Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
пример курсача.docx
Скачиваний:
2
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
346 Кб
Скачать
☆

202,4 Квар

374,4 Квар

576,8 Квар

0 Квар

576,8 Квар

Рис.2. 1а:- вариант ТП и размещения КБ .

Вариант 1б - КБ полностью установлена на стороне НН.

202,4 Квар

202,4 Квар

374,4 Квар

576,8 Квар

Рис.3. 1б - вариант ТП и размещения КБ .

Мощность КБ в варианте 1б:

Вариант 2: два трансформатора по 1000 кВА.

Максимальная реактивная мощность, которую могут пропустить трансформаторы

Вариант 2а: КБ полностью установлена на стороне ВН.

202,4 Квар

374,4 Квар

576,8 Квар

576,8 Квар

2х630 кВА

Рис.4. Вариант ТП и размещения КБ 2а.

Вариант 2б: КБ полностью установлена на стороне НН.

202,4 Квар

202,4 Квар

374,4 Квар

576,8 Квар

2х630 кВА

Рис.5. Вариант ТП и размещения КБ 2б.

Qт = 202,4 квар, Qвв = 0,

Технико-экономический расчет сравнения вариантов.

Расчетные затраты по варианту

, где

- затраты на КБ НН, не зависящие от ее мощности.

- затраты на 1 Мвар КБ НН.

- затраты на КБ ВН, не зависящие от ее мощности.

- затраты на 1 Мвар КБ ВН.

- стоимость электроэнергии.[46]

Вариант 1а.

Трансформатор ТМЗ 1600/6-10, ∆Рк = 16,5 кВт, ∆Рх = 2,05 кВт.

Проходная КТП 1 х 1600 кВА со шкафом ввода ВН (шкаф УВН) стоит Кт = 553 тыс. руб.[46].

В данном примере для магистральной схемы используется КТП 1 х 1600 кВА со шкафом УВН, которая стоит Кт = 553 тыс руб.

Приведенные затраты Зт = е * Кт = 0,2 * 553 = 110,6 тыс/(руб*год).

Где е = 0,2 - нормативный коэффициент окупаемости капиталовложений.

Приведенные затраты по варианту 1а: Qнв = 0 Мвар, Qвв = 0,37 Мвар,

З = 18 + 20 * 0,37 + 3,196 * 10,8 + 110,6 = 170,5 тыс. руб./год.

Вариант 1б.

Qнв = 0,374 Мвар, Qвв = 0, Qт = 202,4 квар.

Потери мощности в трансформаторе

Приведенные затраты по варианту 1б:

З = 7 + 40 * 0,374 + 3,196 * 8,9 + 110,6 =7 + 12,28 + 29,8 + 70,4 = 161 тыс. руб./год

Вариант 2а.

Двухтрансформаторная проходная КТП 2 х 1000 кВА стоит Кт = 2 * 352 = 704 тыс руб [46]

Приведенные затраты Зт = е * Кт = 0,2 * 704 = 140,8 тыс/(руб*год).

Qвв = 374,4 квар, Qт = 576,6 квар, Qнв = 0 квар.

Мощность, передаваемая через один трансформатор: Рт1 = 606 кВт, Qт1 = 288,3 квар.

Каталожные данные трансформатора ТМЗ 1000/10: [46]

Потери мощности в одном трансформаторе:

Потери мощности в двух трансформаторах: ∆Рт = 2 * 6,41 = 12,82 кВт

Приведенные затраты по варианту 2а:

З = 18 + 20 * 0,374 + 3,196 * 12,82 + 140,8 = 18 + 5,22+ 31,7 + 97,6 = 263,7 тыс. руб/год.

Вариант 2б.

Qвв = 0 квар, Qт = 202,4 квар, Qнв = 374,4 квар

Потери мощности в одном трансформаторе:

Потери мощности в двух трансформаторах: ∆Рт = 2 * 5,63 = 11,26 кВт.

Приведенные затраты по варианту 2а:

З = 7 + 40 * 0,374 + 3,196 * 11,26 + 140,8 = 198,7 тыс. руб/год.

Наименьшие затраты (161 тыс. руб./год) соответствуют варианту 1б.

Выбираем комплектную конденсаторную установку УКМ58-0,4-402-67 [46]:

УК - установка конденсаторная,

М - автоматически регулируемая по реактивной мощности,

58 - заводской номер схемы,

0,4 - номинальное напряжение, кВ,

402 - 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

, где

- 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).

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:

Выбираем магистральный шинопровод ШМА 3200 [27].

I =3200 A, Ro = 0.015, Xo = 0.005 Ом/км, сопротивление петли фаза - ноль Zф-о =0,083 Ом/км, динамическая стойкость iдин = 140 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

Колич

Руст1

Руст

Ки

tg фи

Рсм

Qсм

nэ

Км

Рм

Qм

Первая группа Ки<0,6

Итого группа 1

0

0

0

0

0

0

0

0

Вторая группа Ки>=0,6

Вентиляторы

5

4

20

0,7

0,75

14

10,5

Тепловая завеса

1

3

3

0,7

0,75

2,1

1,575

Печь сопротивления проходная трехфазная

3

60

180

0,7

0,33

126

41,58

Печь сопротивления закалочная трехфазная

5

20

100

0,7

0,33

70

23,1

Печь сопротивления закалочная трехфазная

4

32

128

0,7

0,33

89,6

29,57

Итого группа 2

18 

 

431

0,7 

 

302

106,3

4 

1,2

362,4

127,6

Итого по ШР1

362,4

127,6

Полная мощность

Расчетный ток шинопровода

Выбираем распределительный шинопровод ШРА-630 [27].

I =630 A, Ro = 0,058, Xo = 0,052 Ом/км, динамическая стойкость iдин = 40 кА [27], сопротивление петли фаза - ноль Zф-о =0,22 Ом/км, [каталог завода-изготовителя] .

Автоматический выключатель к распределительному шинопроводу установленный в ответвительной секции магистрального шинопровода:

Iн > = Ip, ВА -51-39, Iн = 630 А, номинальный ток расцепителя Iнр > Ip, Iнр >584,4 А, Iнр = 630 А, кратность тока отсечки Котс = 12, ток отсечки Iотс = 630 * 10 = 6300 А, отключающая способность (ПКС) Ics = 35 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) Печь сопротивления проходная трехфазная, Рн = 60 кВт, Uн = 380 В, КПД = 0,9, Cosφн= 0.8, Кп = 6.

Его номинальный ток .

При этом пиковый ток группы составляет Iпик = 584,4 + (6 - 1) * 10 = 711,2 А .

Расчетный пиковый ток составляет 633 А, 1,3 * 711,2 < 6300 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. Выбираем кабель АВВГ 2х(3 х 150 + 1 х 120) с Iдд = 670 А. Проверка согласования уставки защитного аппарата Iз с выбранным сечением Iдд (наличие защиты от перегрузки): Iз <= Кз * Iдд, где

нормативный [40, табл 2.56].

Для автоматов с комбинированным расцепителем, кабели с изоляцией из ПВХ, нормативный Кз = 1, [40, табл 2.56].

Iз = 630, Iдд = 670, 630 < 1* 670, условие соблюдается - это означает, что в случае перегрузки кабеля, он будет успешно защищен расцепителем с обратно зависимой от тока характеристикой (тепловым расцепителем).

Расчет нагрузок на распределительный шинопровод ШР2

Наименование ЭП

Колич

Руст1

Руст

Ки

tg фи

Рсм

Qсм

nэ

Км

Рм

Qм

Первая группа Ки<0,6

Итого группа 1

0

0

0

0

0

0

0

0

Вторая группа Ки>=0,6

Тепловая завеса

1

3

3

0,7

0,75

2,1

1,575

Печь сопротивления проходная трехфазная

2

20

40

0,7

0,33

28

9,24

Печь сопротивления закалочная трехфазная

4

32

128

0,7

0,33

89,6

29,57

Муфельная печь сопротивления однофазная

6

6

36

0,7

0,33

25,2

8,316

Печь индукционная однофазная

6

20

120

0,7

2,29

84

192,4

Итого группа 2

19 

 

327

0,7 

 

229

241

4 

1,2

274,8

289,2

Итого по ШР2

274,8

289,2

Полная мощность

Расчетный ток шинопровода

Выбираем распределительный шинопровод ШРА-630 [27].

I =630 A, Ro = 0,058, Xo = 0,052 Ом/км, динамическая стойкость iдин = 40 кА [27], сопротивление петли фаза - ноль Zф-о =0,22 Ом/км, [каталог завода-изготовителя] .

Автоматический выключатель к распределительному шинопроводу, установленный в ответвительной секции магистрального шинопровода:

Iн > = Ip, ВА -51-39, Iн = 630 А, номинальный ток расцепителя Iнр > Ip, Iнр >607 А, Iнр = 630 А, кратность тока отсечки Котс = 12, ток отсечки Iотс = 630 * 10 = 6300 А, отключающая способность (ПКС) Ics = 35 кА, [40,45].

Кабельную линию от магистрального шинопровода к ШР2 выбираем такую же, как и для ШР1.

Расчет нагрузок на распределительный шинопровод ШР3

Наименование ЭП

Колич

Руст1

Руст

Ки

tg фи

Рсм

Qсм

nэ

Км

Рм

Qм

Первая группа Ки<0,6

Сварочный выпрямитель

3 14 42

0,35

0,75

14,7

11

Итого группа 1

3

42

14,7

11

3

1,8

26,46

19,8

Вторая группа Ки>=0,6

Вентилятор

1

4

4

0,7

0,75

2,8

2,1

Печь индукционная однофазная

12

12,8

153,6

0,7

2,29

108

247,3

Итого группа 2

16 

 

195,6

0,7 

 

123

258,3

4 

1,2

147,6

310

Итого по ШР3

147,6

310

Полная мощность

Расчетный ток шинопровода

Выбираем распределительный шинопровод ШРА-630 [27].

I =630 A, Ro = 0,058, Xo = 0,052 Ом/км, динамическая стойкость iдин = 40 кА [27], сопротивление петли фаза - ноль Zф-о =0,22 Ом/км, [каталог завода-изготовителя] .

Автоматический выключатель к распределительному шинопроводу, установленный в ответвительной секции магистрального шинопровода:

Iн > = Ip, ВА -51-39, Iн = 630 А, номинальный ток расцепителя Iнр > Ip, Iнр >522,3 А, Iнр = 630 А, кратность тока отсечки Котс = 12, ток отсечки Iотс = 630 * 10 = 6300 А, отключающая способность (ПКС) Ics = 35 кА, [40,45].

Кабельную линию от магистрального шинопровода к ШР3 выбираем такую же, как и для ШР1.

Расчет нагрузок на распределительный шинопровод ШР4

Наименование ЭП

Колич

Руст1

Руст

Ки

tg фи

Рсм

Qсм

nэ

Км

Рм

Qм

Первая группа Ки<0,6

Сварочный выпрямитель

2 14 28

0,35

0,75

9,8

7,35

Итого группа 1

2

28

9,8

7,35

3

1,8

17,64

13,23

Вторая группа Ки>=0,6

Вентилятор

4

4

16

0,7

0,75

11,2

8,4

Печь сопротивления закалочная трехфазная

3

20

60

0,7

0,33

42

13,86

Печь сопротивления закалочная трехфазная

3

32

96

0,7

0,33

67,2

22,2

Итого группа 2

12 

 

198

 

131

52

4 

1,2

157,2

62,4

Итого по ШР4

157,2

62,4

Полная мощность

Расчетный ток шинопровода

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 >256 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) Печь сопротивления закалочная трехфазная Sн = 33,7 ква, Uн = 380 В, имеющую номинальный рабочий ток , кратность пускового тока Кп = 4.

При этом пиковый ток группы составляет Iпик = 256 + 1* 105 = 345,7 А ,

Расчетный пиковый ток составляет 633 А, 1,3 * 345,7 < 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. Выбираем 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

нормативный [40, табл 2.56].

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.

№

ЭП

Наименование

ЭП

Ном.

Мощн. кВА

Iн,

А

I

пик,

А

Iдд

А

Мар-ка

пров.

F

кв

мм

Спос.

прокл

Авт

выкл

Iнр

А

Iотс

А

9

Тепловая завеса

3,75

5,7

34,2

20

АПВ

4х2,5

МР

АЕ

8

96

18

Вентилятор

5

7,6

45,6

20

АПВ

4х2,5

МР

АЕ

8

96

31

Свар. выпр.

17,5

20,6

20,6

27

АПВ

4х4

МР

АЕ

25

300

45

Печь сопротивления

63,2

96

96

110

АПВ

4х50

МР

АЕ

100

1200

46

Печь сопротивления

21

31

31

32

АПВ

4х6

МР

АЕ

25

300

47

Печь сопротивления

33,7

51

51

75

АПВ

4х25

МР

АЕ

63

756

48

Муфельная печь

6,3

17

17

27

АПВ

2х4

МР

АЕ

20

200

49

Печь индукционная

20

52

52

75

АПВ

2х25

МР

АЕ

63

120

50

Печь индукционная

32

84

84

110

АПВ

2х35

МР

АЕ

100

1000

В представленной таблице:

ЭП 9 – тепловая завеса, Uн = 380 В, номинальный ток

Кп = 6. Ответвление в системе TNC - четырехпроводное: 3 фазы, нейтраль и РЕ объединены, рабочих проводников - 3, сечение по нагреву – 2,5 кв.мм, Iдд = 20 А, 20>5,7, [40, 42, 45], способ прокладки - в металлорукаве (МР), номинальный ток автоматического выключателя АЕ 2023 Iна = 16 А, номинальный ток расцепителя Iнр >= Iн, Iнр = 63 А, ток отсечки Iотс = Котс * Iнр = 12 * 8 = 96 А.

Условие защиты ответвления от перегрузки выполняется, т.к. Iнр < Iдд.

ЭП 18 - вентилятор, Uн = 380 В, номинальный ток

Кп = 6. Ответвление в системе TNC - четырехпроводное: 3 фазы, нейтраль и РЕ объединены, рабочих проводников - 3, сечение по нагреву – 2,5 кв.мм, Iдд = 20 А, 20>7,6, [40, 42, 45], способ прокладки - в металлорукаве (МР), номинальный ток автоматического выключателя АЕ 2023 Iна = 16 А, номинальный ток расцепителя Iнр >= Iн, Iнр = 63 А, ток отсечки Iотс = Котс * Iнр = 12 * 8 = 96 А.

Условие защиты ответвления от перегрузки выполняется, т.к. Iнр < Iдд.

ЭП 31 – Сварочный выпрямитель, Uн = 380 В, номинальный ток, приведенный к ПВ100%: .

Ответвление трехпроводное: 3 фазы, нейтраль и РЕ, рабочих проводников - 3, сечение по нагреву - 4 кв.мм, Iдд = 27 А, 27 > 20,6, [40, 42, 45], способ прокладки - в металлорукаве (МР), номинальный ток автоматического выключателя АЕ 2056М Iна = 63 А, номинальный ток расцепителя Iнр >= Iн, Iнр = 25 А, ток отсечки Iотс = Котс * Iнр = 12 * 25 = 300 А.

Условие защиты ответвления от перегрузки выполняется, т.к. Iнр < Iдд, 25 < 27 А.

ЭП 45 – печь сопротивления проходная трехфазная 60 кВт, номинальный ток

,

пиковый ток Iпик = 96 * 1 = 96 А. Ответвление может быть выполнено в системе TNC:

четырехпроводной линией ( три фазы и РЕ). Cечением 50 кв. мм в металлорукаве, Iдд = 110 А. Автоматический выключатель АЕ 2066 Iна = 160 А, номинальный ток расцепителя Iнр >= Iн, Iнр = 100 А, ток отсечки Iотс = Котс * Iнр = 12 * 125 = 1500 А.

Условие защиты ответвления от перегрузки выполняется, т.к. Iнр < Iдд, 100 < 110 А.