента одновременности k₀:

Для кабельных линий 0.38 кВ определяем ток после аварийного режима, по которому определяем минимально допустимое сечение  Fmin. Выбранное сечение проверяем по условиям нормального режима, а также по допустимым потерям напряжения в после аварийном режиме.

 

 

Для двух лучевых схем проверка по допустимым потерям напряжения проводится вычислением сечения  на минимум потерь металла:

 

 

 

       P – активная передаваемая мощность, кВт;

 

       l – длина линии, м.

Минимальное сечение:

Принимаем стандартное  сечение.

Проверяем сечение кабеля по допустимым потерям напряжения.

Если расчетная нагрузка потребителя в трехфазной линии  задана величинами активной P_p и реактивной Q_p мощностей, то для трехфазной магистральной линии с несколькими нагрузками (при одинаковых сечениях проводов или кабелей по всей длине линии) потеря напряжения (в %) определяется следующим образом:

,

  

       P - активная передаваемая мощность, кВт;

       Q - реактивная передаваемая мощность, кВАр;

       U_н – номинальное напряжение, В;

        L_i – длина линии, (от начала линии до каждой нагрузки), м.

 

 

Тогда:

            ≤ 5 %

Если условие выполняется, окончательно выбирается соответствующий кабель.

Для остальных цехов  и объектов расчет производится аналогичным  образом. Результаты расчетов сведены  в таблицу 8. Пример таблицы приведен ниже.

Таблица №8

Название линии	Длина участка линии, м	k0	Sлк, Sр, кВА	Iр, линии        А	F,  мм2	Тип кабеля, сечение	Pр, объекта     кВт	Qр, объекта кВАр	Потери напряже-ния, ∆U%
ТП1 - поз.2.10	149	0,90	8,14	12,37	3,47	ААШВУ-1кВ 4х10	3,85	6,66	1,78
- поз.2.11	36	1,00					1,15	2,00
ТП2 - поз.2.5
ТП3 - поз.2.14
- поз.2.12
- поз.2.13
- поз.2.20
ТП4 - поз.2.2
- поз.2.7, 2.4
- поз.2.18
- поз.2.6
- поз.2.16, 2.17
- поз.2.15

 

 

 

Общий план завода с трассировкой основных силовых питающих линий 0.38 кВ и 10 кВ представлен на листе 2, однолинейная электрическая схема на листе 3.

9 Расчет внутренней распределительной сети 0.38 кВ главного корпуса

9.1 Выбор комплектных шинопроводов в цехах главного корпуса

Для питания электроприемников главного корпуса предприятия используются шинопроводы подключенные к секциям шин трансформаторной подстанции через автоматические выключатели. 

Распределительные магистрали выполняют комплектными шинопроводами серии ШРА73-У3. Отдельные приемники подключают к ШРА через ответвительные коробки проводом АПВ, проложенным в трубах. На каждой секции ШРА длиной 3 м имеется восемь ответвительных коробок (по четыре с каждой стороны) с предохранителями и рубильниками.

Крепление шинопроводов типа ШРА выполняют на стойках, на высоте 1.5 м над полом, кронштейнами к стенам и колоннам здания.

 

9.2 Определение потерь напряжения в распределительных шинопроводах

Распределительные шинопроводы типа ШРА выбирают по расчетному току I_р из условия:

I_р ≤ I_ном ,

где I_ном - номинальный ток шинопровода.

Потерю напряжения в  распределительном шинопроводе  с равномерной нагрузкой и  расположением вводной секции в  начале шинопровода определяют по формуле:

,

где I_р - расчетный ток ШРА, А;

       l  - длина ШРА, км;

       r_уд , x_уд - соответственно удельные активные и индуктивные сопротивления ШРА, Ом/км.

Комплектные шинопроводы  проверяют на электродинамическую стойкость по условию:

i_уд < i_{уд.доп.,}

где  i_уд.доп - допустимый ударный ток КЗ для данного типа шинопровода;

       i_уд - расчетный ударный ток КЗ в начале шинопровода.

Выбор распределительных  шинопроводов главного корпуса покажем  на примере ШРА-1.

I_{р 1} - расчетный ток ШРА-1 (см. таблицу 3);

I_{р 1} = 75 А

Выбираем стандартный  комплектный шинопровод типа ШРА73-У3, с номинальным током I_ном = 250 А. Проверяем на соответствие условию:

I_р ≤ I_ном

75 < 250,

условие выполняется, следовательно  выбор осуществлен правильно.

Проверяем выбранный  шинопровод на потерю напряжения:

,

что меньше допустимых 5%.

Проверяем выбранный  шинопровод на электродинамическую  стойкость по условию:

i_уд < i_{уд.доп.,}

i_уд < 15 кА

Все условия выполняются, поэтому принимаем выбранный шинопровод к установке.

Для остальных шинопроводов главного корпуса выбор и проверку производим аналогично, результаты представлены в таблице 9. Пример таблицы приведен ниже.

 

Таблица №9

Название шинопровода	Тип	Iном, А	Iр.макс, А	rуд, Ом/км	xуд, Ом/км	Длина шинопровода, км	Потери напряжения∆U, %
ШРА - 1	ШРА73У3	250	75,13	0,21	0,21	0,072	0,61
ШРА - 2
ШРА - 3
ШРА - 4
ШРА - 5
ШРА - 6

 

9.3 Расчет токов КЗ шинопроводов на стороне 0.4 кВ

Сети промышленных предприятий  напряжением до 1 кВ характеризуются  большой протяженностью и наличием большого количества коммутационно-защитной аппаратуры. При напряжении до 1 кВ даже небольшое сопротивление оказывает  существенное влияние на ток К.З. Поэтому в расчетах учитывают все сопротивления короткозамкнутой цепи, как индуктивные, так и активные. Кроме того, учитывают активные сопротивления всех переходных контактов в этой цепи (на шинах, на вводах и выводах аппаратов, разъемные контакты аппаратов и контакт в месте К.З.). При отсутствии достоверных данных о контактах и их переходных сопротивлениях, рекомендуется при расчете токов К.З. в сетях, питаемых трансформаторами мощности до 1600 кВА, учитывать их сопротивления следующим образом:

0.015 Ом - для распределительных устройств на станциях и подстанциях;

0.020 Ом  - для первичных  цеховых РП, а также на зажимах  аппаратов, питаемых радиальными  линиями от щитов подстанций  и главных магистралей;

0.025 Ом   - для вторичных  цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых от первичных РП;

0.030 Ом - для аппаратуры, установленной непосредственно  у приемников электроэнергии, получающих  питание от вторичных РП.

Для установок напряжением  до 1 кВ при расчетах токов К.З. считают, что мощность питающей системы не ограничена и напряжение на стороне высшего напряжения цехового трансформатора  является неизменным.

Расчет токов К.З. на напряжение до 1 кВ выполняют в именованных  единицах. Сопротивления элементов  системы электроснабжения высшего  напряжения приводят к низшему по формуле:

,

где  x_в - сопротивление элемента системы электроснабжения высшего напряжения;

           x_н - сопротивление элемента системы электроснабжения высшего напряжения, приведенное к низшему;

           U_ном.в, U_ном.н - соответственно номинальное напряжение высшей и низшей ступеней.

Выбор защитной аппаратуры и проверка шинопроводов в цеховых  сетях на электродинамическую стойкость  осуществляется после расчета ударных  токов. Значения ударных коэффициентов  определяют по кривой   К_уд = f(x/r), а при x/r ≤ 0.5 принимают равными единице. Расчетные точки при расчетах токов К.З. выбирают в начале отходящих линий непосредственно за коммутационным аппаратом.

Расчетная однолинейная схема сети 0.4 кВ механического цеха предприятия изображена на рисунке 3, пример расчета приведен ниже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                      

             

             

 

 

        

 

 

 

 

                                                                                                  

                                                                                                                                          

 

 

 

 

 

 

             

 

                                                                                                                          

                                                       

 

 

 

          

Рисунок 3 - Расчетная однолинейная схема сети 0.4 кВ механического цеха

 

1. Определяем сопротивление  кабельной линии 10 кВ, и сразу  же приведем его к напряжению 0.4 кВ при помощи выражения:

r₀ = 2.21 Ом/км (для F = 16 мм²);

x₀ = 0.067 Ом/км (для F = 16 мм²);

l = 27 м.

 

2. Определяем сопротивление  трансформатора ТМ-400/10. По каталожным данным:

r_т = 4.96 мОм;