Проектирование системы электроснабжения механического цеха (стр. 3 из 17)

· там где есть возможность использовать синхронные двигатели вместо асинхронных, у них cosj больше;

· производить качественный ремонт двигателей.

К искусственному методу относятся следующие устройства:

· статические конденсаторы;

· синхронные компенсаторы;

· перевозбужденные синхронные двигатели;

· тиристорные источники реактивной мощности (ТИРМы).

Компенсация реактивной мощности на предприятиях осуществляется в основном с помощью статических конденсаторов.

В проектируемом цеху осуществляем групповую компенсацию реактивной мощности. Для этого выбранные ККУ подключаем через ящик с автоматом к ШМА.

Мощность комплектной компенсаторной установки Q_кку, кВАр определяется по формуле:

Q_кку = P_м.´ (tgj₁ – tgj₂). (19)

Р_м1 = 311кВт; tgj₁ = 1,13 (таблица 3); tgj₂ = 0,33, находим по cosj₂ = 0,95.

Q_кку1 =311´ (1,13 – 0,33) = 249 кВАр.

Р_м2. = 449кВт; tgj₁ = 0,82 (таблица 3); tgj₂ = 0,33, находим по cosj₂ = 0,95

Q_кку2 = 293,2 ´ (0,79 – 0,33) = 135 кВАр

Принимаем к установке две ККУ типов: УКН – 0,38 – I‑280 и ККУ – 0,38 – I‑160 [4], суммарное Q_кку = 440 кВАр, присоединяемые к магистральным шинопроводам двумя проводами марки АПВ7 (3´95) и АПВ7 (3 ´ 50). [2]

I_доп.³ I_м. =

. (20)

УКН – 0,38 – I‑280: АПВ7 (3 ´ 95).

I_доп1 = 3 ´ 165 = 495 А > I_м1 =

= 425 А.

ККУ – 0,38 – I‑160: АПВ (3 ´ 50).

I_доп2 = 3 ´ 105= 315 А > I_м2 =

= 243А.

В качестве защитной аппаратуры ККУ принимаем автоматические выключатели типа А3724Б

и А3744Б . [5]

УКН – 0,38 – I‑280: А3744Б

.

I_{н.т.расц1} = 500 А > I_м1 = 425 А.

I_н.авт1 = 630 А > I_м1 = 425 А.

I_{н.эл.маг1} = 6000 А > 1,5 ´ I_м1 = 1,5 ´ 425 = 637,5 А.

ККУ – 0,38 – I‑160: А3724Б

.

I_{н.т.расц2} = 250А > I_м2 = 243А.

I_н.авт2 = 250А > I_м2 = 243А.

I_{н.эл.маг2} = 4000 А > 1,5 ´ I_м2 = 1,5 ´ 243 = 364,5А.

Рассчитываем оптимальное место размещения ККУ

L_опт. = L₀ + (1 –

) ´ L, м (21)

где L₀, м – длина магистрали от трансформатора КТП до того места, откуда начинается подключение к ней распределительных шинопроводов;

L, м – длина участка магистрального шинопровода от начала ответвления ШРА до конца;

Q – суммарная реактивная мощность шинопровода, кВАр

НА ШМА – 1 L_опт. = 6 + (1 –

) ´ 26 = 18,8 м.

НА ШМА – 2 L_опт. = 5 + (1 –

) ´ 14 = 13,5 м.

1.5 Определение числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций и их типа

В настоящее время широкое применение получили комплектные трансформаторные подстанции КТП, КНТП. Применение КТП позволяет значительно сократить монтажные и ремонтные работы, обеспечивает безопасность и надёжность в эксплуатации.

Выбор типа, числа и схем питания трансформаторов подстанции обусловлен величиной и характером электрических нагрузок, размещением нагрузок на генеральном плане предприятия, а также производственными, архитектурно-строительными и эксплуатационными требованиями, учитывая конфигурацию производственного помещения, расположение технологического оборудования, условия окружающей среды, условия охлаждения, требования пожарной и электрической безопасности и типы применяемого оборудования.

Расчётная мощность нагрузки с учётом компенсации реактивной мощности S_м.^', кВА определяется по формуле:

S_м.^' =

_. (22)

S_м.^' =

= 617 кВА.

Исходя из расчётной мощности, перечисленных условий, учитывая, что потребители электроэнергии цеха относятся ко II и III категории по бесперебойности электроснабжения, принимаем к установке КТП с двумя трансформаторами типа ТМЗ 1000/10/0,4 (лист 4 графической части) [4]

Таблица 4 Технические данные трансформатора

Тип	Sн.	U1	U2	uк.з.	iх.х.	Рх.х.	Рк.з.	Габарит	Масса
	кВА	кВ	кВ	%,	%	кВт	кВт	мм	т
ТМЗ	1000	10	0,4	5,5	1,4	2,45	12,2	2700´1750´3000	5

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме К_з., %:

К_з. =

´ 100% (23)

К_з. =

´ 100% = 60%

В аварийном режиме загрузка одного трансформатора К_{з. ав.}, % составит:

К_з.ав. =

´ 100% (24)

К_з.ав. =

´ 100% = 120%

Согласно ПУЭ, аварийной загрузки для КТП с трансформаторами типа коэффициент ТМЗ должен составлять не более 30%, если его коэффициент загрузки в нормальном режиме не превышал 70 – 75% и, причем с этой перегрузкой он может работать не более 120 минут при полном использовании всех устройств охлаждения трансформаторов, если подобная перегрузка не запрещена инструкциями заводов изготовителей. Так как электроприемники в цехе относятся ко 2 и 3 группе по бесперебойности электроснабжения, то в аварийном режиме возможно отключение части неответственных электроприемников.

Для выбранной КТП ТМЗ 1000/10/0,4 имеется большой трансформаторный резерв, что обеспечит дальнейший рост нагрузки цеха без замены трансформатора на большую мощность, во вторую смену можно отключить один трансформатор для экономии электроэнергии.

1.6 Расчет и выбор силовой (осветительной) сети на стороне 0,4 кВ

1.6.1 Выбор магистральных шинопроводов ШМА [4]

Магистральный шинопровод выбирается по номинальному току трансформатора.

Номинальный ток трансформатора I_н.тр., А

I_н.тр. =

(25)

I_н.тр. =

= 1519А

Принимаем к установке два магистральных шинопровода типа ШМА‑4–1600–44–1У3. [2]

I_н.шма³ I_н.тр.

1600А > 1519А.

Таблица 5 Технические данные магистрального шинопровода

Тип	Iн.шма	Uн.	xo	ro	Динамическаястойкость	Сечениешины
	А	В	Ом/км	Ом/км	кА	мм
ШМА‑4–1600–44–1У3	1600	660	0,17	0,031	70	1280

1.6.2 Выбор распределительных шинопроводов ШРА [2]

Принимаем к установке четырёхполюсные распределительные шинопроводы типа ШРА‑4. Выбираем их по максимальному расчётному току (таблица 3).

I_н.шра³ I_м.

Пример выбора 1ШРА, I_м. = 157 А:

Принимаем к установке шинопровод ШРА‑4–250–32–1УЗ, I _н.шра = 250А.

250А ³ 157А.

Выбор остальных ШРА производим аналогично. Данные выбора приведены в таблице 6.

Таблица 6 Данные выбора ШРА

№ШРА	Iм., А	Тип ШРА	Iн.шра., А	Сечение шин, мм
М1–1ШРА	157	ШРА‑4–250–32–1УЗ	250	А4 (5´35)
М1–2ШРА	210	ШРА‑4–250–32–1УЗ	250	А4 (5´35)
М1–3ШРА	149	ШРА‑4–250–32–1УЗ	250	А4 (5´35)
М1–4ШРА	149	ШРА‑4–250–32–1УЗ	250	А4 (5´35)
М2–5ШРА	254	ШРА‑4–400–32–1УЗ	400	А4 (5´50)
М2–6ШРА	254	ШРА‑4–400–32–1УЗ	400	А4 (5´50)
М2–7ШРА	197	ШРА‑4–250–32–1УЗ	250	А4 (5´35)
М2–8ШРА	197	ШРА‑4–250–32–1УЗ	250	А4 (5´35)

1.6.3 Выбор ответвлений от ШМА к ШРА [2]

Ответвления от ШМА к ШРА выполняем поводами марки АПВ в тонкостенных трубах. Сечение поводов выбираем по номинальному току ШРА с учётом дальнейшего роста нагрузки.

I_доп.пр.³ I_{доп.шра}

Для подключения нулевой шины ШРА предусматривается дополнительный провод, его проводимость, согласно ПУЭ, должна составлять 50% проводимости фазного.

Ответвление от ШМА к ШРА‑4–400–32–1УЗ выполняем проводом
АПВ 7 (1 ´ 95).

I_доп.пр. = 200 × 2 = 400 А = I_{доп.шра} = 400 А.

Ответвление от ШМА к ШРА‑4–250–32–1УЗ выполняем проводом
АПВ 7 (1 ´ 50).

I_доп.пр. = 130 × 2 = 260 А. > I_{доп.шра} = 250 А. [3]

1.6.4 Выбор ответвлений от ШРА к отдельным электроприёмникам для участка цеха с подробной планировкой [2]

Ответвления от ШРА к отдельным электроприёмникам выполняются проводами марки АПВ в тонкостенных трубах.

I_доп.пр.³ I_н.

В качестве нулевого заземляющего провода прокладываем дополнительный провод, проводимость которого равна 50% проводимости фазного.

Пример выбора ответвления к станку №1, металлорежущий станок