Электрические нагрузки промышленных предприятий

 
 

       Трансформаторы  напряжения выбирают по номинальным параметрам, классу точности и  нагрузке, определяют мощность, которая потребляется катушками электроизмерительных приборов, подключенных к данному трансформатору. Номинальная мощность трансформатора напряжения S_н должна быть равна или больше суммарной активной и реактивной мощности, потребляемой параллельными катушками приборов и реле, S₂

                                                                                   (7.10)

       где  - суммарная активная мощность, потребляемая катушками приборов, Вт;

         - реактивная мощность, вар.

       Значения  мощностей Р_пр, потребляемых электрическими приборами, даются в                  [2] табл.П7.8 стр.132

        Трансформаторы  напряжения на шинах  РП принимаем по [3] табл.П5.13 стр.336 типа НТМИ-10-66У3, соединённого Y₀/Y₀/      -0, U_н=10кВ. Вторичную нагрузку трансформатора определим как суммарную из таблицы 7.8.

 Таблица 7.8 Вторичная нагрузка трансформатора напряжения 

 

       По (7.10)                                  

       Выбранный трансформатор напряжения имеет номинальную мощность в классе точности К_т=0,5  Sном=120 В∙А. Проверка по (7.10), т.е.    выполняется, следовательно трансформатор напряжения выбран правильно.

       Для релейной защиты, на отходящих кабельных  линиях, предусматриваем установку трансформаторов тока нулевой последовательности типа ТЗЛМ-У3.

       Для ТП1,2,3,4,5,6 принимаем  выключатели нагрузки. Выключатели нагрузки вы-

бираются  по условиям (7.1). Принимаем  выключатели нагрузки типа ВНР-10/400У3.   

       Шины распределительных устройств выбираются по нагреву максимальным расчётным током I_рм и проверяются на электродинамическую и термическую стойкость.

       При выборе шин по нагреву  учитываются наиболее тяжёлые послеаварийные и ремонтные режимы. Допустимый ток шины I_доп должен быть не менее

                                                                                                  (7.11)

       При расположении шин  плашмя (большая грань  полосы находится  в горизонтальной плоскости) допустимый ток, указанный в [2] табл.П7.6 стр.130, должен быть уменьшен на 5% для полос шириной до 60мм и на 8% - для полос большей ширины.

       Проверка  на электродинамическую  стойкость выполняется  сравнением механического  напряжения в материале  шины σ_р с допустимыми значениями σ_доп([2] табл.П7.7 стр.131)

                                                                                                     (7.12)

       Механические  напряжения в материале  шины, возникающие  под действием  изгибающего момента, кг·с/см²

                                                                                   (7.13)

        где i_у – ударный ток КЗ, кА;

       l – расстояние между опорными изоляторами, см, которое в нашем случае принимаем равным  l =100 см;    

       а – расстояние между осями шин смежных фаз, см, которое в нашем случае принимаем равным а = 25 см;

       W – момент сопротивления шины относительно оси, перпендикулярной действию усилия, см3, который при расположении шин плашмя вычисляется как

                                                                                                       (7.14)

        где b и h – соответственно меньший и больший размеры сторон поперечного сечения шины.

       Проверка  шин на термическую  стойкость сводится к определению минимального допустимого сечения

                                                                                                              (7.15)

       где С – расчётный  коэффициент, принимаемый  из [2] по табл.П4.7 стр114 для шин С = 91 А×с^0,5/мм2;

       Произведём  выбор шины РП напряжением 10кВ и проверим их на электродинамическую  и термическую  стойкость к токам  КЗ.

    Выбираем  по нагреву шины шириной  до 60мм. В этом случае условие выбора по (7.11) примет вид                                     

    Тогда                                           

    По [2] табл.П7.6 стр.130 принимаем шины размером 40x5мм, имеющие площадь сечения 200мм² и I_доп=513 А.

    По (6.8)                                        

    Тогда по (7.15)                          

       Следовательно проверка шин на термическую  стойкость шины выполняется.

       Выполним  проверку на электродинамическую  стойкость. По (7.14) момент сопротивления шин  при расположении их плашмя                                                               

                                                             

       По (7.13) расчётные напряжения в материале шины

      что составляет  примерно 5 МПа Для материала шин марки АДО σ_доп = 49 МПа ([2] табл.П7.7стр.131). Так как условие (7.12) выполняется то выбранные шины динамически устойчивы.

     Выбор кабелей  на напряжение 0,4 кВ 

       Необходимо  выбрать кабели 0,4 кВ для питания  нагрузки мазутно-насосной, питающейся от ТП3

       Рассчитаем кабельную  линию 0,4 кВ. Приняв  расчетную нагрузку  по таблице 2.3, определяем расчетный  ток линии 

        

      По[1]табл.П21стр.284 выбираем  кабель 2АВВГ-1(3x95+1x50) с Iдоп=500 А.

    Выбор линий сводим в  таблицу 7.9. 

Таблица 7.9  Выбор кабелей  до 1 кВ 

 

Выбор электрических аппаратов  напряжением до 1кВ 

    Произведём  выбор автоматических выключателей в цепях 0,4кВ цеховых трансформаторов  по условиям:

                                                                    (7.16)

                                                                    (7.17)

 где I_р.max – максимальный расчётный ток, А, определяемый как

                               

       По  таблице П14 стр.280 [1] по условиям (7.16) и (7.17) для трансформаторов  мощностью S_н.т.=1000 кВ×А выбираем автоматический выключатель типа ВА53-43 с I_н.а.=2500 А, а для трансформаторов мощностью S_н.т.=1600 кВ×А выбираем автоматический выключатель типа ВА75-47 с I_н.а.=4000 А

       Расчётный ток для выбора трансформаторов  тока в цепях низшего  напряжения цеховых  трансформаторов находим по формуле

                              

       Трансформаторы  тока выбираем по условиям (7.1)

                                                                   (7.18)

       Согласно (7.1) и (7.18) для трансформаторов S_н.т.=1000 кВ×А    

    По  таблице 23-9 [3] выбираем трансформаторы тока ТНШЛ-0,66 с I_н.тр=2000 А.

    Конденсаторные  установки должны иметь защиту от токов  КЗ, действующую на отключение без выдержки времени. Такая защита осуществляется автоматами с электромагнитным расцепителем.

    Номинальный ток БНК определяется по формуле:

                                           ;                          (7.19) 

    Выбор осуществляется с  учётом следующего условия

                                                                      (7.20)

    По (7.19)                      

    из  условия (7.20)          

    По  таблице П14 стр.280 [1] выбираем автомат ВА53-41; I_НР=1000 А;     к =2 ( I_У =2×I_НР =2×1000 = 2000 А ).

    Аналогично  определяем для QНК=600 и QНК=300, соответственно выбираем автоматы ВА55-41 и ВА53-41. 
 
 

8.Электрические  измерения и учёт  электроэнергии                  

       В системе электроснабжения промышленного предприятия следует измерять текущие значения величин тока, напряжения и мощности, характеризующие режимы работы как самой системы, так и её элементов, а также осуществлять учёт потребляемой и вырабатываемой электроэнергии.

       Амперметры устанавливаются в цепях, в которых необходим контроль тока (вводы ГПП и РП, трансформаторы, отходящие линии, перемычки между секциями сборных шин, конденсаторные установки, некоторые электроприёмники).

       Напряжение  измеряется на каждой секции сборных шин  ГПП, РП и ТП. На понижающих подстанциях допускается измерять напряжение только на стороне низшего напряжения, если установка трансформатора напряжения на первичной стороне не требуется для других целей. В трёхфазных электроустановках обычно производится измерение одного междуфазного напряжения. В сетях с изолированной нейтралью (напряжением 6…35кВ) вольтметры используются также для контроля изоляции. Для этой цели применяются три вольтметра (или один вольтметр с переключателем), включаемые на фазные напряжения через измерительный трансформатор типа НТМИ, присоединённый к секции РП или ГПП.