Электрооборудование и электроснабжение цеха металлоизделий

 

Расчет по формулам сводим в таблицу  1.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                            

 

2. КОМПЕНСАЦИЯ   РЕАКТИВНОЙ   МОЩНОСТИ

 

Так       как       коэффициент       реактивной        мощности        превышает

эффективный    tgφ ≤ 0,33,    делаем    вывод    о   необходимости    компенсации

реактивной   мощности.

Компенсация     реактивной     мощности    это    приближение    источника

реактивной     мощности     к     потребителю    с    целью    уменьшения     потерь

при   передаче   электрической   энергии.

1. Определяем  мощность  компенсирующей  установки:

 

                              Q =Р (tgφ - tgφ ),                                                   (2.1)    

Для ШМА 1.

                                         Q =195,4 (0,83- 0,33)= 97,7 квар                          

Для ШМА 2.

                               Q =149,1(0,83- 0,33)= 74,5 квар                           

 

      где Р  активная  средняя  мощность,  кВт;

      tgφ   фактический коэффициент реактивной  мощности  цеха;

      tgφ  эффективный  коэффициент  реактивной  мощности.

2) На  полученное  значение   подбираем   стандартное    компенсирующее

устройство:

Для ШМА 1.                                       Для ШМА 2 .                                                                                         УКМ58-0,4-100-10 УЗ                              УКМ58-0.4-100-10 УЗ

 

3) Проверка:  

                                        tgφ= ,                          (2.2)         

             Для ШМА 1.                                                  Для ШМА 2 .           

     tgφ= = 0,31                                     tgφ= =0,16

 

     Qку  ном   мощность  компенсирующей  установки,  квар.

 

4) Определяем  полную  мощность  цеха  с   учетом  компенсации:

 

                              Sp= ,                                                (2.3)

 

      Для ШМА 1.               Sp=   =336,03 кВА

      Для ШМА 2.               Sp= =110,24 кВА

 

где Рр  расчетная  активная  мощность  в  цехе,  кВт;

      Qp  расчетная  реактивная  мощность  в цехе,  квар;

      Qку ном  мощность  компенсирующей  установки,  квар.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ВЫБОР СИЛОВЫХ  ТРАНСФОРМАТОРОВ

 

На    действующих    предприятиях    при    наличии    суточного    графика

потребителя    номинальную    мощность   трансформатора    следует    выбирать

не  по максимальной  нагрузке  потребителя, а по  величине  средней  мощности

в    наиболее    загруженной   смене   из   характерных   суток.    Если   мощность

трансформатора выбирать по максимальной нагрузке потребителя то в периоды 

средних, а тем более минимальных  нагрузок трансформатор будет не догружен,

а, следовательно,  его  номинальная   мощность  будет  завышена.

 

                                                        Рисунок 3.1

 

Выбор    числа   и    мощности    силовых     трансформаторов    зависит   от

категории   надежности     электроснабжения     и    от    мощности     подстанции.

В  случае   выхода   из   строя   одного   из   трансформаторов,   оставшийся

в  работе  трансформатор  должен  запитывать  потребителей  I  и   II   категории.

При  этом  он  будет  работать  с  перегрузкой.

 

1) Намечаем   число  трансформаторов  с   учетом   категории   надежности

электроснабжения:

                                        n = 2        1,4 × Sном ≥ S1+S2

                                        n = 3        1,4 × 2Sном ≥ S1+S2

                                        n = 1        1,3 × Sном ≥ S2

 

где Sном  мощность одного трансформатора, кВА;

       S1   и   S2  мощность   потребителей   I   и   II  категории.

Так  как  имеются  потребители   I   категории   выбираем:

                              n = 2

2) Определяем  мощность  трансформаторов:

                              Sтр.= ,                                                                (3.1)      

                              Sтр= =536,77кВА

 

где Sр  полная мощность цеха с учетом компенсации, кВА;

      Кд.п = 1,04 коэффициент допустимых перегрузок.

3) Намечаем   тип  и  мощность   трансформаторов   по  справочнику  по 2

разным        вариантам,       чтобы       в       дальнейшем        путем       сравнения

технико  экономических   характеристик   выбрать   вариант с   наименьшими

потерями:

                                        1 вариант  2 × ТМ-400/10

                                        2 вариант  2 × ТМФ-400/10

 

4) Проверяем    выбранные    варианты   трансформаторов   на   аварийные

перегрузки. Причем  оба  варианта  должны  пройти  проверку:

                                        n = 2       1,4 × Sном ≥ S1+S2

 

1 вариант

                              1,4 × 400 = 560  кВА,

                              S1+ S2= 558,25 кВА  

                                      560   ≥ 558,25 кВА

 

2  вариант

                              1,4 × Sном ≥ S1 + S2

                                      560  ≥ 558,25 Ква

 

5) Выписываем    технические    данные     трансформаторов    и    заносим

в  таблицу  1.2.

 

Таблица3.1 Технические данные трансформаторов

Вариант	Sном тр.	∆ Рх.х	∆ Рк.з	Uк.з	Iх.х	К
	кВА	кВт	кВт	%	%	тыс. руб
2 × ТМ-400/10	400	0,95	5,9	4,5	2,1	108
2 × ТМФ-400/10	400	0,95	5,9	4,5	2,1	111

 

 

 

 

 

 

6) Определяем  потери электрической энергии  по вариантам:

                                                   ∆W=n ,                             (3.2)

 

                                        Кз = ,                                                                          (3.3)

 

                                        Кз = = 0,47

 

где  Кз  коэффициент загрузки трансформаторов;

        Sр  полная  мощность  цеха  с учетом  компенсации, кВА;

        n  число  трансформаторов;

        Sном  мощность  одного  трансформатора,  кВА.

 

                              ,                                                      (3.4)         

 

                              =2405 ч  

 

где τ   время потерь, ч;

      Тмах  время  максимальной  загрузки  трансформаторов, ч.

1 вариант

 ∆W=2 =44702,5 кВт∙ч

2 вариант

∆W=2 =44702,5 кВт∙ч

где n  число   трансформаторов;

       ∆Рх.х  потери  холостого хода, кВт;

       ∆Рк.з  потери  при  коротком  замыкании, кВт;

       Кип  коэффициент изменения потерь, кВт/ квар;

       Кип = 0,02……….0,12 кВт/ квар;

       Iх.х  ток холостого хода, %;

       Uк.з  напряжение короткого замыкания, %;

       Sном  номинальная мощность одного трансформатора, кВА;

       Тв  время включения, ч.

7) Определяем  стоимость потерь:

                              Сп = Со × ∆W × 10 , тыс. руб                                    

 

1 вариант

                               Сп =2 × 44702,5 × 10 =89,4 тыс. руб

2 вариант

                              Сп = 2 × 44702,5 × 10 =89,4 тыс. руб

 

где Со  себестоимость электрической энергии,  Со=2 руб/кВт∙ч;

      ∆W  потери электрической энергии, кВт∙ч.

 

8) Определяем  стоимость амортизационных отчислений:

                              Са = ,                                                                 (3.5)                      

1 вариант

                              Са = = 13,6 тыс. руб

2 вариант

                              Са = =13,9 тыс. руб

где Ра  % амортизационных отчислений;

       К  цена трансформатора, тыс. руб;

       n  число трансформаторов.

9) Определяем  приведенные годовые затраты:

                             З = Са + Сп + 0,15 × К × n,                                           

1 вариант

                              З = 13,6+89,4 +0,15×108×2=135,4 тыс.руб

2 вариант                         

                              З = 13,9+89,4 +0,15×111×2=136,6 тыс. руб

где Са  стоимость амортизационных отчислений, тыс. руб;

       Сп  стоимость потерь, тыс. руб;

       К  стоимость трансформатора, тыс. руб;

       n  число трансформаторов.

 

10) Выбираем  вариант с наименьшими потерями:       2 × ТМ-400/10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ВЫБОР ЗАЩИТНЫХ  АППАРАТОВ

 

При     эксплуатации     электрических     сетей    длительные    перегрузки

проводов   и   кабелей,  а  также   короткие   замыкания   вызывают   повышение 

температуры    токопроводящих    жил.   Это    приводит   к   преждевременному

изнашиванию    их    изоляции,   вследствие   чего   может   произойти   пожар,

а  также  поражение  людей  электрическим  током.

Для     предохранения    от    чрезмерного     нагрева    проводов     кабелей

применяют       плавкие      предохранители,      автоматические      выключатели       и   тепловые   реле,   встраиваемые   в   магнитные   реле.

 

4.1. Выбор предохранителей

 

Плавкие     предохранители   применяют     в    основном     для     защиты

потребителей   от   токов   короткого   замыкания.

1) Определяем  номинальный расчетный ток  для  каждого потребителя:

                                    

                              Iрасч= ,                                                    (4.1)

где Рном  номинальная мощность  электроприемника, кВт;

       Uном  номинальное  напряжение  электроприемника, кВ;

       cosφ  коэффициент мощности.

                                       Iрасч 1 =55/1,73×0,4×0,8=99,3А

      

                                        Iрасч 2 =75/1,73×0,4×0,8=135,5А

 

                                        Iрасч 3 =20/1,73×0,4×0,95=30,42А

 

                                        Iрасч 4 =15/1,73×0,4×0,6=36,13 А

 

                                        Iрасч 5 =7,5/1,73×0,4×0,6=18,06А

 

                                        Iрвсч 6 =30/1,73×0,4×0,5=86,71А

 

                                        Iрасч 7 =37/1,73×0,4×0,65= 82,26А

 

                                        Iрвсч 8 =21/1,73×0,4×0,65= 46,69А

 

где  Ιрасч 1Вентилятор вытяжной;

        Ιрасч 2 Вентилятор приточный;

        Ιрасч 3 Термоэлектрическая установка

        Ιрасч 4 Кривошипные станки

        Ιрасч 5 Фрикционные  станки

        Ιрасч 6 Кран мостовой;

        Ιрасч 7 Обдирочные станки типа РТ-503

        Ιрасч 8 Обдирочные станки типа 21001;

 

2) Определяем  пусковой ток

 

                                    Ιпуск =(5…..7)×Ιном, А                                                    

                           

                                    Ιпуск 1 =6× 99,3= 595,8А

 

                                    Ιпуск 2 =6× 135,5=813  А

 

Для ЭТУ:                  Ιпуск = отсутствует = Ιрасч А

      

                                              Iрасч 3 =30,42А

 

                                    Ιпуск 4 =6× 36,13= 216,78 А

 

                                    Ιпуск 5 =6× 18,06= 108,36А

 

                                    Ιпуск 6 =6× 86,71= 520,26А

 

                                    Ιпуск 7 =6× 82,26=493,56А

 

                                    Ιпуск 8 =6× 46,69=280,14 А

 

3) Производим   расчет   плавкой    вставки   предохранителя:

 

                              Iпл вс = , А                                                               (4.2)              

 

где Iпуск  пусковой ток, А;

      К коэффициент   снижения   пускового   тока,  который   при   легком