Проектирование системы электроснабжения машиностроительного завода (стр. 11 из 20)
Размещение компенсационных устройств в сети предприятия.
Для рационального выбора мощности трансформаторов комплектных трансформаторных подстанций необходимо учесть скомпенсированную реактивную мощность, т.е. реактивную мощность с учетом размещения БСК по узлам нагрузки электрической сети.
Определим мощность компенсирующих устройств:
33289,79-29958,23=3340,56 Вар;Распределение реактивной мощности по узлам нагрузки будем производить методом пропорционально-реактивных нагрузок узлов. В этом случае величина мощности БСК QКi в каждом i-м узле нагрузки будет равна:
(138)Qнагр i – реактивная нагрузка в i – м узле
Qнагр S - сумма реактивных нагрузок всех узлов, кВар.
Полная мощность, приходящаяся на КТП с учетом компенсации реактивной мощности:
. (139)Результаты расчета размещения БСК по узлам нагрузки электрической сети сведем в таблицу 12
Таблица 12
6.1 Выбор числа, мощности трансформаторов цеховых ТП
Число КТП и мощность трансформаторов на них определяется средней мощностью (Sм) цеха, удельной плотностью нагрузки и требованиями надежности электроснабжения.
Если нагрузка цеха (Sм) на напряжение до 1000 В не превышает 150 – 200 кВА, то в данном цехе ТП не предусматривается, и ЭП цеха запитывается с шин ТП ближайшего цеха кабельными ЛЭП.
При определении мощности трансформаторов следует учесть, что если Sуд не превышает 0,2 (кВА/м2), то при любой мощности цеха мощность трансформаторов не должна быть более 1000(кВА). Если Sуд находится в пределах 0,2-0,3(кВА/м2) то единичная мощность трансформаторов принимается равной 1600 (кВА). Если Sуд более 0,3 (кВА/м2) то на ТП устанавливаются трансформаторы 2500 (кВА).
Цеховые трансформаторы выбираются по Sсм с учетом Sуд ‑ удельной плотности нагрузки.
Удельная мощность цеха:
S/уд = S/м /F; (140)
где F‑ площадь цеха, м2.
Расчеты по выбору числа и мощности трансформаторов цехов сведены в таблицу 13.
Таблица №13
6.2 Выбор марки и сечения КЛЭП
6.2.1 КЛЭП напряжением 6 кВ
Распределение энергии на территории предприятия осуществляем кабельными линиями.
Двух трансформаторные подстанции с потребителями 1 категории запитываются двумя нитями КЛЭП по радиальной схеме. Так же по радиальной схеме запитываются КТП с трансформаторами 2500 кВА.
Двух трансформаторные подстанции с потребителями 2 и 3 категории запитываются двумя нитями КЛЭП по магистральной схеме, а там где это невозможно из-за больших нагрузок – по радиальной схеме.
Для определения расчетной нагрузки кабельных линий необходимо определить потери мощности в трансформаторах КТП (таблица 12).
; (141)где ΔРхх ‑ потери холостого хода трансформатора, кВт.
ΔРкз ‑ потери короткого замыкания в трансформаторах, кВт.
n ‑ число трансформаторов.
; (142)где: Iхх ‑ ток холостого хода трансформатора, %.
Uк ‑ напряжение короткого замыкания трансформатора, %.
Затем с учетом потерь мощности в трансформаторах находится расчетная мощность, по которой выбирается сечение кабелей:
; (143)Находится ток в нормальном режиме:
(144)где: n ‑ число кабелей, работающих в нормальном режиме;
Sр – мощность, передаваемая кабелем.
Находится ток в послеаварийном режиме:
. (145)По таблице1.3.18 [1] выбирается ближайшее стандартное сечение.
Выбор сечения КЛЭП производится в соответствии с требованиями ПУЭ с учетом нормальных и после аварийных режимов работы электрической сети.
При проверке сечения кабеля по условиям после аварийного режима для кабелей напряжением до 10 кВ необходимо учитывать допускаемую в течение пяти суток, на время ликвидации аварии, перегрузку в зависимости от вида изоляции (при дипломном проектировании можно принять для кабелей с бумажной изоляцией перегрузку до 30% номинальной).
Поэтому допустимая токовая нагрузка кабеля при прокладке в земле в послеаварийном режиме:
Iдоп.пар=1,3.Iдоп. (146)
Допустимая токовая нагрузка кабеля при прокладке в земле в нормальном режиме:
Iдоп.н.р.=Iдоп. (146)
В качестве примера выбирается сечение кабельной линии ПГВ-ТП 16:
Расчетная мощность, по которой выбирается сечение кабелей:
Находится ток в нормальном режиме:
.Находится ток в послеаварийном режиме:
.По таблице 1.3.16 [1] выбирается ближайшее стандартное сечение. Предварительно принимается кабель трехжильный с алюминиевыми жилами марки АШв сечением F = 95мм2, Iдоп. = 225А.
Допустимая токовая нагрузка кабеля при прокладке в земле двух кабелей в нормальном режиме:
;где К1-поправочный коэффициент для кабелей в зависимости от удельного теплового сопротивления земли (для нормальной почвы К1=1);
К2-поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле;
-допустимая токовая нагрузка на жилу кабеля по таблице 1.3.16 ПУЭ для токопроводящей жилы сечением F = 95мм2 с бумажной изоляцией.В послеаварийном режиме:
.Результаты расчета остальных кабельных линий сведены в таблицу 13.
Таблица №13
7. Расчёт токов короткого замыкания
Коротким замыканием (К.З.) называется всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки между собой и землей, при котором токи в аппаратах и проводниках, примыкающих к месту присоединения резко возрастают, превышая, как правило, расчетные значения нормального режима.
Основной причиной нарушения нормального режима работы систем электроснабжения является возникновения К.З. в сети или в элементах электрооборудования. Расчетным видом К.З. для выбора или проверки параметров электрооборудования обычно считают трехфазное К.З.
Расчет токов К.З. с учетом действительных характеристик и действительных режимов работы всех элементов электроснабжения сложен. Поэтому вводятся допущения, которые не дают существенных погрешностей:
1. Не учитывается сдвиг по фазе ЭДС различных источников;
2. Трехфазная сеть принимается симметричной;
3. Не учитываются токи нагрузки;
4. Не учитываются емкостные токи в ВЛЭП и в КЛЭП;
5. Не учитывается насыщение магнитных систем;
6. Не учитываются токи намагничивания трансформаторов.
7.1 Расчет токов короткого замыкания в установках напряжением выше 1000В
Расчет токов короткого замыкания в установках напряжением выше 1000 В имеет ряд особенностей:
Активные элементы систем электроснабжения не учитывают, если выполняется условие r<(x/3), где r и x-суммарные сопротивления элементов СЭС до точки К.З.
При определении тока К.З. учитывают подпитку от двигателей высокого напряжения.
кА. (147) 
кА. (148)
(149) 
; (150)