Расчет электроснабжения инструментального цеха

 

Сумарна потужність батарей конденсаторів  нижче 1 кВ, для даної групи трансформаторів:

 

тоді приймаємо 

Додаткова сумарна потужність БК до 1 кВ, необхідна  для оптимального зниження витрат визначається за формулою:

 

де  - розрахунковий коефіцієнт (стр. 76, рис. 9-10 [1] );

к1 = 11 – питомий  коефіцієнт втрат, визначається за ( стр. 47, т. П. ||. 4. [1] ) для енергосистеми Юга при кількості робочих змін 3.

к2 = 36 – при довжині живлячої смуги 1, від 1,5 до 2 км для

(стр. 48, т. П. ||. 5. [1] ).

Визначаємо  - для радіальної схеми живлення трансформатора.

 

Приймаємо

5. Розрахункове  реактивне навантаження в мережі 6 кВ промислового підприємства  ( при визначається так:

 

де  – розрахункове навантаження ЕП напругою 10 кВ, ( АД )

 

( стр. 48, т. П. ||. 6. [1] ) – втрати РМ в силових трансформаторах.

 

Баланс РМ в вузлі 10 кВ промислового підприємства можливо представити залежністью:

 

Мінімальна  РМ, генеруюча СД виходячи з умов стійкості роботи, визначається виразом :

 

 

Так як не рівно 2000 кВт (стр. 49, т. П. ||. 7. [1] ), тоді повністью використовувати СД для компенсації РМ не доцільно ( за стр. 227, [2] ) визначимо, яку частину РМ СД економічно доцільно генерувати в мережу:

 

де - втрати в СД при його номінальній РМ;

 – розрахункова вартість  втрат:  ( стр. 47, т. П. ||. 4. [1] ).

 

 

Визначаємо  так як тоді встановлюємо БК, на стороні 10 кВ, 4500 кВАр.

Визначаємо центр електричних  навантажень цеху.

9 м;

27 м;

45 м;

Центр електричних  навантажень всього цеху:

 

 

 

 

 

 

 

Для розподілу  споживачів між цеховими КТП будуємо  картограму навантажень активних та реактивних:

радіус окружностей  визначаємо за формолую :

де  - розрахункова активна потужність і-ої дільниці; 

 

 

 

Радіус окружностей  визначаємо за формолую:

де  - розрахункова реактивна потужність і-ої дільниці.

 

 

Визначаємо  місце розташування КТП.

 

 

Для однотрансформаторної КТП – КТП-1 ( живить ШМА-1 ) місце  встановлення:

 

 

Для однотрансформаторної КТП – КТП-2 ( живить ШМА-2 ) місце встановлення зівпадає з ЦЕН дільниці №3:

 

Приймаємо внутрішньоцехові (  з відкритою  установкою КТП, так як середовище промислового приміщення сухе ) трансформаторні  підстанції в цілях найбільшого  приближення трансформаторних підстанцій до центрів навантажень.

Для живлення навантажень дільниць 1, 2 та 3 встановлюємо по одній однотрансформаторній КТП 1 з трансформаторами типу ТМ-2500/10 ( стр. 43, т. П. ||. 1) [1]. Секційний вимикач між магістралями ШМА-1 й ШМА-2 обладнується системою АРВ для виконання вимог ПУЕ, а також із-за необхідностью забезпечити безперебійне живлення для споживачів 1 категорії якими являються насоси для охолодження печей опору.

Для компенсації  РМ на стороні 0,38 кВ приймаємо чотири комплектні конденсаторні установки ( ККУ ) з автоматичним регулюванням за напругою типу 4УКЛ ( П ) – 0,38 – 150 – У3 ( стр. 50, т. П. ||. 9. [1] ). По категоріям реактивних навантажень визначаємо, що КБ вигідно підключати до ШМА-1, ШМА-2 .

Визначаємо  місце підключення ККУ до магістралей ( таблиця №3.5. ).

Таблиця №3.5.

Вузол	Виконання умови
	1	2	3	4
ШМА-1	890,53150629,47	629,47150455,14	455,14150	220,05150
	Не виконується	Не викнонується	Не викнонується	викнонується

Закінчення  таблиці №3.5.

Вузол	Виконання умови
	5		6		7		8
ШМА-2	909,73150714,62		714,62150489,62		489,62150312,48		312,48150117,18
	Не виконується		Не виконується		Не виконується		Виконується

Підключаємо 2УКЛ(П)-0,38-150-У3 до ШМА-1 в точці підключення ШРА-4.

Підключаємо 2УКЛ(П)-0,38-150-У3 до ШМА-2 в точці ШРА - 8.

На стороні 10 кВ встановлюємо БК типу 4.

 

 

4. Вибір напруги, структури та конструктивного виконання внутрішньоцехової мережі

В відповідності  з методичними вказівками і завданням  до дипломної роботи приймаємо для  внутрішньоцехової мережі номінальну напругу  Мережа чотирьохпровідна з глухим заземленням нейтралі.

Приймаємо магістральну схему цехової електричної  мережі типу блок трансформатор- магістраль ( БТМ ), так як данна схема забезпечує високу надійність електропостачання ( споживачів 1, 2, 3 категорій ), універсальність  та гнучкість. В даній схемі БТМ  відсутій РП низької напруги на цеховій  підстанції, а магістраль підключається  безпосередньо до цехового трансформатору через ввідний автоматичний вимикач.

Для КТП-1 – однотрансформаторної, виконуємо резервування на стороні низької напруги 0,38 кВ між КТП-1 та КТП-2 за допомоги кабельної перемички з автоматичним вимикачем і системою АВР від ШМА-1 до

ШМА-2 .

Головні магістралі виконуємо комплектними шинопроводами типу ШМА, розподільчі  – типу ШРА. Застосування комплектних  шинопроводів забезпечує високу надійність, економічність, безопасність та зручність  в експлуатації. Забезпечується високий  ступінь індустріалізації монтажних  робіт, простота та зручність у підключенні  ЕП.

ШМА кріпляться на висоті 4 м, ШРА – на висоті 1,5 м, на рівнем підлоги кронштейнами до колон, до стін, на тросах к фермам будівлі цеху. Окремі ЕП підключаються до ШРА через відгалуження коробки кабелем або проводами в трубах. ШРА підключуються до ШМА за допомогою ввідних коробок. Трансформатори цехових КТП живлються по радіальній схемі від разних секцій шин ГПП ( ПГВ ) з допомогою кабельних ліній напругою 10 кВ з глухим підключенням живлючого кабелю до трансформатору КТП.

 

 

5. Розрахунок цехових електричних мереж

5.1. Вибір перетину провідників та комутаційних апаратів

Приклад розрахунку виконуємо для різних ЕП, результати розрахунків заносемо до таблиці №5.6.

1. Металоріжучі  верстати з легким режимом  роботи:

 

а) Відповідно ПУЕ перетин проводів та жил кабелів  до віддільних ЕП вибираємо за нагрівом тривалого розрахункового струму , де - поправочний коефіцієнт, , приймаємо =1 – коефіцієнт враховуючий температуру навколишньго середовища, =1 -коефіцієнт враховуючий кількість паралельних проводів та кабелів, прокладених в одному напрямку.

Приймаємо одножильні провода марки АПВ ( стр. 112, по табл. 2-17, ) перетином 35 з прокладуємо в ізольованих трубах або металоруковах – АПВ 3(135)+116 довжиною

Перевірка - умова виконується.

б) Вибір вимикача виконується за наступними умовами:

1. ,

2. ,

3. - якщо є захист від перевантаження,

4. .

 

Вибираємо уставки вимикача:

1. Захист від перевантаження

2. Струм спрацьовування відсічки

Приймаємо автоматичний вимикач типу А3710Б ( стр. 232, т. 3-61, ).

 

1.

2.

3.

4.

Умови виконуються.

в) Перевіряємо відповідність перетину провідників вибраному захистному пристрою:

 

Умови виконуються, остоточно приймаємо  провід АПВ 3(135)+116.

2. Вентилятори.

 

а) Відповідно ПУЕ перетин проводів та жил кабелів  до віддільних ЕП вибираємо за нагрівом тривалого розрахункового струму , де - поправочний коефіцієнт, , приймаємо =1 – коефіцієнт враховуючий температуру навколишньго середовища, =1 -коефіцієнт враховуючий кількість паралельних проводів та кабелів, прокладених в одному напрямку.

 

Приймаємо одножильні провода марки АПВ ( стр. 112, по табл. 2-17, ) перетином 50 з прокладуємо в ізольованих трубах або металоруковах – АПВ 3(150)+135 довжиною

Діаметр труб приймається за формулою:

0,32*≥*+*+…,

Де ,… - потрібний діаметр проводів та кабелів даного перерізу,

 ,…-число проводів та кабелів даного діаметра.

Д ≥   Д ≥ = 40,15 мм.

Перевірка: Ір=104,45 А.<=11130 = 130 А. – умова виконується.

б) Вибір вимикача виконується за наступними умовами:

1. ,

2. ,

3. - якщо є захист від перевантаження,

4. .

 

Вибираємо уставки вимикача:

1. Захист від перевантаження

2. Струм спрацьовування відсічки

Приймаємо автоматичний вимикач типу А3716Б ( стр. 232, т. 3-61, ).

1.

2.

3.

4.

Умови виконуються.

в) Перевіряємо відповідність перетину провідників вибраному захистному пристрою:

 

Умови виконуються, остоточно приймаємо провід АПВ 3(150)+135.

3. Насоси , компресори.

 

а) Відповідно ПУЕ перетин проводів та жил кабелів  до віддільних ЕП вибираємо за нагрівом тривалого розрахункового струму , де - поправочний коефіцієнт, , приймаємо =1 – коефіцієнт враховуючий температуру навколишньго середовища, =1 -коефіцієнт враховуючий кількість паралельних проводів та кабелів, прокладених в одному напрямку.

Приймаємо одножильні провода марки АПВ ( стр. 112, по табл. 2-17, ) перетином 10 з прокладуємо в ізольованих трубах або металоруковах – АПВ 3(110)+110 довжиною

Діаметр труб приймається за формулою

Перевірка: Ір.=39,32 А.<=1147=47 А. – умова виконується.

б) Вибір вимикача виконується за наступними умовами:

1. ,

2. ,

3. - якщо є захист від перевантаження,

4. .

 

Вибираємо уставки вимикача:

1. Захист від перевантаження

2. Струм спрацьовування відсічки

Приймаємо автоматичний вимикач типу ВА52-35 :

1.

2.

3.

4.

Умови виконуються.

в) Перевіряємо  відповідність перетину провідників  вибраному захистному пристрою:

 

Умови виконуються, остоточно приймаємо  провід АПВ 3(110)+110.

Таблиця №5.6.

Назва  електро-приймача	Розрахунковий струм	Марка та перетин	, А			min уставки вимикача		Тип  вимикача
						А	А
1. Метало-ріжучі верста-ти	83,56	АПВ 3(135)+116	100	20	417,8	104,45	417,6	А3710Б
2. Вентил-ятори	104,45	АПВ 3(150)+135	130	6	522,25	104,45	652,88	А3716Б
3.Насо-си, компре-сори	39,32	АПВ 3(110)+16	47	20	196,62	49,15	652,88	ВА52-35

 

Закінчення  таблиці №5.6.

Назва  електро-приймача	Номінальний струм пристрою, А	Номінальний струм розчеплювача, А	Номінальний струм відсічки, А
1. Металоріжучі верстати	160	140	1600
2. Вентилятори	160	160	1600
3. Насоси,  компресори	160	60	800