Внешнее и внутреннее электроснабжение цеха дверных блоков

2.1.4 Компенсация реактивной мощности

 

 

 

при tgφ = 0,75 cosφ = 0,8

 

Так как cosφ_e = 0,8 < cosφ = 0,9 необходимо установить компенсирующие устройство

 

Определяем мощность расчетную  компенсирующего устройства Q_ку, квар определяем по формуле[4.c.251]

 

,                              (6)

,                                                 (7)

 

где	QЭ	-	экономически оптимальная  реактивная мощность которая может  передана предприятию энергосистемой, квар;
	tgφЭ	-	экономичное значение коэффициента мощности, задаваемое энергоснабжающей организацией  в КП принимаем tgφЭ = 0,48;

 

 

Выбираем комплектные конденсаторные установки по таблице 11.4 [4.c.256] по условию

 

,                                               (8)

 

где

QНКУ

-

номинальная реактивная мощность комплектной конденсаторной установки, квар;

 

Устанавливаем компенсирующие устройства типа УК–0,38–300 ,номинальная мощность которого Q_Н.КУ=300 квар

2.1.5 Определение реактивной и полной расчётной мощности после компенсации

 

Определяем  реактивную расчетную мощность компенсации Q_Р.К, квар согласно диаграммы работы компенсирующего устройства

 

,                                            (6)

 

   

 

В итоге будем иметь полную расчетную  мощность после компенсации    S_Р.К , ,

 кВ∙А,                                        (7)

 

Определяем коэффициент  реактивной мощности tgφ и коэффициент активной мощности cosφ после компенсации из треугольника мощностей

 

,                                        (8)

при tgφ = 0,42 cosφ = 0,92 > 0.9

2.2 Расчет цеховой ТП

 

2.2.1 Выбор типа подстанции

 

Выбираем цеховую трансформаторную подстанцию типа КТП как наиболее прогрессивную на данном этапе развития электроснабжения промышленных предприятий.

 

2.2.2 Технико-экономический  выбор количества и мощности  силовых трансформаторов цеховой ПС

 

 

а) Выбор типа трансформаторов

 

Подстанции типа КТП комплектуются силовыми трансформаторами типа ТМЗ с герметичным баком повышенной прочности с азотной подушкой для безопасности так как устанавливаются в одном помещении с раздельным щитом 0,4 кВ.

 

б) Предварительный  выбор количества и мощности трансформаторов

 

Определяем  расчетные мощности трансформаторов S_РТ1 (S_РТ2) по формуле

 

,                                  (9)

 

Подбираем  номинальную мощность трансформаторов подстанции S_HT по условию

,                                                                (10)

I 

II 

 

Коэффициент загрузки К_З определяется по формуле [1.c.96]

 

                                                       (11)

 

в) Техническое сравнение  вариантов трансформаторов

 

I 

 

                                                    (12)

 

Аварийная допустимая нагрузка на трансформатор S_{АВ. ДОП}, , в аварийном режиме составляет [3.c.83]

 

                                              (13)

 

 

Любой из выбранных  вариантов трансформаторов должен соответствовать условию

 

                                                  (14)

 

II                               

 

 

г) Экономическое  сравнение вариантов трансформаторов

 

В качестве критерия сравнительной  эффективности вариантов электроснабжения принять минимум годовых приведенных затрат. Суммарные приведенные затраты по каждому варианту трансформаторов можно определить как [5.c.47-53]

 

,                                       (15)

 

Определяем  стоимость потерь активной электроэнергии за год  , , для одного трансформатора определяется по формуле[1.c.96]

 

,                           (16)

 

Так как Т_MAX = 3200 ч > T_MAX = 3000 ч и cosφ = 0,92 то время потерь определяется формуле [6.c.151]

 

                          (17)

 

I	ТМЗ 630	∆Pхх=1,25 кВт	Рст=7,9 кВт	К=25,47∙103∙35
II	ТМЗ 1000	∆Pхх=1,9 кВт	Рст=12,2 кВт	К=30,65∙103∙35

по [5.c.67-68]

I                     

II                   

 

Стоимость потерь активной электроэнергии C_Э, руб. определяется по формуле

,                                                 (18)

I       

II      

I 

II 

 

д) Окончательный  выбор трансформаторов

 

Окончательно  принимаем I вариант подстанции типа КТП 2х630 с трансформаторами ТМЗ по условию

 

                                                           (19)

 

как вариант  имеющий меньшие приведенные  затраты.

 

2.2.3 Выбор вводного  устройства со стороны ТП.

 

Выбираем шкаф ввода ВВ-1 6 кВ. Вводной шкаф высокого напряжения с глухим присоединением питающего кабеля к силовому трансформатору тип ВВ-1.

 

а)Выбор количества секций щита 0,4 кВ цеховой ТП

 

Так как I категория выбираем две (IСШ и IIСШ) секции шин щита 0,4 кВ ТП. При нормальной работе секционной аппаратуры отключен, чем уменьшаются токи К.З. кроме того секции , работающие в нормальных условиях раздельно, считаются независимыми источниками питания электроэнергии [2.c.13] ,что имеет существенное значение для потребителей I категории.

 

2.2.4 Выбор типа и  количества шкафов проектируемой  цеховой ТП

 

а) Выбор типа шкафов щита – 0,4 кВ

 

. Для подстанции из сборных элементов щиты комплектуются шкафами типа ЩО-01 с автоматическим выключателем отходящих линий типа ВА

 

б) Выбор количества вводных  шкафов и марки вводных автоматов

 

I_рв = I_maxв = ,

                             I_рв= I_maxв =

По току I_рв [7.c.48] подбираем вводный шкаф ЩО - 01 - 44, с автоматическим выключателем ВА 55- 43, с номинальным током ввода аппарата I_навт=1500 А по условию

 

I_навт ≥ I_рв ,

I_навт = 1500 А > I_рв = 1341 А

 

в) Выбор марки секционного  автомата и типа секционного шкафа

 

I_maxсв = = ,

 

По максимальному току I_maxaв подбираем тип секционного шкафа по условию

,

 

Устанавливаем секционный шкаф типа ЩО - 01 - 72  автоматическим выключателем ВА 53 - 41.

 

г) Выбор количества и  типа линейных шкафов щита 0,4 кВ

 

Т.к. количество отходящих  электрических линий в цех n`=12, то на каждую секцию шин присоединяем 6шт. плюс по два на каждую сторону резервных . Линейный шкаф выбираем ЩО-01-12 с автоматическим выключателем ВА 57-35 по условию

 

 ,

2.3 Расчет токов КЗ

Расчёт токов  КЗ производим в относительных базисных единицах.

 

2.3.1 Расчётная схема

Расчётную схему для  расчёта токов КЗ берём из задания на курсовое проектирование

 

 

 

 

 

Рис.1 Расчётная схема

 

2.3.2 Схема замещения

 

 

 

Рис.2 Схема замещения

 

2.3.3 Определение результирующего сопротивления в относительных базисных единицах

 

S_б = S_НТ = 25

; U _б = U_СР2 = 6,3 кВ

 

Определяем базисный ток  I_б, кА по формуле [1.c.234]

 

,                                                            (25)

 

Относительное базисное сопротивление воздушной  или кабельной линии X_*бл, определяется по формуле [1.с.229]

 

  ,                                            (26)

 

Воздушная линия

 

 

Кабельная линия

 

 

Относительное базисное сопротивление трансформатора определяет

ся по формуле [1.с.230]

 

,                                       (27)

 

Определяем  относительное результирующее базисное сопротивление по формуле

 

,                                           (28)

 

2.3.4 Определение токов и мощности КЗ

 

Определяем периодический  ток КЗ I_n0, кА определяется по формуле [1.с.234]

 

,                                             (29)

 

Определяем ударный  ток К.З. (амплитудное значение) определяется по формуле [1.с.227]

 

,                                                          (30)

 

 

Определяем  мощность К.З. , определяется по формуле [1.c.234]

 

,                                          (31)

2.4 Конструкция ЦРП

 

2.4.1 Выбор типа ЦРП

 

Так как напряжение сетей  внешнего и внутреннего электроснабжение такое же, как и напряжение сетей внутреннего электроснабжения, то есть 6 кВ, то устанавливаем ЦРП.

Выполняем ЦРП внутреннего  электроснабжения в здание из кирпича.

 

2.4.2 Выбор количества  секций ЦРП

 

Так как потребитель  электрической энергии I категории выбираем два независимых взаимно-резервирующих источников питания (две секции шин).

 

2.4.3 Выбор типа высоковольтных  камер

 

Так как ЦРП средней  мощности, то устанавливаем КРУ типа К-104М, с вакуумными выключателями типа ВБЭ.

 

2.4.4 Выбор количества камер

 

а) Камеры ввода выбирают по одной на каждую секцию, это ввод от ТП энергосистемы на сборные шины секции ЦРП.

 

б) Камера секционного  выключателя (СВ) ставят со стороны I СШ.

в) Камера секционного разъединителя (СР) ставится со стороны II СШ для создания видимого разрыва при ремонте.

 

г) Камеры отходящих  линий 

 

Количество отходящих  линий зависит от схемы внутреннего  электроснабжения.

При выборе радиальной схемы  электроснабжения от одной ЦРП будут поучать питание два высоковольтных двигателя и пять ТП.

Выбираем две ячейки для двигателей и десять для ТП, итого двенадцать ячеек.

 

д) Камеры резервные

 

С каждой стороны  нужно предусмотреть по одной  ячейке резерва, для будущего расширения завода.

 

е) Камеры измерительных трансформаторов напряжения

 

Камеры измерительных  трансформаторов напряжения устанавливаем на каждую СШ.

 

ж) Камеры ограничителей  перенапряжения

 

Камеры ОПН  устанавливаем по одной на каждую СШ.

 

2.4.5 Составление опросного  листа

 

Для изготовления высоковольтных камер ЦРП на завод изготовитель высылается составленный проектной организацией опросный лист. На опросном листе отображается однолинейная схема высоковольтного ЦРП и в таблице, под однолинейной схемой указываются номинальные, или расчётные токовые нагрузки каждого присоединения (камеры), наименование каждой камеры, тип присоединённого силового оборудования (силового трансформатора, в/в электродвигателя и т.д.), тип в каталожный номер каждой камеры, сечение сборных и ответвительных шин, опорных и проходных изоляторов, тип разъединителей для камер КСО, тип вакуумных выключателей и их приводов, тип предохранителей, ИТТ, ИТН, амперметров, электрических счётчиков активной и реактивной энергии.

При двухсекционном ЦРП  удобнее для эксплуатационного персонала номера I СШ нумеровать нечётными числами, а II СШ - чётными числами.

 

2.4.6 Расчёт электрической  нагрузки предприятия