ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" КАФЕДРА "ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ" Методические указания по курсовому проекту на тему "Электроснабжение цеха" Составитель: доцент кафедры ЭПП Лыков Ю.Ф. Самара 2007 1. Исходные данные. 1.1. Каждый студент получает один из 80 вариантов плана цеха с размещением электроприемников (ЭП). Названия ЭП, их установленные (номинальные ) мощности и условные обозначения на плане приведены в разделе 5 "Электроприемники". 1.2. Категория надежности питания - II. 1.3. Среда помещения - нормальная. 1.4. Цех работает в две смены, Тм = 4000 часов в год. 1.5. Источник питания цеховой ТП - шины ГПП: Номер Номин. Мощность КЗ, Расстояние, Схема пит. Норм. Vцп Vцп вар-та напряж., кВ МВА км tgφ мин макс 1 - 20 6 150 0,5 Радиальная 0,15 +4% +2% 21 - 40 6 200 0,8 Магистральн. 0,2 +3% +2% 41 - 60 10 250 1,2 Радиальная 0,25 +2% 0% 61 - 80 10 300 1,4 Магистральн. 0,3 +1% -1% 1.6. Здание цеха выполнено из сборных железобетонных конструкций. Колонны сечением 500 х 500 мм располагаются с шагом 6000 мм (6 м), ширина пролета выбирается из ряда 12, 18, 24, 30 м. Высота здания цеха от нулевой отметки до нижнего пояса ферм - 6 м. В зависимости от ширины цеха здание может состоять из двух или трех пролетов. Например, цех шириной 48 м может иметь два пролета по 24 м, или два пролета 18 м и 30 м, или 4 пролета по 12 м; цех шириной 36 м может состоять из: 2х18 м, или 3х12 м , или 24 + 12 м. Количество пролетов выбирается студентом самостоятельно с учетом расположения технологического оборудования. Рис.1. Пример плана и разреза двухпролетного (2х18=36 м) здания цеха. 2. Содержание расчетно-пояснительной записки. 2.1. Выбор напряжения и режима нейтрали для цеховой распределительной сети. 2.2. Расчет электрических нагрузок цеха с учетом освещения. 2.3. Расчет мощности компенсирующих устройств (КУ), выбор количества и мощности понижающих трансформаторов цеховой ТП, выбор рационального варианта размещения КУ. 2.4. Выбор местоположения цеховой ТП, определение схемы и конфигурации цеховой распределительной сети. 2.5. Расчет нагрузок на отдельные участки цеховой сети, выбор сечений участков, выбор коммутационной и защитной аппаратуры. 2.6. Выбор ячейки 6 - 10 кВ, расчет сечения высоковольтного кабеля, расчет уставок защит на стороне 6 - 10 кВ. 2.7. Расчет токов КЗ в цеховой сети, проверка электрооборудования на устойчивость к токам КЗ, проверка чувствительности защиты. 2.8. Расчет потерь напряжения, выбор отпайки ПБВ цехового трансформатора. 3. Оформление расчетно-пояснительной записки. 3.1. Титульный лист (см. приложение П1). Обозначение курсового проекта приводится на титульном листе и в угловых штампах чертежей. Оно состоит из 3-х частей, разделенных точками: "СамГТУ.140211.номер вар.", где: - "140211"-шифр специальности, - "номер вар."- номер варианта курсового проекта. 3.2. Вариант плана цеха с расположением ЭП, перечень ЭП цеха и прочие исходные данные. 3.3. Оглавление. 3.4. Основная часть в соответствии с п.п.2.1 - 2.8. 3.5. Библиографический список. 3.6. Расчетно-пояснительная записка оформляется в рукописном виде или с помощью компьютера на одной или двух сторонах листов формата А4 (210х297 мм). 4. Графическая часть. 4.1. План цеха с нанесением технологического оборудования, силовой электрической сети, КУ, цеховой ТП, высоковольтного кабеля (пример плана приведен в приложении П2). 4.2. Схема силовой эл. сети и конструктивный чертеж цеховой ТП(пример схемы приведен в П3) . 4.3. Чертежи выполняются либо "вручную" на листах ватмана формата А1, либо с помощью компьютера в "Autocad" или в "Компасе" на листах формата А3, А2 или А1. 5. Электроприемники. № п/п Наименование ЭП Уст. мощн. Усл. обознач. на плане 1. Токарно-винторезный 11 кВт 2. Горизонтально-фрезерный 18 кВт 3. Вертикально-сверлильный 9 кВт 4. Горизонтально-расточной 20 кВт 5. Продольно-строгальный 10 кВт 6. Долбежный 8 кВт 7. Плоскошлифовальный 19 кВт 8. Координатно-расточной 14 кВт 9. Тепловая завеса (вентилятор) 3 кВт 10. Копировально-фрезерный 18 кВт 11. Горизонтально-фрезерный 12. Круглошлифовальный 17 кВт 21 кВт 13. Плоскошлифовальный 17 кВт 14. Вертикально-фрезерный 16 кВт 15. Радиально-сверлильный 9 кВт 16. Токарно-револьверный 15 кВт 17. Отрезной 7,5 кВт 18. Вентилятор 4 кВт 19. Отрезной 9 кВт 20. Ножницы гильотинные 5,5 21. Ножницы универсальные 4 кВт 22. Пресс кривошипный 6,5 23. Пресс кривошипный 9 кВт 24. Пресс гидравлический 7 кВт 25. Обдирочный 10 кВт 26. Карусельный 14 кВт 27. Токарный полуавтомат 5 кВт 28. Токарный 6 кВт 29. Мостовой кран, ПВ=40% 7,8 кВт 30. Сварочная машина дуговой сварки, 40 кВА однофазная, ПВ=40%, Cosφ=0.7, 380 В 31. Сварочный выпрямитель 14 кВт кВт кВт 32. Сварочная машина точечной сварки, 78 кВА трехфазная, ПВ=25%, Cosφ=0,6 33. Сварочная машина точечной сварки, 56 кВА трехфазная, ПВ=25%, Cosφ=0,65 34. Сварочный пресс 20 кВт 35. Печь сопротивления проходная, трехфазная 40 кВт 36. Мостовой кран, ПВ=40% 12 кВт 37. Штамповочный пресс 10 кВт 38. Ковочный пресс 11,5 39. Ковочный пресс 15 кВт 40. Штамповочный пресс 5,5 кВт 41. Кузнечный молот 7 кВт 42. Кузнечный молот 10 кВт 43. Пресс автоматический 12,5 44. Печь сопротивления проходная, трехфазная 45. Печь сопротивления проходная, трехфазная 46. Печь сопротивления закалочная, трехфазная 47. Печь сопротивления закалочная, трехфазная 35 кВт 48. Муфельная печь сопротивления, однофазная, 220 В 49. Печь индукционная однофазная, Cosφ=0,4, 220 В 50. Печь индукционная однофазная, Cosφ=0,4, 380 В 60 кВт 20 кВт 32 кВт 6 кВт 20 кВА 32 кВА кВт кВт 6. Список литературы. 1. Справочник по проектированию электроснабжения под ред. Круповича, изд. третье, "Энергия", М., 1980. 2. Мукосеев Ю.Л., Электроснабжение промышленных предприятий, Энергия, М., 1973. 3. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередачи и сетей под ред. Большама, "Энергия", М., 1975. 4. Электротехнический справочник, седьмое издание, под общей редакцией профессоров МЭИ, том 1, общие вопросы, электротехнические материалы, "Энергоиздат", М., 1988 (шифр библ-ки СамГТУ: 621.3, Э455). 5. Электротехнический справочник, седьмое издание, под общей редакцией профессоров МЭИ, том 2, электротехнические устройства, "Энергоиздат", М., 1988 (621.3, Э455). 6. Электротехнический справочник, седьмое издание, под общей редакцией профессоров МЭИ, том 3, книга 1, Производство, передача и распределение электроэнергии, "Энергоиздат", М., 1988 (621.3, Э455). 7. Электротехнический справочник, седьмое издание, под общей редакцией профессоров МЭИ, том 3, книга 2, Использование электроэнергии, "Энергоиздат", М., 1988 (621.3, Э455). 8. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования под ред Круповича, изд. 3, "Энергоиздат", 1981 (621.3, С741). 9. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий под общ. ред. Федорова, кн. 1, Проектно расчетные сведения, "Энергия", М., 1973 (621.3, С741). 10.Справочник по электроснабжению промышленных предприятий под общ. ред. Федорова, кн. 2, Технитехнические сведения об оборудовании, "Энергия", М., 1973 (621.3, С741). 11. Методическое руководство к курсовому проекту по электроснабжению промышленных предприятий, Кафедра ЭПП КптИ, Куйбышев, 1979 (Э675). 12. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий, Электрооборудование и автоматизация, под общ. ред. Федорова и Сербиновского, изд. 2, "Энергоиздат". М., 1981 (621.3, С741). 13. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий, Промышленные электрические сети, под общ. ред. Федорова и Сербиновского, изд. 2, "Энергоиздат". М., 1980 (621.3, С741). 14. Указания по компенсации реактивной мощности в распределительных сетях, "Энергия", М., 1974 (621.316, У414). 15. Кнорринг Г.М., Справочная книга для проектирования электрического освещения, "Энергия". М., 1976 (621.32, С741). 15 а. Кнорринг Г.М., Осветительные установки, "Энергоатомиздат", М., 1981 (621.32, К5636). 16. Степанов В.П., Федотов Е.Н., Миронов С.Ф.. Сборник задач и упражнений по электроснабжению промышленных предприятий, Учебное пособие, КптИ, Куйбышев, 1977. 17. Степанов В.П., Федотов Е.Н., Миронов С.Ф., Процеко А.Н., Сборник алгоритмов и программ расчетов систем электроснабжения, КптИ, Куйбышев, 1982 (621.3(02), С232). 18. Дирацу В.С. и др. Электроснабжение промышленных предприятий, "Вища школа", 1974. 19. Рябов М.С., Циперман Л.А., Электрическая часть осветительных установок, "Энергия". 1966. 20. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей, под ред. Блок В.М., "Высшая школа", М., 1981. (621.311(02), П625). 21. Голубев М.Л., Расчет токов короткого замыкания в электросетях 0,4 - 35 кВ, "Энергия", М., 1980 (621.30221, Г621). 22. Спеваков П.И., Проверка на автоматическое отключение линий в сетях до 1000 В, "Энергия", М. 1971 (621.316, С714). 23. Гетлинг Б.В., Чтение схем и чертежей электроустановок, "Высшая школа", М., 1980. 24. Каминский Е.А., Практические приемы чтения схем электроустановок, "Энергоатомиздат", М., 1988 (621.3, К182). 25. Райцельский, Справчник по осветительным сетям, "Энергия", М., 1977. 26. Справочная книга по светотехнике под ред. Айзенберга, "Энергоатомиздат", 1983. 27. Электромонтажные устройства и изделия, Справочник, изд. 2, "Энергоатомиздат", М., 1988. 28. Лыков Ю.Ф. Режимы нейтрали и электробезопасность в установках напряжением ниже 1000 В, учебное пособие, СамГТУ, 2002 (621.31(075.8) Л883). 29. ГОСТ 2.702 - 75 Правила выполнения электрических схем, ГОСТ 21.607, 21.608 Наружнее и внутреннее освещение. 30. Правила устройства электроустановок, издание шестое, "Энергоатомиздат", М., 1985. Правила устройства электроустановок, издание седьмое, издательство НЦ ЭНАС, М., 1999. 31. Лыков Ю.Ф., Федотов Е.Н., Система автоматизированного проектирования цеховых электрических сетей учебное пособие, КПтИ, Куйбышев, 1985 (621.3(075.8), Л883). 32. Трунковский Л.Е., Электрические сети промышленных предприятий, изд. 2, "Энергоатомиздат", М., 1991 33. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий, проектирование и расчет, "Технiка", Киев, 1985 (621.3, СТ41). 34. Долин П.А., Основы техники безопасности в электроустановках, "Энергоатомиздат", 1984. 35. Щукин Б.Д., Миронов С.Ф., Подклетнов Б.И., Методические указания по дипломному проектированию "Электроснабжение промышленных предприятий", КптИ, Куйбышев, 1983. 36. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию под общей ред. Федорова А.А., том 1, Электроснабжение, "Энергоатомиздат", М., 1986 37. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию под общей ред. Федорова А.А., том 2, Электрооборудование, "Энергоатомиздат", М., 1987. 38. Шаповалов И.Ф. Справочник по расчету электрических сетей, Киев, 1974. 39. Справочник по проектированию электроснабжения под ред. Барыбина Ю.Г., "Энергоатомиздат", М., 1990. 40. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования под ред. Барыбина Ю.Г., "Энергоатомиздат", М., 1991. 41. Неклепаев, Крючков И.П., Электрическая часть электростанций и подстанций, справочные материалы для курсового и дипломного проектирования, "Энергоатомиздат", М., 1989. 42. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д., Электроснабжение промышленных предприятий и установок, "Энергоатомиздат", 1989. 43. Федоров А.А., Старкова Л.Е., Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий, "Энергоатомиздат", 1987. 44. Липкин Б.Ю., Электроснабжение промышленных предприятий, "Высшая школа", М., 1990. 45. Беляев А.В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ (Б-ка эл.монтера), Энергоатомиздат, Ленинград, 1988. 46. Промышленные комплектные трансформаторные подстанции, Методические указания к курсовому и дипломному проектированию, составитель: Федотов Е.Н., СамГТУ, Самара, 2001. 47. Федоров А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий, "Энергия", М., 1972. 48. Ермилов А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий, "Энергия", М., 1976. 49. Кудрин Б.И., Прокопчик В.В. Электроснабжение промышленных предприятий, "Высшая школа", Минск, 1988. 50. Кудрин Б.И., Электроснабжение промышленных предприятий, учебник для студентов ВУЗов, "Интермет инжиниринг", М., 2005. 51. Ристхейн Э.М. Электроснабжение промышленных установок, "энергоатомиздат", 1991. 52. Михайлов В.М. и др. Режимы коммунально-бытового электропотребления, М. Энергоатомиздат, 1993. 53. Тульчин И. К., Нудлер Г.И. Электрические сети и электрооборудование жилых и общественных зданий, изд. 2, М., Энергоатомиздат, 1990. 54. Автоматические выключатели общего применения до 630 А. Справочник, М., Информэлектро, 1996. 55. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. Форум-Инфра-М, Москва, 2004.. 56. Кисаримов Р.А. Справочник электрика, РадиоСофт, 1999 (621.3 (035), К44) 7. Справочно - поисковая таблица. Искомые справочные данные номер источника страницы Расчет электрических нагрузок Коэффициенты использования (Ки), спроса (Кс), Cos силовых ЭП Кс осветительной нагрузки 1 2 3 10 31 39 42 44 35 - 43 558 - 577 36 - 48 11 - 37 37 37 - 46 82 52 - 53 1 10 39 44 72 36 42 100 1 3 10 39 42 44 49 66 - 71 46 118 1 2 3 39 42 46 - 47 125 51 48 84, 90 1 39 43 61 - 64 74 - 77 36 1 2 39 44 42 43 66 - 68 524 - 527 58 60 90 - 97 190 - 193 Число часов работы в году, число часов включения Тв 3 10 34 65 - 71 Удельная плотность осветительной нагрузки 15 148 - 167 Годовое число часов использования максимума нагрузки Тм, Тмр Коэффициент максимума Км = f (Ки, Nэ) Расчет однофазных нагрузок Примеры расчетов электрических нагрузок Расчет мощности компенсирующих устройств и их места расположения Расчет КУ при малом числе трансформаторов 14 36 Расчет КУ при большом числе трансформаторов 14 30 - 33 Стоимость потерь активной мощности и энергии 14 12 Расчет затрат на генерацию реакт. мощн. в конд. батареях, синхр. двигателях и синхр. компенсаторах 14 16 - 21 14 33 36 42 65 - 70 264 234, 292 309 Расчет оптимального размещения конденсаторных батарей в радиальных и магистральных сетях 14 43 50 - 56 222 Стоимость батарей конденсаторов 6-10 и 0,4 кВ 33 42 254 - 255 306 20 33 43 287 254 349 1 33 36 42 315 255 77 306 Коэффициенты D1 и D2 синхронных двигателей и турбогенераторов Стоимость КТП 6 -10 / 0,4 кВ Технические данные конденсаторных установок 39 43 400 220 Конструктивное исполнение силовой электрической сети низкого напряжения Строительная часть здания и размещение электрооборудования 42 120 - 121 1 40 43 27 43 36 133 150 177 43 179 521 5 8 42 45 458 226 147 8 27 42 43 261 27 137 187 10 8 40 383 263 283 27 28 - 31 36 8 42 534 225 139 8 10 25 36 40 42 112 - 117 98 162 482 120 510 8 36 42 38 92 489 514 90 8 40 122 - 131 136 15 43 42 331 190 516 Экономическая плотность тока 8 42 121 509 Троллейные и осветительные шинопроводы 27 36 79 - 103 524 Технические данные магистральных и распределительных шинопроводов Технические данные автоматов Силовые пункты с предохранителями Силовые пункты с автоматами Силовые ящики с предохранителями серии ЯБ, осветительные щитки ОП, ОЩ, ОЩВ Предохранители Расчет и выбор сечений линий силовой эл. сети Длительно допустимые токовые нагрузки на провода, кабели, шины Технические данные изолированных проводов и кабелей Выбор вида проводок в зависимости от условий прокладки и среды Выбор труб 40 151 Расчет токов короткого замыкания, проверка оборудования 8 25 36 42 27 40 163 171 152 513 43, 64 150 41 42 33 36 39 46 120 508 258 150 137 7 - 10 Динамическая устойчивость автоматов 10 393, 395 Динамическая устойчивость шинопроводов 27 40 43, 64 150 Расчет термически устойчивого сечения 9 42 134 380, 387 Сопротивления трансформаторов тока, автоматов и рубильников 36 39 152 137 - 140 Селективность, время-токовые характеристики предохранителей и автоматов 36 533 Примеры расчетов ТКЗ в сетях до 1000 В 42 43 376 168 Сопротивления Хо, Rо проводов, кабелей, шинопроводов Технические данные силовых трансформаторов Расчет токов 1-фазного КЗ и проверка надежности его отключения Приемы и методы обеспечения безопасности персонала в эл. сетях с глухозаземленной и изолированной нейтралью 19 20 28 98 - 105 216 - 230 1 34 39 45 27 36 39 45 132 237 137 27 43 151 138 30 Сопротивление петли фаза-ноль проводов, кабелей, шин 34 36 45 237 153 29 Проверка надежности отключения однофазного КЗ 34 233 15 40 7 86 - 115 329 277 - 279 Несимметричные сопротивления силовых трансформаторов Сопротивление петли фаза-ноль шинопроводов Электрическое освещение Нормы освещенности Отношение =L/H 15 43 7 123 260 320 Метод коэффициента использования светового потока 15 43 7 124 261 323 Световой поток ламп 15 7 12 - 28 290 - 296 Расчет сечения эл. сети по минимуму проводникового материала 15 43 347 272 Количество ламп на одну групповую линию 40 345 Магистральные и групповые щитки 40 43 357 - 362 270 План силовой электрической сети 23 43 164 - 166 189 , 193 Расчетная схема силовой эл. сети 42 168 - 169 План осветительной эл.сети 23 29 11 169 Графическая часть 31 8. Контрольные вопросы. 1. Имеются два трехфазных электроприемника (ЭП). Как определить расчетную (максимальную) мощность этой группы ЭП и ее расчетный ток? 2. Имеются пять трехфазных ЭП. Как определить расчетную (максимальную) мощность этой группы ЭП и ее расчетный ток? 3. Имеются два однофазных ЭП. Как определить расчетную (максимальную) мощность этой группы ЭП и ее расчетный ток? 4. Имеется один трехфазный ЭП повторно-кратковременного режима работы. Как определить его расчетную (максимальную) мощность и расчетный ток? 5. Что такое расчетная (максимальная) мощность группы ЭП? 6. Как при проектировании определить коэффициент максимума (Км) группы ЭП? 7. Как при проектировании определить средневзвешенный коэффициент использования (Ки) группы ЭП? 8. Какова стандартная длительность максимума нагрузки группы ЭП, принятая для определения расчетной (максимальной) мощности? С чем это связано? 9. Как определить расчетную (максимальную) реактивную мощность группы ЭП? 10. Как определить расчетную (максимальную) полную (кажущуюся) мощность группы ЭП? 11. Три РП 0,4 кВ питаются от ТП 10/0,4. Расчетные мощности каждого из РП известны. как определить расчетную мощность ТП? 12. Как определить реактивную мощность (РМ), которую бесплатно согласится поставлять энергосистема? 13. Как определить мощность конденсаторной батареи (КБ), которая должна быть установлена в цехе? 14. Какие участки электрической сети разгружаются от РМ после установки КБ на стороне 0,4 кВ трансформаторной подстанции (ТП)? 15. Какие участки электрической сети разгружаются от РМ после установки КБ на стороне 6 - 10 кВ ТП? 16. Указать преимущества и недостатки установки КБ на стороне 0,4 кВ ТП. 17. Указать преимущества и недостатки установки КБ на стороне 6-10 кВ ТП. 18. Указать преимущества и недостатки установки КБ на распределительных пунктах и шинопроводах. 19. Как рассчитать стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах ТП? 20. В каких случаях необходимо устанавливать КБ с автоматически регулируемой мощностью? 21. Как выбрать сечение кабеля для подключения КБ? 22. Как выбрать место установки КБ на стороне ВН или НН трансформаторной подстанции? 23. Как влияет подключение КБ на режим напряжения в цеховой эл. сети? 24. Как выбрать количество и мощность понижающих трансформаторов цеховой ТП? 25. Как выбрать типы и количество шкафов КТП? 26. Преимущества и недостатки сухих и масляных трансформаторов КТП. 27. Как выбрать местоположение цеховой ТП? 28. Назначение и конструкция магистрального шинопровода. 29. Назначение, устройство, основные параметры трансформатора КТП. 30. Назначение и устройство переключателя отпаек трансформатора КТП. 31. Назначение, устройство, время-токовые характеристики вводного автоматического выключателя КТП. 32. Как выбрать распределительный шинопровод, питающий группу ЭП? 33. Как выбрать силовой пункт(шкаф) для питания группы ЭП? 34. Как выбрать сечение линии ответвления от магистрали к распределительному шинопроводу? 35. Как выбрать сечение линии к силовому пункту (шкафу)? 36. Где следует установить аппарат защиты ответвления от магистрали? 37. Как выбрать автоматический выключатель для защиты линии ответвления от магистрали к распределительному шинопроводу? 38. Как выбрать предохранители для защиты линии к силовому пункту (шкафу)? 39. Как проверить согласование уставки автоматического выключателя с сечением защищаемой линии если требуется ее защита от перегрузки? 40. Как проверить согласование номинального тока плавкой вставки предохранителя с сечением защищаемой линии если требуется ее защита от перегрузки? 41. Как выбрать сечение кабеля, питающего одиночный ЭП напряжением 0,4 кВ? 42. Как выбрать номинальный ток теплового расцепителя автомата для одиночного ЭП? 43. Как выбрать уставку электромагнитного расцепителя (уставку отсечки) автомата для одиночного ЭП? 44. Как выбрать предохранители для защиты одиночного ЭП? 45. Как определить расчетный ток одиночного ЭП? 46. Конструкция силового трансформатора типа ТМЗ для комплектных трансформаторных подстанций (КТП) 6-10/0,4 кВ. 47. Компоновка КТП внутренней установки. 48. Выбор и проверка ячейки КРУ 6-10 кВ для питания цеховой КТП. 49. Конструкция ячейки КРУ 6-10 кВ для питания цеховой КТП. 50. Выбор сечения кабельной линии 6-10 кВ для питания цеховой КТП. 51. Как проверить сечение кабельной линии 6-10 кВ по условию термической устойчивости к току короткого замыкания (ТКЗ)? 52. Расчет уставки токовой отсечки кабельной линии 6-10 кВ, питающей цеховую КТП. 53. Расчет уставок тока и времени МТЗ кабельной линии 6-10 кВ, питающей цеховую КТП. 54. Указать зону действия токовой отсечки кабельной линии 6-10 кВ, питающей цеховую КТП. 55. Как обеспечивается селективность действия токовой отсечки кабельной линии 6-10 кВ, питающей цеховую КТП? 56. Указать зону действия МТЗ кабельной линии 6-10 кВ, питающей цеховую КТП. 57. Как обеспечивается селективность действия МТЗ кабельной линии 6-10 кВ, питающей цеховую КТП? 58. Как определить коэффициент чувствительности защиты? 59. Как выбрать типы и количество шкафов КТП? 60. Как защищается кабельная линия 6-10 кВ, питающая цеховую КТП, от однофазных замыканий? 61. Как выглядит время-токовая характеристика вводного автомата КТП? 62. Что такое короткое замыкание(КЗ) в сети, каковы его последствия? 63. Как определить ток трехфазного КЗ в сети 0,4 кВ? 64. Что такое "ударный коэффициент", от чего он зависит? 65. Какова цель расчета тока трехфазного КЗ в сети 0,4 кВ? 66. Как определить ток однофазного КЗ в сети 6 или 10 кВ? 67. Как определить ток однофазного КЗ в сети 0,4 кВ? 68. Какова цель расчета тока однофазного КЗ в сети 0,4 кВ? 69. Как проверить чувствительность защиты в сети TN-C или TN-S? 70. Как правильно выбрать положение расчетных точек для определения тока трехфазного КЗ в сети 0,4 кВ? 71. Как правильно выбрать положение расчетных точек для определения тока однофазного КЗ в сети 0,4 кВ? 72. Расчет потери напряжения в различных элементах электрической сети. 73. Выбор положения переключателя отпаек (ПБВ) цехового трансформатора. 74. Как проверить допустимость отклонения напряжения на зажимах удаленного потребителя? Приложение П1. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ "САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" КАФЕДРА "ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ" Расчетно - пояснительная записка к курсовому проекту на тему "Электроснабжение инструментального цеха" СамГТУ.140211.35 Выполнил студент группы 4-ЭТ-3 Иванов А.И. Руководитель - доцент кафедры ЭПП Петров Л.А. Самара 2006 2.2 Расчет электрических нагрузок в целом по цеху. Пример расчета нагрузок от однофазных ЭП. Дано: группа однофазных ЭП № Наименование ЭП Кол Sуст кВА 1 Индукционная печь 2 12,5 2 Индукционная печь 2 32 3 Сварочная машина 4 40 ПВ % 100 100 40 Sуст 100% 12,5 32 25,3 Cosφ tgφ Ки 0,4 0,4 0,7 0,7 0,7 0,35 Uн В 2,29 220 2,29 380 1,02 380 ЭП повторно-кратковременного режима нужно привести к ПВ 100% S S * ПВ 40 * 0 , 4 25 , 3 кВА . 100 ПВ Активные установленные мощности ЭП: Руст 1 S Сos 12 , 5 * 0 , 4 5 кВт , 1 1 Руст 2 S Сos 32 * 0 , 4 12 , 8 кВт , 2 2 Руст 3 S Сos 25 , 3 * 0 , 7 17 , 7 кВт , 3 3 Однофазные ЭП следует по возможности равномерно распределить по фазам: Рис.1. Подключение однофазных ЭП. Для ЭП, включенных на линейное напряжение, нагрузки отдельных фаз определяются с помощью коэффициентов приведения: p(AB)A = p(BC)B = p(CA)C = 0,5 + 0,29 tg , PустА = Р устАВ р(AB) A - к первой фазе; p(AB)В = p(BC)С = p(CA)А = 0,5 0,29 tg , PустВ = Р устАВ р(AB) B - ко второй фазе; q (AB)A = q (BC)B = q (CA)C = 0,5 * tg - 0,29, QустА = PустАВ q (AВ) А - к первой фазе; q(AB)В = q(BC)С = q(CA)А = 0,5 * tg + 0,29, QустВ = PустАВ q( AB) B - ко второй фазе. Максимально загруженная фаза определяется по среднесменной мощности. Установленные и среднесменные мощности, приведенные к фазам (кроме группы трех одинаковых ЭП): Р Р Р * р Р * р 5 12 , 8 * ( 0 , 5 0 , 29 * 2 , 29 устА уст 1 уст 2 ( СА ) А уст 2 ( АВ ) А Фаза А: 12 , 8 * ( 0 , 5 0 , 29 * 2 , 29 ) 5 2 14 , 8 17 , 8 кВт . Р Р * К Р * К Р * К 5 * 0 , 7 2 * 0 , 7 14 , 8 * 0 , 7 12 , 46 кВ . смА уст 1 И 1 уст 2 А И 2 уст 2 А И 2 Фаза В: Р 5 12 , 8 * ( 0 , 5 0 , 29 * 2 , 29 ) 17 , 7 * ( 0 , 5 0 , 29 * 1 , 02 ) 5 2 14 , 1 17 , 1 кВ , устВ Р 5 * 0 , 7 2 * 0 , 7 14 , 1 * 0 , 35 7 , 77 кВт . смВ Фаза С: Р 12 , 8 * ( 0 , 5 0 , 29 * 2 , 29 ) 17 , 7 * ( 0 , 5 0 , 29 * 1 , 02 ) 14 , 8 3 , 54 18 , 34 кВ , устС Р 14 , 8 * 07 3 , 54 * 0 , 35 11 , 6 кВт . смС Фаза А - максимально загруженная. Для нее определяется среднесменная реактивная мощность: QсмА = Р уст1 К И1 tg 1 + Р уст2 К И2 q (CA)A + Р уст2 К И2 q (AB)A = 5 0.7 2.29 + 12.8 0.7 (0.5 2.29 + 0.29 ) + 12.8 0.7 (0.5 2.29 029) = 8 + 12.8 + 7.66 = 28.46 квар. Расчет эквивалентной трехфазной мощности нагрузки. P Р СММАКС сммин * 100 % 15 %, Если неравномерность нагрузки фаз N то эквивалентная Р СММАКС трехфазная мощность рассчитывается по максимально загруженной фазе: Р 3 * Р 3 * Р . уст 3 устмакс ,Р см 3 СММАКС В противном случае Р Р , P P . уст 3 устi см 3 смi 12 , 46 7 , 77 * 100 37 , 6 % 15 %, В данном случае: N поэтому для первых 5-ти ЭП 12 . 46 Р 3 * Р 3 * 17 , 8 53 , 4 кВт , Р 3 * Р 3 * 12 , 46 37 , 38 кВ . уст 3 устА см 3 СМА Q 3 * Q 3 * 28 , 46 85 , 38 квар см 3 смА Эквивалентная трехфазная мощность с учетом трех последних одинаковых ЭП: Р 53 , 4 53 , 1 106 , 5 кВт ,Р 37 , 38 53 , 1 * 0 , 35 55 , 96 кВт . уст 3 см 3 Q 85 , 38 53 , 1 * 0 , 35 * 1 , 02 104 , 3 квар . см 3 Количество трехфазных эквивалентных ЭП: n=4 шт. Установленная мощность одного трехфазного эквивалентного ЭП: Р . 5 уст 3 106 Р 26 . 6 кВт . устэкв 3 n 4 Расчет нагрузок в целом по цеху Наименование ЭП Однофазные Ковочный пресс Пресс автоматич. Кузнечный молот Ковочный пресс Итого группа 1 Печь сопротивления Печь индукционная Вентиляторы Тепловая завеса Освещение 20Вт/м2 Итого группа 2 Итого по цеху Колич Руст1 Руст Первая группа Ки<0,6 4 26,6 106,5 7 15 105 13 12,5 162,5 15 7 105 9 11,5 103,5 Ки tg фи Рсм Qсм 0,52 0,22 0,17 0,22 0,22 1,17 1,17 1,17 1,17 55,8 23,1 27,6 23,1 22,8 104,3 27 32,3 27 26,7 152,4 217,3 48 582,5 Вторая группа Ки>=0,6 6 60 360 0,6 0,25 216 54 3 6 9 20кВА 4 3 24кВт 24 27 50 0,7 0,7 0,7 0,95 2,29 0,75 0,75 1,58 16,8 16,8 18,9 47,5 38,5 12,6 14,2 75 316 194,3 461 nэ Км Рм Qм 40 1,23 187,5 217,3 316 194,3 503 412 2.3. Расчет мощности компенсирующих устройств (КУ), выбор количества и мощности понижающих трансформаторов цеховой ТП, выбор рационального варианта размещения КУ. Варианты минимальной мощности цеховых трансформаторов: Рм ST nT *КЗ , где Кз - максимальный коэффициент загрузки трансформатора принимается Кз = 0,6 - 0,8 для 2-х трансформаторных подстанций (ТП) или Кз = 0,7 - 0,9 для однотрансформаторных ТП. В данном примере предполагается рассмотреть два варианта ТП: 1. Однотрансформаторная ТП Рм 503 S 559 кВА T . Выбирается Sн = 630 кВА. n * К * 0 , 9 T З 1 2. Двухтрансформаторная ТП Рм 503 S 314 кВА T . Выбираем Sн = 2 х 400 кВА. n * К * 0 , 8 T З 2 При нормативном tgφн = 0.3 максимальная мощность, поступающая из энергосистемы Q Р * tg 503 * 0 . 3 151 квар . Э М H Q Q 412 151 261 квар . K M Э Требуемая мощность конденсаторной батареи Q Вариант 1: один трансформатор 630 кВА. Максимальная реактивная мощность, которую может пропустить трансформатор 2 2 2 Q ( S * К * N ) Р ( 630 * 0 , 9 ) 503 262 квар . ТМ H З Т М 2 Вариант 1а - всю реактивную мощность 412 квар, потребляемую на стороне НН, трансформатор пропустить не может. Поэтому на стороне ВН устанавливаем лишь часть конденсаторной батереи: Q Q Q 262 151 111 квар . BB TM Э (Примечание: для номинального напряжения 6 10 кВ это очень низкая мощность). При этом Qт = 262 квар. Рис.2. 1а:- вариант ТП и размещения КБ . Вариант 1б - КБ полностью установлена на стороне НН. Рис.3. 1б - вариант ТП и размещения КБ . Q Q 412 151 261 квар . НB M Э Мощность КБ в варианте 1б: Q Вариант 2: два трансформатора по 400 кВА. Максимальная реактивная мощность, которую могут пропустить трансформаторы 2 2 2 Q ( S * К * N ) Р ( 400 * 0 , 8 * 2 ) 503 395 квар . Qт = 395 квар. ТМ H З Т М 2 Вариант 2а: КБ полностью установлена на стороне ВН. Q Q Q 395 151 244 квар . BB TM Э Q Q Q 412 395 17 квар . НB M Т Принимаем Qнв = 0 и корректируем Qвв: Q Q Q 412 151 261 квар . BB T Э При этом Qт = 412 квар, т.е. трансформаторы будут имет Кз несколько выше 0,8: 2 2 503 412 Кз 0 , 81 , что можно считать допустимым. 2 * 400 Рис.4. Вариант ТП и размещения КБ 2а. Вариант 2б: КБ полностью установлена на стороне НН. Рис.5. Вариант ТП и размещения КБ 2б. Q Q 412 151 261 квар . НB M Э Qт = 151 квар, Qвв = 0, Q Технико-экономический расчет сравнения вариантов. Расчетные затраты по варианту З З З * Q З З * Q С * Р З 0 Н 1 Н НВ 0 В 1 В ВВ Т Т , где З 7000 руб /год 0 Н - затраты на КБ НН, не зависящие от ее мощности. З 40000 руб /( годМвар ) 1 Н - затраты на 1 Мвар КБ НН. З 18000 руб /год 0 В - затраты на КБ ВН, не зависящие от ее мощности. З 20000 руб /( годМвар )- затраты на 1 Мвар КБ ВН. 1 В С 3196 руб /( кВт * год ) - стоимость электроэнергии.[46] Вариант 1а. Трансформатор ТМЗ 630/10, ∆Рк = 7,6 кВт, ∆Рх = 1,05 кВт. 2 2 S 503 262 2 T Р Р P * ( ) 1 , 05 7 , 6 *2 7 , 2 кВт . Т Х К S 630 H Проходная КТП 1 х 630 кВА со шкафом ввода ВН (шкаф УВН) стоит Кт = 303 тыс. руб.[46]. В данном примере для радиальной схемы используется КТП 1 х 630 кВА с глухим присоединением (без шкафа УВН), которая стоит Кт = 303 - 36 = 267 тыс руб. Приведенные затраты Зт = е * Кт = 0,2 * 267 = 53 тыс/(руб*год). Где е = 0,2 - нормативный коэффициент окупаемости капиталовложений. Приведенные затраты по варианту 1а: Qнв = 0,15 Мвар, Qвв = 0,11 Мвар, З = 7 + 40 * 0,15 + 18 + 20 * 0,11 + 3,196 * 7,2 + 53 = 109,2 тыс. руб./год. Вариант 1б. Qнв = 0,261 Мвар, Qвв = 0, Qт = 151 квар. Потери мощности в трансформаторе 2 2 S 503 151 2 T Р Р P * ( ) 1 , 05 7 , 6 * 6 , 33 кВт . Т ХК 2 S 630 H Приведенные затраты по варианту 1б: З = 7 + 40 * 0,261 + 3,196 * 6,33 + 53 =7 + 10,44 + 20,23 + 53 = 90,6 тыс. руб./год Вариант 2а. Двухтрансформаторная проходная КТП 2 х 400 кВА стоит Кт = 2 * 280 = 560 тыс руб [46] Тупиковая КТП 2 х 400 кВА стоит Кт = 2 * 280 - 2 * 36 = 488 тыс руб. Приведенные затраты Зт = е * Кт = 0,2 * 488 = 97,6 тыс/(руб*год). Qвв = 261 квар, Qт = 412 квар, Qнв = 0 квар. Мощность, передаваемая через один трансформатор: Рт1 = 251,5 кВт, Qт1 = 206 квар. Р 0 , 88 кВт , Р 5 , 5 кВт . Х К Каталожные данные трансформатора ТМЗ 400/10: [46] Потери мощности в одном трансформаторе: 2 2 S 251 , 5 206 2 T Р Р P * ( ) 0 , 88 5 , 5 *2 4 , 51 кВт . Т Х К S 400 H Потери мощности в двух трансформаторах: ∆Рт = 2 * 4,51 = 9,02 кВт Приведенные затраты по варианту 2а: З = 18 + 20 * 0,261 + 3,196 * 9,02 + 97,6 = 18 + 5,22+ 31,7 + 97,6 = 149,6 тыс. руб/год. Вариант 2б. Qвв = 0 квар, Qт = 151 квар, Qнв = 261 квар Потери мощности в одном трансформаторе: 2 2 S 251 , 5 75 , 5 2 T Р Р P * ( ) 0 , 88 5 , 5 *2 3 , 25 кВт . Т Х К S 400 H Потери мощности в двух трансформаторах: ∆Рт = 2 * 3,25 = 6,5 кВт. Приведенные затраты по варианту 2а: З = 7 + 40 * 0,261 + 3,196 * 6,5 + 97,6 = 7 + 10,44 + 20,77 + 97,6 = 135,8 тыс. руб/год. Наименьшие затраты (90,6 тыс руб/год) соответствуют варианту 1б. Выбираем комплектную конденсаторную установку УКМ 58-0,4-268-67-У3 [46]: УК - установка конденсаторная, М - автоматически регулируемая по реактивной мощности, 58 - заводской номер схемы, 0,4 - номинальное напряжение, кВ, 268 - номинальная мощность, квар, 67 - мощность ступени регулирования (мощность секции), квар, У - климатическое исполнение (для умеренного климата), 1. 3 - категория размещения (3 - помещение без искусственного климата). 2.4. Выбор местоположения цеховой ТП, определение схемы и конфигурации цеховой распределительной сети. Минимальные приведенные затраты на распределительную цеховую эл.сеть НН имеют место при размещении ТП в центре электрических нагрузок (ЦЭН), координаты которого определяются по формулам Р * X Р * Y УСТ i i УСТ i i Х ,Y Р Р , где УСТ i УСТ i PУСТ i - установленная мощность i-того ЭП, Xi, Yi - координаты i-того ЭП относительно произвольно назначенных осей координат. Разместить цеховую ТП В центре нагрузок часто не удается из-за размещенного там технологического оборудования. В этом случае нужно стремиться разместить ее на ближайшем к ЦЭН доступном месте. В данном примере КТП располагается рядом с бытовыми помещениями. С помощью магистрального шинопровода, проложенного по нижнему поясу ферм поперек пролетов, питание подается к распределительным шинопроводам, которые монтируются вдоль пролетов и к которым подключаются ЭП. Также от магистрального шинопровода получают питание распределительные силовые пункты (распределительные шкафы). Рис. 6. Расположение КТП и конфигурация силовой распределительной сети 0,4 кВ. 2.5. Расчет нагрузок на отдельные участки цеховой сети, выбор сечений участков, выбор коммутационной и защитной аппаратуры. Выбор магистрального шинопровода В цеховых распределительных сетях, выполненных по схеме трансформатор- магистраль, сечение магистрального шинопровода выбирают по номинальному току трансформатора с учетом его допустимой перегрузки: S * К 630 * 1 , 2 HT ДП I 1150 A P 1 , 73 * 0 , 38 3 * U H Выбираем магистральный шинопровод ШМА 1250 [27]. I =1250 A, Ro = 0.034, Xo = 0.016 Ом/км, сопротивление петли фаза - ноль Zф-о =0,086 Ом/км, динамическая стойкость iдин = 70 кА. Основные типы секций, из которых комплектуется шинопровод: прямая, угловая, тройниковая, ответвительная с автоматическим выключателем 400 А [27]. Пример расчета и выбора распределительного шинопровода ШР1 и ответвления к нему от магистрального шинопровода. Расчет нагрузок на распределительный шинопровод ШР1 Наименование ЭП Однофазные Ковочный пресс Пресс автоматич. Кузнечный молот Итого группа 1 Вентиляторы Тепловая завеса Колич Руст1 Руст Первая группа Ки<0,6 4 26,6 106,5 5 15 75 6 12,5 75 5 7 35 20 291,5 Вторая группа Ки>=0,6 3 4 12 1 3 3 Итого группа 2 Итого по ШР1 Ки 0,52 0,22 0,17 0,22 tg фи Рсм Qсм 1,17 1,17 1,17 55,8 16,5 12,8 7,7 104,3 19,3 14,9 9,0 92,8 147,5 8,4 2,1 6,3 1,6 10,5 7,9 0,32 0,7 0,7 0,75 0,75 15 nэ Км Рм Qм 17 1,4 129,9 147,5 10,5 7,9 140,4 155,4 P Q 140 . 4 155 . 4 209 кВА Полная мощность S M M M 2 2 2 2 S 209 M 318 A . P Расчетный ток шинопровода I 1 , 73 * 0 , 38 3 * U H Выбираем распределительный шинопровод ШРА-4-400 [27]. I =400 A, Ro = 0,15, Xo = 0,17 Ом/км, динамическая стойкость iдин = 25 кА [27], сопротивление петли фаза - ноль Zф-о =0,46 Ом/км, [каталог завода-изготовителя] . Автоматический выключатель к распределительному шинопроводу установленный в ответвительной секции магистрального шинопровода : Iн > = Ip, ВА -51-37, Iн = 400 А, номинальный ток расцепителя Iнр > Ip, Iнр >318 А, Iнр = 320 А, кратность тока отсечки Котс = 10, ток отсечки Iотс = 320 * 10 = 3200 А, отключающая способность (ПКС) Ics = 25 кА, [40,45]. Проверка несрабатывания отсечки при пиковом токе: 1,3 * Iпик <= Iотс: Пиковый ток группы ЭП Iпик = Iр + (Кп - 1) * Iн макс, где Iр - расчетный ток группы, Кп - кратность пускового тока самого мощного ЭП, Iн макс - номинальный ток самого мощного ЭП. Среди ЭП можно выделить а) Однофазную сварочную машину Sн = 40 ква, Uн = 380 В, имеющую номинальный S 40 Н 105 А Н рабочий ток I U , 38 , кратность пускового тока Кп = 4. Н 0 При этом пиковый ток группы составляет Iпик = 318 + (4 - 1) * 105 = 633 А , б) Ковочный пресс, приводимый в движение асинхронным двигателем, Рн = 15 кВт, Uн = 380 В, КПД = 0,9, Cosφн= 0.85, Кп = 6. P 15 H 29 , 8 A H Его номинальный ток I . 1 , 73 * 0 , 38 * 0 , 9 * 0 , 85 3 * U * * Cos H При этом пиковый ток группы составляет Iпик = 318 + (6 - 1) * 29,8 = 467 А . Расчетный пиковый ток составляет 633 А, 1,3 * 633 < 3200 А, что говорит о том, что в момент пуска самого мощного ЭП при работающих остальных ЭП группы, отсечка автоматического выключателя не сработает (не будет ложного отключения). Выбор сечения кабельной линии ответвления от магистрального к распределительному шинопроводу. Кабель АВВГ (алюминиевые жилы, изоляция жил и оболочка из ПВХ, без защитного покрова - голый) проложен открыто по стенам и конструкциям здания с крепленим скобами [40]. При Тм < 5000 часов в год, сеть напряжением ниже 1000 В, в соответствии с ПУЭ сечение проводников должно выбираться по нагреву рабочим током. По соответствующей таблице длительно допустимых токов выбираем сечение по трем нагруженным жилам по условию Iдд >= Iр. Для максимального сечения 185 кв.мм допустимый ток 270 А [40,44] недостаточен (Iр = 318 А). Выбираем поэтому два параллельных кабеля АВВГ 2 х (3 х 95 + 1 х 70) с Iдд = 170 А. Полная пропускная способность двух кабелей составляет Iдд = 2 * 170 = 340 А. Проверка согласования уставки защитного аппарата Iз с выбранным сечением Iдд (наличие защиты от перегрузки): Iз <= Кз * Iдд, где I З от 0 , 8 до 1 , 25 нормативный Кз [40, табл 2.56]. I ДД Для автоматов с комбинированным расцепителем, кабели с изоляцией из ПВХ, нормативный Кз = 1, [40, табл 2.56]. Iз = 320, Iдд = 340, 320 < 1* 340, условие соблюдается - это означает, что в случае перегрузки кабеля, он будет успешно защищен расцепителем с обратно зависимой от тока характеристикой (тепловым расцепителем). Расчеты и выбор проводов ответвлений к ЭП и аппаратов защиты ответвлений. № Наименование Э ЭП П Ном. мощн Iн I 100 пик А А Iдд Марка А пров. F кв мм Спос. Авт Iнр Iотс прокл выкл А А АЕ 63 756 Инд. печь 220В 12,5кВА 56,8 56,8 60 АПВ 3х16 МР 100 1200 84 85 АПВ 3х25 МР АЕ Инд. печь 380В 32 кВА 84 40 кВА 66,6 420 85 АПВ 3х25 МР АЕ 80 960 Свар.маш.380В 15 кВт 29,8 179 32 АПВ 5х6 МР АЕ 31 378 Ковочн.пресс МР АЕ 25 300 Пресс автомат. 12,5кВт 24,8 149 28 АПВ 5х4 14 84 20 АПВ 5х2,5 МР АЕ 16 192 Кузнечн.молот 7 кВт 4 кВт 8 48 20 АПВ 4х2,5 Тр.15 АЕ 10 120 Вентилятор 3 кВт 6 36 20 АПВ 4х2,5 Тр.15 АЕ 10 120 Тепл.завеса В представленной таблице: ЭП 1 - однофазная индукционная печь, Uн = 220 В, номинальный ток S 12 , 5 I Н 56 , 8 А Н U , 22 Н 0 Бросок пускового тока короткий, поэтому Кп = 1. Ответвление в системе TNS трехпроводное: фаза, нейтраль и РЕ, рабочих проводников - 2, сечение по нагреву - 16 кв.мм, Iдд = 60 А, 60>56,8, [40, 42, 45], способ прокладки - в металлорукаве (МР), номинальный ток автоматического выключателя АЕ 2056М Iна = 100 А, номинальный ток расцепителя Iнр >= Iн, Iнр = 63 А, ток отсечки Iотс = Котс * Iнр = 12 * 63 = 756 А. Условие защиты ответвления от перегрузки не выполняется, т.к. Iнр > Iдд. Для выполнения этого условия необходимо увеличить сечение проводов, т.е. выбрать F = 3 х 25 кв мм, Iдд = 85 А. ЭП 2 - однофазная индукционная печь, Uн = 380 В, номинальный ток S 32 I Н 84 , 2 А Н U , 38 Н 0 Бросок пускового тока короткий, поэтому Кп = 1. Ответвление трехпроводное: фаза, нейтраль и РЕ, рабочих проводников - 2, сечение по нагреву - 25 кв.мм, Iдд = 85 А, 85 > 84,2, [40, 42, 45], способ прокладки - в металлорукаве (МР), номинальный ток автоматического выключателя АЕ 2056М Iна = 100 А, номинальный ток расцепителя Iнр >= Iн, Iнр = 100 А, ток отсечки Iотс = Котс * Iнр = 12 * 100 = 1200 А. Условие защиты ответвления от перегрузки не выполняется, т.к. Iнр > Iдд, 100 > 85. Для выполнения этого условия необходимо увеличить сечение проводов, т.е. выбрать F = 3 х 35 кв мм, Iдд = 100 А, ЭП 3 - однофазная сварочная машина, Uн = 380 В, номинальный ток, приведенный к S 40 40 * 0 , 4 S * ПВ Н I Н 105 А 66 , 6 А Р Н ПВ100%: I , рабочий ток , U , 38 U 0 , 38 Н 0 Н пиковый ток Iпик = Кп * Iр = 4 * 105 * 420 А. Ответвление трехпроводное: фаза, нейтраль и РЕ, рабочих проводников - 2, сечение по нагреву - 25 кв.мм, Iдд = 85 А, 85 > 66,6, [40, 42, 45], способ прокладки - в металлорукаве (МР), номинальный ток автоматического выключателя АЕ 2056М Iна = 100 А, номинальный ток расцепителя Iнр >= Iн, Iнр = 80 А, ток отсечки Iотс = Котс * Iнр = 12 * 80 = 960 А. Условие защиты ответвления от перегрузки выполняется, т.к. Iнр < Iдд, 80 < 85 А. ЭП 4 - ковочный пресс, приводимый в движение трехфазным асинхронным электродвигателем, имеющим номинальный ток 1 2 3 4 5 6 7 8 P 15 I H 29 , 8 A H , Кп = 6, 1 , 73 * 0 , 38 * 0 , 9 * 0 , 85 3 * U * * Cos H пиковый ток Iпик = 29,8 * 6 = 179 А. Ответвление может быть выполнено в системе TNS: - либо пятипроводной линией (три фазы, нейтраль и РЕ)- если нужна рабочая нейтраль, - либо четырехпроводной линией ( три фазы и РЕ), если нейтраль не нужна, сечением 6 кв. мм в металлорукаве, Iдд = 32 А. В системе TNC ответвление будет четырехпроводным во всех случаях. Автоматический выключатель АЕ 2056М Iна = 100 А, номинальный ток расцепителя Iнр >= Iн, Iнр = 31,5 А, ток отсечки Iотс = Котс * Iнр = 12 * 31,5 = 378 А. Условие защиты ответвления от перегрузки выполняется, т.к. Iнр < Iдд, 31,5 < 32 А. 2.6. Выбор ячейки 6 - 10 кВ, расчет сечения высоковольтного кабеля, расчет уставок защит на стороне 6 - 10 кВ. Расчетный ток кабеля 10 кВ в нормальном режиме РМ2 + (QM QК ) 2 5032 + ( 412 268 )2 5032 + 144 2 523 = 30,2 А 1,73 10 1,73 10 17,3 3 U Н Кабель с бумажной изоляцией марки ААБ (алюминиевые жилы, бумажная изоляция, алюминиевая оболочка, бронированный), проложен в земле. Экономическая плотность тока при Тм = 4000 - Jэ = 1,4 А / кв.мм, [40]. I , 2 2 P 30 э 21 , 6 мм . Экономическое сечение F J , 4 Э 1 Предварительно выбираем кабель ААБ 3 х 25, Iдд = 90 А, [40]. Расчетный ток в режиме допустимой 20%-ной перегрузки трансформатора IР = = S * К 630 * 1 , 2 HT ДП I 43 , 7 A P 1 , 73 * 10 < 90 A - кабель проходит по нагреву. 3 * U H Проверка кабеля на термичекую стойкость при КЗ. Ток трехфазного КЗ в начале кабельной линии (точка К1): SК 300 IК = = = 17.3 кА . 3 U H 1.73 10 Максимально-токовая защита (МТЗ) выключателя Q1 отстраивается по времени от срабатывания выключателя Q2 (t = 0.3 c), поэтому время выдержки защиты на выключателе Q1 tз = t + ∆t = 0,3 +0,3 = 0,6 c, где ∆t - ступень селективности. Кроме МТЗ на выключателе Q1 обычно устанавливается токовая отсечка, которая имеет tз = 0. Время протекания тока КЗ tп = tз + tв + Та, где tв - время действия выключателя (примерно 0,1 с), Та = 0,01 с - время апериодической слагающей тока КЗ. Минимальное термически устойчивое сечение кабеля Рис. 7. Схема питания ТП. I * tП F min К , где С = 94 из справочника [39,42]. С При надежной работе токовой отсечки (ТО) tп = tв + Та = 0,1 +0,01 = 0,11 с, I * t 17300 * 0 , 11 К П 2 F min 61 мм . С 94 Если существует определенная вероятность отказа ТО, то в качестве резервной защиты будет выступать МТЗ. Тогда tп = 0,6 + 0,1 + 0,01 = 0,71 с, I * t 17300 * 0 , 71 К П 2 F min 155 мм , т.е. сечение кабеля следует увеличить С 94 более, чем в два раза. В данном примере, полагая отказ ТО маловероятным, примем стандартное сечение кабеля F = 70 кв.мм, Ro = 0.44 Ом/км, Xо = 0,09 Ом/км. Выбор ячейки отходящей линии 10 кВ. По максимальному току линии к КТП 630 кВА Iм = 43,7 А выбираем: Вариант 1: шкаф КРУ 10 кВ типа КМВ - 10 - 20 с вакуумным выключателем (Ишлейский завод высоковольтной аппаратуры), Iн = 630 А, Uн = 10 кВ. Расчетные величины Каталожные данные Iм = 43,7 А Iн = 630 А Uн = 10 кВ Uн = 10 кВ Iк = 17,3 кА Ток отключения Iотк = 20 кА Тепловой импульс Допустимый тепловой импульс 2 2 2 I К * t П 17,3 * 0,51 152,6 кА * с I T2 * t 20 2 * 3 1200 кА 2 * с Ударный ток i у = 1,41 * Ку * Iк = Электродинамическая стойкость 1,41 * 1,37 * 17,3 = 33,4 кА iд = 51 кА Вариант 2: : шкаф КРУ 10 кВ типа К-02-3 МК вакуумным выключателем (Чебоксарский завод силового электрооборудования "Электросила"), Iн = 630 А, Uн = 10 кВ. Расчетные величины Каталожные данные Iм = 43,7 А Iн = 630 А Uн = 10 кВ Uн = 10 кВ Iк = 17,3 кА Ток отключения Iотк = 16 кА Тепловой импульс Допустимый тепловой импульс 2 2 2 I К * t П 17,3 * 0,51 152,6 кА * с I T2 * t 16 2 * 3 768 кА 2 * с Ударный ток i у = 1,41 * Ку * Iк = Электродинамическая стойкость 1,41 * 1,37 * 17,3 = 33,4 кА iд = 51 кА Выбранный шкаф не проходит по току отключения: 17,3 > 16. Окончательно можно принять либо первый шкаф, либо второй, но на больший номинальный ток: Расчетные величины Каталожные данные Iм = 43,7 А Iн = 1000 А Uн = 10 кВ Uн = 10 кВ Iк = 17,3 кА Ток отключения Iотк = 20 кА Тепловой импульс Допустимый тепловой импульс I К2 * t П 17,32 * 0,51 152,6 кА 2 * с I T2 * t 20 2 * 3 1200 кА 2 * с Ударный ток i у = 1,41 * Ку * Iк = Электродинамическая стойкость 1,41 * 1,37 * 17,3 = 33,4 кА iд = 51 кА Добавить марку с расшифровкой Расчет уставок релейной защиты на стороне 10 кВ. Виды защит. а) Токовая отсечка. б) Максимально токовая с выдержкой времени. в) Защита от перегрузки. г) Токовая защита от замыканий на землю с действием на сигнал. д) Защита минимального напряжения. Все защиты реализованы с помощью микропроцессорного блока защиты, контроля и управления, установленного в шкафу отходящей линии КРУ. а) Расчет первичного тока отсечки и коэффициента чувствительности (первая ступень токовой защиты). Ток трехфазного КЗ на стороне 0,4 кВ КТП: I К 1 U 1.73 * Z К Спротивление цепи КЗ включает в себя сопротивления (рис. 7): - питающей системы Хс, - кабельной ЛЭП Rк, Xк, - трансформатора Rт, Xт, Z К 3 ( RК RТ ) 2 ( Х С Х К Х Т ) 2 . U 2 10 2 0,33 Ом. S К 300 По справочнику для кабеля 70 кв. мм: Ro = 0,44 Ом/км, Хо = 0,09 Ом/км, Rк = 0,44 * 0,3 = 0,13 Ом, Хк = 0,09 * 0,3 = 0,027 Ом. Трансформатор ТМЗ 630 - 10 / 0,4 - У3 [46]: Uк = 5,5%, ∆Рк = 7,6 кВт = 7600 Bт. Рк * U H2 7600 *10 2 U К % * U H2 5.5 *10 2 RТ 1 , 91 Ом , Z 8,7 Ом. T 100 * 0,63 S H2 630 2 100 * S H Сопротивление системы, приведенное к напряжению 10 кВ: Х С Х Т 8,7 2 1,912 8,5 Ом, Z К 3 ( RК RТ ) 2 ( Х С Х К Х Т ) 2 (0,13 1,91) 2 (0,33 0,027 8,5) 2 9,2 Ом . Ток, протекающий через выключатель Q1 при трехфазном КЗ в точке К3: U 10 I K3 0,63 кА . 3 * Z K 3 1,73 * 9,2 Первичный ток уставки токовой отсечки: Iто = Кн * Iк3 = (1,2 - 1,3) * 0,63 = 0,8 кА, где Кн - коэффициент надежности. При КЗ на шинах 0,4 кВ ТП отсечка работать не будет, т.к. ее ток уставки выше тока КЗ: 0,8 кА > 0,63 кА. Коэффициент чувствительности ТО проверяется по току двухфазного КЗ в конце кабельной ЛЭП (точка К2, рис.7). Z К 2 RК2 ( Х С Х К ) 2 0,132 (0,33 0,027) 2 0,38 Ом, Ток трехфазного КЗ: U 10 IK2 15,2 кА , 3 * Z K 2 1,73 * 0,38 Ток двухфазного КЗ: 3 * IK2 3 *15,2 I К( 22) 13,1 кА, 2 2 Коэффициент чувствительности ТО: I K( 22) 13,1 КЧ 16.4 2 , где Кч = 2 - нормируемый нижний предел чувствительности I TO 0,8 для основной защиты. Констатируем: имеется восьмикратный запас чувствительности. б) Расчет первичного тока МТЗ и коэффициента чувствительности (вторая ступень). Ток возврата МТЗ должен быть больше пикового тока группового самозапуска, который протекает при возобновления питания после кратковременного перерыва (рис.8). Рис.8. Ток через Q1 при КЗ в точке К4: 1 - момент появления КЗ, 2 - момент отключения КЗ, 3 - окончание самозапуска двигателей на оставшихся в работе фидерах, Iсз - начальный ток самозапуска, Iвзв - ток возврата МТЗ, Iуст - ток уставки (ток срабатывания) МТЗ. Расчетный ток ЛЭП : Ip = 30,2 A (см. выше). К * К СЗ * Ip 1,2 * 3 * 30,2 Ток уставки МТЗ I МТЗ Н 116 А , где KВ 0,94 Кн - коффициент надежности, для микропроцессорных реле Кн = 1,1 - 1,2; Ксз - коэффициент самозапуска, Ксз = 2 - 4; Кв - коэффициент возврата, для электромагнитных реле Кв = 0,8 - 0,9, для микропроцессорных реле Кв = 0,93 - 0,94. МТЗ должна быть чувствительной к двухфазным КЗ на шинах 0,4 кВ ТП. Ток трехфазного КЗ на шинах 0,4 кВ: Iк3 = 0,63 кА (см. выше). 3 * I К3 3 * 0,63 4,7 > 1,2, где Кч = 1,2 Коэффициент чувствительности К Ч 2 * I МТЗ 2 * 0,116 нормируемый нижний предел чувствительности для резервной защиты. Констатируем: имеется значительый запас чувствительности. Выдержка времени МТЗ. Вводной выключатель 0,4 кВ КТП (Q2) селективного исполнения имеет выдержку времени t = 0,3 с. Для обеспечения селективности работы защиты при КЗ в точках К4 или К3 необходимо, чтобы МТЗ на выключателе Q1, которая "видит" эти замыкания, имела выдержку времени tз = t + ∆t = 0,3 +0,3 = 0,6 c, где ∆t = 0,3 с - ступень селективности для микропроцессорных защит. в) Расчет первичного тока защиты от перегрузки с действием на сигнал (третья ступень). К Н * I НТ 1,1 * 36,4 42,6 А , где KВ 0,94 Кн - коффициент надежности, для микропроцессорных реле Кн = 1,1 - 1,2; Кв - коэффициент возврата, для микропроцессорных реле Кв = 0,93 - 0,94. Ток уставки I П Время выдержки защиты от перегрузки t = 9 с. 2.7. Расчет токов трехфазного КЗ в сети 0,4 кВ и проверка электрооборудования на устойчивость. Рис.9. Расчетные точки КЗ. Выбор расчетных точек. К1 -за вводным выключателем Q2 - для проверки Q2 на отключающую и включающую способность и шинопровода М1 на динамическую стойкость; К2 - за выключателем Q3 - для его проверки на отключающую и включающую способность; К3 - в начале шинопровода ШР1 - для его проверки на динамическую стойкость; К4 - в начале ответвления от распределительного шинопровода к ЭП - для проверки выключателя Q4 на отключающую и включающую способность; К5 - в конце шинопровода Ш4 - для проверки чувствительности защиты от однофазных КЗ. Расчет сопротивлений элементов эл. сети и эквивалентных сопротивлений до выбранных расчетных точек КЗ. U 2 0.4 2 сопротивление системы, приведенное к 0,4 кВ Хс = = = 0,00053 Ом 0,53 mOм ; SK 300 сопротивление кабельной ЛЭП 10 кВ, приведенное к 0,4 кВ U2 0,4 2 RКНН RКВН НН 0 , 13 * 0,0002 Ом 0,2 мОм; 2 U ВН 10 2 2 U НН 0,4 2 0 , 027 * 0,00004 Ом 0,04 мОм; 2 U ВН 10 2 сопротивление трансформатора, приведенное к 0,4 кВ Х КНН Х КВН RТНН RТВН 2 U НН 0,4 2 1 , 91 * 0,003 Ом 3 мОм; 2 U ВН 10 2 2 U НН 0,4 2 8 , 7 * 0,0136 Ом 13,6 мОм. 2 U ВН 10 2 Автоматический выключатель Q1 типа ВА 55-41, Iн = 1000 А, Rа = 0,25 мОм, Ха = 0,1 мОм, [39, стр.139]; переходное сопротивление контактных соединений до точки К1 Rд = 15 мОм [39, стр.137]. Эквивалентное сопротивление до точки К1 R1 RК RТ R А R Д 0,2 3 0,25 15 18,45 мОм; Х ТНН Х ТВН Х 1 Х С Х К Х Т Х А 0,53 0,04 13,6 0,1 14,27 мОм. Точка К2 расположена за автоматом ответвления к ближайшему распределительному шинопроводу: Сопротивление участка магистрального шинопровода длиной 16 м RШМА R0 * l 0,034 *16 0,54 мОм X ШМА X 0 * l 0,016 *16 0,256 мОм, сопротивление автомата Q3 ВА 51-37, установленного в ответвительной секции магистрального шинопровода Rа = 0,65 mОм, Ха = 0,17 мОм, переходное сопротивление контактных соединений Rд = 5 мОм. Эквивалентное сопротивление до точки К2 R2 R1 R ШМА Rа R Д 18,45 0,54 0,65 5 24,64 мОм; Х 2 Х 1 Х ШМА Х А 14,27 0,256 0,17 14,7 мОм. Точка К3 расположена в начале распределительного шинопровода ШР3 типа ШРА-400: Сопротивление кабеля АВВГ 2 х (3 х 95 + 1 х 70) длиной 14 м ответвления от магистрального к распределительному шинопроводу Rк = 0,5* Rо * l = 0,5 * 0,329 * 14 = 2,3 mОм, Хк = 0,5* Хо * l = 0,5 * 0,08 * 14 = 0,56 мОм, переходное сопротивление контактных соединений Rд = 5 мОм. Эквивалентное сопротивление до точки К3 R3 R2 RК R Д 24,64 2,3 5 31,94 мОм; Х 3 Х 2 Х К 14,7 0,56 15,26 мОм. Точка К4 расположена непосредственно за автоматом Q4 типа АЕ 2056, Iн = 100 А: Rа = 2,15 mОм, Ха = 1,2 mОм, Эквивалентное сопротивление до точки К4 R4 R3 R А 31,94 2,15 34,1 мОм; Х 4 Х 3 Х А 15,26 1,2 16,46 мОм. Периодическая слагающая тока трехфазного КЗ в точке К1: U 400 I K1 9,91 кА. 2 2 1,73 * R1 X 1 1,73 * 18,45 2 14,27 2 Ударный коэффициент можно определить по кривым [43, стр. 143 или 42, стр. 358] в зависимости от отношения Х / R = 14,27 / 18,45 = 0,77, Ку = 1,05, i y 2 * KУ * I К 1 1,41 *1,05 * 9,91 14,67 кА. Вводной выключатель КТПП-630 Q2 типа ВА 55-41 имеет номинальную рабочую наибольшую отключающую способность Ics = 55 кА [45]: 55 > 9,91 - проходит. Ток динамической стойкости вводного шкафа ШНВ-2 составляет 25 кА [46]: 25 > 14,67проходит. Ток динамической стойкости магистрального шинопровода ШМА 1250 равен 70 кА (см. выше): 70 > 14,67 - шинопровод проходит по динамической стойкости. Периодическая слагающая тока трехфазного КЗ в точке К2: U 400 IK2 8,06 кА 1,73 * R22 X 22 1,73 * 24,64 2 14,7 2 Автоматический выключатель Q3 типа ВА 51-37, установленный в ответвительной секции ШМА имеет номинальную рабочую наибольшую отключающую способность Ics = 25 кА [45]: 25 > 8,06 - проходит. Периодическая слагающая тока трехфазного КЗ в точке К3: U 400 I K3 6,53 кА 2 2 1,73 * R3 X 3 1,73 * 31,94 2 15,26 2 Х / R = 31,94 / 15,26 = 0,47, Ку = 1, i y 2 * KУ * I К 3 1,41*1* 6,53 9,2 кА. Динамическая стойкость распределительного шинопровода ШРА-400 iдин 25 кА > 9,2 кА - шинопровод проходит. Периодическая слагающая тока трехфазного КЗ в точке К4: U 400 IK4 6,1 кА 2 2 1,73 * R4 X 4 1,73 * 34,12 16,46 2 Автоматический выключатель Q4 типа АЕ 2056, установленный в ответвительной коробке ШРА 400 имеет номинальную рабочую наибольшую отключающую способность Ics = 3,5 кА [45]: 3,5 < 6,1 - по отключающей способности выключатель не проходит. Заменяем его на более совершенный автоматический выключатель типа АЕ 2050М2 с номинальным током 100 А, номинальная рабочая наибольшая отключающая способность Ics = 6 кА, номинальная предельная наибольшая отключающая способность Icu = 8 кА. 2.8. Расчет тока однофазного КЗ в удаленной точке сети 0,4 кВ и проверка чувствительности работы защиты. Расчетная точка К5 выбрана в конце распределительного шинопровода ШР4 длиной 60 м. Параметры цепи КЗ: - сопротивление системы Хс = 0,53 мОм; - сопротивление кабеля 10 кВ, приведенное к напряжению 0,4 кВ Rк = 0,2 mОм, Xк = 0,04 мОм; - сопротивление трех последовательностей трансформатора 630 кВА треугольник - звезда Zт3 = 42 мОм [45]; - сопротивление автоматического выключателя Q2 Rа2 = 0,25, Ха2 = 0,1 мОм; - сопротивление петли фаза-ноль ШМА длиной 40 м Z Ф0 ШМА 0,086 * 40 3,44 мОм; - сопротивление автоматического выключателя Q5 Rа5 = 0,65, Ха5 = 0,17 мОм; - сопротивление петли фаза-ноль кабельной вставки АВВГ 2 х (3 х 95 + 1 х 70) длиной 14 Z * l 0,92 *14 м. к распределительному шинопроводу ШР4 Z Ф0 КАБ 0 6,44 мОм [45]; 2 2 - сопротивление петли фаза-ноль распределительного шинопровода ШР4 типа ШРА-400 длиной 60 м Z Ф0 ШМА 0,46 * 60 27,6 мОм (см. выше); -сопротивление контактных соединений R Д 25 мОм [39, стр.137]; Ток однофазного КЗ в точке К5 UФ I К1 5 , где ZT 3 2 2 Z Ф 0 RФ 0 X Ф 0 3 Z 3,44 6,44 27,6 37,48 мОм - сумма сопротивлений ШМА, кабельной вставки и ШРА, для которых в справочниках приводятся полные сопротивления Z; Ф 0 RФ2 0 Х Ф2 0 ( RК R А2 R А5 R Д ) 2 ( Х С Х К Х А 2 Х А5 ) 2 - сумма (0,2 0,25 0,65 25) 2 (0,53 0,04 0,1 0,17) 2 26,1 мОм ; сопротвлений системы, кабеля 10 кВ, автоматов Q2 и Q5 и контактных соединений, для которых в справочниках приводятся активные и индуктивные сопротивления раздельно. UФ 220 220 I К1 5 2,83 кА. ZT 3 42 77,58 2 2 37 , 48 26 , 1 Z Ф 0 RФ 0 X Ф 0 3 3 Замечание: полное сопротивление петли фаза-ноль 77,58 мОм определено с некоторой ошибкой в сторону завышения, т.к. его слагаемые имеют различные фазовые углы. Проверка чувствительности защиты в голове ШР4 (трансформатор треугольник - звезда). При однофазном КЗ на ШР4 должна сработать отсечка автоматического выключателя ответвления ВА -51-37, Iн = 400 А, Iнр = 320 А, Iотс = 3200 А, с коэффициентом чувствительности не менее 1,4. I1 2,83 Коэффициент чувствительности Кч K 5 0,88 . I ОТС 3,2 Требуемая чувствительность не обеспечивается. Для ее обеспечения нужно понизить уставку отсечки. Учитывая, что пиковый ток ШР4 не превышает 700 А, следует заменить автомат ВА -51-37, у которого уставка электромагнитного расцепителя (отсечки) не регулируется, на автомат с полупроводниковым регулируемым расцепителем, например ВА-53-37, Iна = 400 А, Iнр = 400 * 0,8 = 320 А, Iотс = 320 * 5 = 1600 А. Тогда I K1 5 2,83 коэффициент чувствительности Кч 1,76 > 1,4 обеспечивается. I ОТС 1,6 Проверка чувствительности защиты в голове ШР4 (трансформатор звезда - звезда). Сопротивление трех последовательностей Zт3 = 128 mОм [45]; UФ 220 220 I К1 5 2,07 кА; ZT 3 128 106,25 2 2 37,48 26,1 Z Ф 0 RФ 0 X Ф 0 3 3 I K1 5 2,07 коэффициент чувствительности Кч 1,29 < 1,4 не обеспечивается. I ОТС 1,6 2.8. Расчет потерь напряжения в электрической сети и выбор положения переключателя отпаек силового трансформатора. Расчет сопротивлений элементов сети. Кабельная линия 10 кВ Zк = 0,13 + j * 0,027 Ом (на стороне 10 кВ, см. выше); Понижающий трансформатор 10 / 0,4 кВ Zт = 3 + j * 13,6 мОм (приведено к напряжению 0,4 кВ, см. выше); Магистральный шинопровод длиной l = 40 м. с нагрузкой, равномерно распределенной l 40 20 м , по длине, l РАСЧ 2 2 Z ШМА l РАСЧ * Z 0 20 * (0,34 j * 0,016) 0,68 j * 0,32 мОм. Распределительный шинопровод ШР4 60 60 Z ШР 4 Z КАБ Z ШРА 2,3 j * 0,56 0,15 * j * 0,17 * 6,8 j * 5,66 мОм. 2 2 Расчет потерь мощности в понижающем трансформаторе Sн =630 кВА, ∆Рхх = 1,05 кВт, * Iхх = 1,8%, I XX 0,018, Sм = 523 кВА (см. выше, п.2.6). ST S XX S НАГР РХХ j * QXX PНАГР j * QНАГР Р ХХ j * I XX * S H 3 * I 2 * ( RT j * X T ) Р ХХ j * I XX * S H 1,05 j * 0,018 * 630 S M2 * ( RT j * X T ) = U M2 5232 *10 3 * (3 j *13,6) 6,18 j * 34,6 кВА. 0,4 2 Рис.10. Расчет потерь напряжения. Расчетная мощность на стороне 10 кВ S M 10 S M ST 503 j *144 6,18 j * 34,6 509,2 j *178,6 кВА. Потери напряжения в элементах сети в максимальном и минимальном режимах. Кабельная линия 10 кВ P * RК QM 10 * X K 509,2 * 0,13 178,6 * 0,027 U ' ' М 10 *100 *100 0,071% , 2 10 *10000 UH ∆U' = Kз' * ∆U'' = 0.25 * 0.071 = 0.018%. Трансформатор P * RТ QM * X Т 503 * 3 144 *13,6 U ' ' М *100 *100 2,17% 2 UH 400 2 ∆U' = Kз' * ∆U'' = 0,25 * 2,17 = 0,54% Магистральный шинопровод М1 503 * 0,68 412 * 0,32 U ' ' *100 0,3% 400 2 ∆U' = Kз' * ∆U'' = 0,25 * 0,3 = 0,075 % Распределительный шинопровод ШР4 140,4 * 6,8 155,4 * 5,66 U ' ' *100 1,15 % 400 2 ∆U' = Kз' * ∆U'' = 0,25 * 1,15 = 0,29 % Суммарная потеря напряжения до удаленных ЭП в максимальном режиме ∆U'' = 0,071 + 2,17 + 0,3 + 1,15 = 3,7 %. Суммарная потеря напряжения до ближайших ЭП в минимальном режиме ∆U' = 0,018 + 0,54 = 0,56 %. Отклонение напряжения на зажимах ЭП: Vэп = Vрп - ∆U + D, где Vрп - отклонение напряжения на шинах РП; ∆U - суммарная потеря напряжения от РП до ЭП; D - добавка напряжения, зависящая от положения переключателя отпаек. Выбираем положение переключателя отпаек по минимальному режиму из условия допустимого отклонения напряжения на зажимах ближайшего ЭП: Vближ = + 5 %. D = V'эп - V'рп + ∆U' = 5 - 5 + 0,56 = 0,56 % Принимаем D = 0 %, что соответствует отпайке +5 %. Отклонение напряжения на зажимах ближайшего ЭП при D = 0 % в минимальном режиме: V'эп = V'рп - ∆U' + D = 5 - 0,56 + 0 = + 4,44 %. Отклонение напряжения на зажимах удаленного ЭП при D = 0 % в максимальном режиме: V''эп = V''рп - ∆U'' + D = 2 - 3,7 + 0 = - 1,7 %. Все отклонения напряжения соответствуют Гост 13109-97, т.к. находятся в пределах +5 -5 %.
