Электроснабжение цеха

10 А >7,78 А

    Выбирается  предохранитель типа ПН2 /3, 283/

    Дальнейшие  расчеты проводятся аналогично. Результаты заносятся в  таблицу 4.

    Для РП1 выбирается шкаф серии ПР 8501-029 /2, Приложение В/. Номинальный ток I_н при степени защиты и климатической категории IP21У3 I_н=250 А. Для РП2 и РП3 выбираются шкафы серии ШР11-73704 /5,284/, тип рубильника на вводе Р18-373, номинальный ток I_н при степени защиты и климатической категории IP22У3 I_н=400 А. Число трехполюсных групп предохранителей и номинальный ток I_н на отходящих линиях 8х60.

 

 
 
6 Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховой подстанции

 

    Вопрос  о выборе мощности трансформаторов  будет решаться одновременно с вопросом выбора мощности компенсирующих устройств Q_нк1.

    В цеховой подстанции в соответствии с требованиями об электроснабжении потребителей II категории минимальное количество трансформаторов цеховой подстанции предварительно принимаем равным 2.

    В соответствии с нормами технологического проектирования, принимается S_ОР.Т=250 кВА.

    Определяется  минимальное число трансформаторов  цеховой подстанции.

                                                                                           (27)

где P_P - расчетная активная нагрузка цеха, кВт;

   S_Н.Т. - номинальная мощность трансформатора, кВА;

   ΔN - добавка до ближайшего целого числа;

   β_н - коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме,      

β_н=0,8 - для двухтрансформаторных подстанциях при преобладании в цехе потребителей II категории.

    Определяется  оптимальное число трансформаторов  цеха

                                                                                                  (28)

где m - дополнительное число трансформаторов цеховой подстанции,

         m=0 /3,106/.

    Определяется  максимальная возможная реактивная мощность, передаваемая через трансформаторы из сети 10 кВ в сеть 0,4 кВ:

                                                                            (29)

Q_р > Q_1р

    Принимается Q₁=Q_P, тогда установка батарей конденсаторов не требуется.

                                                          (30)

    Определяется  коэффициент загрузки трансформаторов  в нормальном и послеаварийном режимах:

                                                                                                     (31)

                                                                                                  (32)

    Принимается трансформатор типа ТМ-250/10 по /7,125/.

    Параметры трансформатора:

    Номинальная мощность S_Н.Т.=250 кВА,

    Номинальное высшее напряжение U_НВ=10 кВ,

    Номинальное низшее напряжение U_НН=0,4 кВ,

    Потери  холостого хода ΔP_ХХ=1,05 кВт,

    Потери  короткого замыкания ΔP_КЗ=3,7 кВт,

    Ток холостого хода I_ХХ=2,3 %,

    Напряжение  короткого замыкания U_КЗ=4,5%,

    Схема и группа соединения обмоток Y/Y_Н-0

    Определяются  потери активной и реактивной мощности в трансформаторах:

                                         ΔР_Т=N∙(ΔР_ХХ+β_Н²∙ΔР_К),                                              (33)

ΔР_Т =2∙(1,05+0,8²∙3,7)=6,836 кВт.

                                  ΔQ_Т= N∙( ∙S_НТ+ β_Н²∙ S_НТ),                                  (34)

ΔQ_Т= 2∙(

∙250+ 0,8²∙250)=25,9 квар.

                                   P_P+ΔP_T=388+6,836=394,836 кВт,                                      (35)

                                   Q_P+ΔQ_T=337+25,9=362,9 квар.                                    (36)

S_p= ,                                                     (37)

S_р=

=536,28 кВА.

                                                    

 

7 Компенсация реактивной  мощности

 

    Значение Q_нк2 определяется по формуле:

                                                                        (38)

где γ – расчётный коэффициент, который  определяется по /3, 107/ в зависимости от К_р1 и К_р2;

  К_р1 – коэффициент, учитывающий расположение энергосистемы и сменность предприятия, определяется по /3, 108/,

К_р1=14;

К_р2 – коэффициент, зависящий от мощности трансформаторов и длины питающей линии, определяется по /3, 109/,

К_р2=4;

γ=0,6

    Суммарная мощность компенсирующих устройств  равна

                                                                                             (39)

      Q_нк = 0, установка компенсирующих устройств не требуется.

           Батареи ставятся на каждый трансформатор.

                                                                                  (40)

     Принимаю  две установки УКН-0,38-150У3 /1, 220/ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

8 Расчет  питающей линии  10 кВ

 

    Выбор сечения кабельной линии 10 кВ производится по экономической плотности

                                            (41)

где I_р - расчетный ток кабельной линии в нормальном режиме, А;

   j_э – экономическая плотность тока, А/мм².

                                                  

                                                         (42)

где n – количество кабельных линий к ТП.

.

.

    Принимается кабель ААШв-10-3х16, прокладываемый в траншее.

       I_дл.доп=75 А, x₀=0,113 , r₀=1,94 .

    Длительно допустимый ток с учетом условий  прокладки и температуры окружающей среды

I’_доп=I_дл.доп·К_п·К_t,      (43)

где К_п - поправочный коэффициент на число проложенных кабелей в траншее.

    Значение  К_п определяется по /4, 30/,

        К_п=0,93.

   К_t - поправочный коэффициент на температуру окружающей среды.

    Значение  К_t определяется по /4, 17/,

        К_t =1.

I’_доп=75·0,93=69,75 А.

    Определяется  аварийный ток

I_ав =2I_р.к.,      (44)

I_ав=2·15,48=30,96 А.

    Допустимый  ток в аварийном режиме с учетом коэффициента перегрузки К_ав, определяемый по /3,51/,

    I’_ав = К_ав · I’_доп,                                            (45)

I’_ав=1,25·69,75=87,19 А.

    Условие проверки по нагреву в послеаварийном режиме

    I_ав < I’_ав,                                                 (46)

30,96 А < 87,19 А

    Выбираемое  сечение проверяется по допустимой потере напряжения

ΔU < ΔU_доп,                                                      (47)

где ΔU_доп – допустимые потери напряжения,

       ΔU_доп=5%.

                              (48)

.

0,2% < 5%,

условие выполняется.

    Проверка  выбранного сечения на термическую  стойкость определяется по условию

F_т < F_р                                                         (49)

    Термически  устойчивое сечение

                         (50)

    Для определения тока короткого замыкания  составляется расчетная схема и  схема замещения, выполняется расчет токов короткого замыкания, используя данные задания и результаты предыдущих расчетов.

     Определяется  ток КЗ в точке на шинах высокого напряжения цеховой подстанции. 

       Рисунок 1 – Принципиальная схема для расчета тока КЗ. 
 
 

         
 
 
 

     Рисунок 2 – Схема замещения 

    Принимается S_Б=100 МВА, U_Б=10,5 кВ.

    Определяется  базисный ток

,                                                          (51)

.

    Производится  расчет тока в точке К1.

,                                                         (52)

.

    Сопротивление воздушной линии

                                               ,                                                        (53)

.

    Сопротивление трансформатора

,                                             (54)

.

    Сопротивление кабельной линии

        ,                                                        (55)

.

        ,                                                       (56)

.

    Результирующее  индуктивное сопротивление цепи

Х_рез =

.

    Результирующее  активное сопротивление цепи

r_рез = r_кл =0,88.

    Проверяется условие

                                                              r_рез < ,                                                        (57)

     0,88 > 0,41, условие не выполняется, следовательно ток КЗ определится:

,                                 (58)

.

.

    Определяется  ударный ток