диплом. Чебунин 712 группа. 1. Характеристики потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения
 Скачать 1.12 Mb.
|
|
4. Компенсация реактивной мощности Компенсация реактивной мощности, или повышение коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий, имеет большое значение и является частью общей проблемы повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения качества, отпускаемой потребителю электроэнергии. В процессе передачи потребителям активной и реактивной мощности в проводниках системы электроснабжения создаются потери активной мощности. Из этого следует, что при снижении передаваемой реактивной мощности потеря активной мощности в сети снижается, что достигается применением компенсирующих устройств. Расчётная формула: Qку =α Рм ∙(tgφ-tgφк ), где Qку – мощность компенсирующего устройства; α – коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным способом, принимается α=0,9; tgφ, tgφк – коэффициент реактивной мощности до и после компенсации; Qку =28,4 квар, Компенсирующее устройство не выбирается в виде малой реактивной мощности. 5. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов Силовые трансформаторы являются основным электрическим оборудованием электроэнергетических систем, обеспечивающим передачу и распределение электроэнергии на переменном трёхфазном токе от электрических станций к потребителям. В справочных данных на трансформаторы приводятся: тип, номинальная мощность, номинальные напряжения обмоток, потери мощности холостого хода и короткого замыкания, напряжения короткого замыкания, ток холостого хода. Определяется расчётная мощность трансформатора с учётом потерь, но без компенсации реактивной мощности: Sт >Sр =0,7∙ Sм (ВН) , где Sт - потери полной мощности в трансформаторе без КУ, кВА; Sр – расчётная мощность трансформатора. кВА; Sр =267,3 кВА. По результатам расчётов выбираем ближайший больший по мощности стандартный трансформатор. Мы выбираем масляный двухобмоточный трансформатор общего назначения класса 6 – 10 кВ типа ТМ 400/10/0,4. Схема соединения Υ/Υн – 0 Технические данные масляного двухобмоточного трансформатора общего назначения: Выбираем ТМ-400/10/0,4 Рн = 400 кВА, Uвн =10 кВ, Uнн = 0,4 кВ, ∆Рхх =0,95 кВт, ∆Ркз =5,5 кВТ, Uкз = 4,5%, Iхх = 2,1%, где Рн – мощность номинальная, кВт; Uвн – напряжение внешней обмотки, кВ; Uнн – напряжение внутренней обмотки, кВ; ∆Рхх – потери холостого хода, кВт; ∆Ркз – потери короткого замыкания. кВт; Uкз – напряжение короткого замыкания, %; Iхх – ток холостого хода, %;  ,где Кз – коэффициент загрузки трансформатора Кз =0,95 6. Расчёт токов короткого замыкания В системах электроснабжения промышленных предприятий могут возникать короткие замыкания, приводящие к резкому увеличению токов. Поэтому всё основное электрооборудование электроснабжения должно быть выбрано с учётом действия таких токов. Основными причинами короткого замыкания являются нарушения изоляции отдельных частей электроустановок, неправильные действия персонала, перекрытия изоляции из-за перенапряжения в системе. Методика расчёта Определяем ток системы:  ,где Iс – ток системы; Iс =23,1 А. Определяем удельное индуктивное сопротивление: Х0 =0,4 Ом/км, Х'с =Х0 ∙ Lс, гдеХ0 – удельное индуктивное сопротивление, Ом/км; Х'с – индуктивное сопротивление, ОМ; Lс – длина кабельной линии, км; Х'с =0,64 Ом. Определяем удельное активное сопротивление:  ,где r0 – удельное активное сопротивление, Ом/км; γ – удельная проводимость материала; S – сечение проводника, мм2 ; r0 =28,5 Ом/км, R'с = r0 ∙ Lс , R'с =45,6 Ом. Сопротивления приводятся к НН:  =73 мОм, =1 мОм,где Uнн и Uвн – напряжение низкое и высокое, кВ. Выбираем сопротивление для трансформатора: Rт =5,5 мОм, Хт =17,1 мОм, Z(1) т =195 мОм, где Rт – активное сопротивление, мОм; Хт – индуктивное сопротивление, мОм; Z(1) т – полное сопротивление, мОм. Выбираем сопротивления для автоматов: 1SFR1 SF =0,12 мОм, Х1 SF =0,13 мОм, R1п SF =0,25 мОм, 2SFR2 SF =0,12 мОм, Х2 SF =0,13 мОм, R2п SF =0,25 мОм, 3SFR3 SF =5,5 мОм, Х3 SF =4,5 мОм, R3п SF =1,3 мОм. Выбираем удельное сопротивление кабеля: КЛ1 r| 0 =0,169 мОм/м, Х0 =0,78 мОм/м, т.к. в схеме 3 параллельных кабеля;  ,r0 =0,05 мОм. Rкл1 =r0 ∙ Lкл1 , где Lкл1 – длина линии ЭСН от ШНН до ШМА; Rкл1 =0,1 мОм, Хкл1 =Х0 ∙ Rкл1 , Хкл1 =1,5 мОм. КЛ2 r0 =12,5 мОм/м, Х0 =0,116 мОм/м, Rкл2 =25 мОм, Хкл2 =0,232 мОм. Для шинопровода ШМА: Iн =1260 А, r0 =0,034 мОм/м, Х0 =0,016 мОм/м, rоп =0,068 мОм/м, Хоп =0,053 мОм/м. Rш =r0 ∙ Lш , Хш =Х0 ∙ Lш , где Rш – удельное сопротивление шинопровода, мОм; Хш – удельное сопротивление шинопровода, мОм; Lш – участок ШМА до ответвления, [1, с. 63]; Rш =0,034 мОм, Хш =0,016 мОм. Для ступеней распределения: Rс1 =15 мОм, Rс2 =20 мОм. Вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между КЗ: Rэ1 = Rс + Rт + R1 SF + Rс1 =93,6 мОм, Хэ1 =Хс +Хт +Х1 SF =18,2 мОм, Rэ2 = RSF 1 + RП SF 1 + Rкл1 + Rш + Rс2 =20,5 мОм, Хэ2 =ХSF 1 +Х кл1 +Хш =1,6 мОм, Rэ3 = RSF + RП SF + Rкл2 =31,8 мОм, Хэ3 =ХSF +Х кл2 =4,7 мОм, где Rэ1 , Rэ2 , Rэ3 – активные сопротивления на участках КЗ, мОм; Хэ1 , Хэ2 , Хэ3 – индуктивные сопротивления на участках КЗ, мОм. Вычисляем сопротивления до каждой точки КЗ и заносим в таблицу 5: Rк1 = Rэ1 =93,6 мОм, Хк1 = Хэ1 =18,2 мОм,  =95,3 мОм, Rк2 = Rэ1 + Rэ2 =114,1 мОм, Хк2 = Хэ1 + Хэ2 =19,8 мОм,  =115,8 мОм, Rк3 = Rк2 + Rэ2 =145,9 мОм, Хк3 = Хк2 + Хэ3 =24,5 мОм,  =147,9 мОм где Rк .., Хк .., Zк … - сопротивления на каждой точке КЗ, мОм.  мОм,  мОм, мОм. Определяем ударный коэффициент и коэффициент действующего значения ударного тока и заносим в таблицу 5:  , ,  ,где Ку – ударный коэффициент; Ку1 =1, Ку2 =1, Ку3 =1. d1 =  ,d2 = ,где d – коэффициент действующего значения ударного тока; d1 =1, d2 =1, d3 =1. Определяются 3-фазные и 2-фазные токи КЗ и заносятся в таблицу:  =2,4 кА,  =1,8 кА,  =1,5 кА, Iук1 =d1 ∙ I(3) к1 = 2,4 кА, Iук2 =d2 ∙ I(3) к2 =1,8 кА,Iук3 =d3 ∙ I(3) к3 =1,5 кА, iук1 =  *Ку1 * I(3) к1 =3,4 кА, iук2 = ∙ Ку2 ∙ I(3) к2 =2,5 кА,iук3 = ∙ Ку3 ∙ I(3) к3 =2,41 кА, =2 кА, =1,6 кА, =1,3 кА.Определяем сопротивления для кабельных линий:Хпкл1 =Хоп ∙ Lкл1 =0,3 мОм, Rпкл1 =2∙ r0 ∙ Lкл1 =0,2 мОм, Rпш =2∙ r0пш ∙ Lш =0,068 мОм, Хпш =Хопш ∙ Lш =0,053 мОм, Rпкл2 =2∙ r0 ∙ Lкл2 =50 мОм, Хпкл2 =Хоп ∙ Lкл2 =0,3 мОм, Zп1 =15 мОм, Rп2 =Rс1 +Rпкл1 +Rпш +Rс2 =15,3 мОм, Хп2 =Хпкл1 +Хпш =0,253 мОм,Zп2 =  =15,2 мОм,Rп3 =Rп2 +Хпкл2 =65,268 мОм, Хп3 =Хп2 +Хпкл2 =0,553 мОм, Zп3 =  =65,2 мОм,  кА,  кА,  кА. Таблица 5 – Ведомость токов КЗ
7. Расчёт и выбор магистральных и распределительных сетей, защита их от токов перегрузки и токов КЗ 7.1 Выбираем сечение кабеля Критерием для выбора сечения кабельных линий является минимум приведённых затрат. В практике проектирования линий массового строительства выбор сечения производится не по сопоставительным технико-экономическим расчётам в каждом конкретном случае, а по нормируемым обобщенным показателям. Выбираем сечение провода для вертикально-сверлильных станков, данные расчёта заносятся в таблицу 6. Расчётный ток линии определяется так:  А,где Iрас – расчётный ток для проверки кабеля по нагреву, А; U – номинальное напряжение сети, В.  =40,3 А, где I/ рас – расчётный ток, выраженный через поправочный коэффициент, А; К1 – поправочный коэффициент на температуру воздуха для нагрузки кабеля, выбирается в зависимости от температуры и расположения кабеля. Iдоп =46 А, где Iдоп – допустимая токовая нагрузка; Iдоп должен быть больше, чем I/ рас : Iдоп > I/ рас Выбираем сечение ААБ (4Х4): ААБ – кабели с изоляцией из пропитанной бумаги с алюминиевыми жилами, в алюминиевой оболочке, бронированные стальными лентами. Аналогично выбираются сечения кабелей для других электроприёмников и заносим данные в таблицу 6. |
