2.3 Расчет мощности компенсирующего устройства Компенсация реактивной энергии в настоящие время является актуальным вопросом электроснабжения на любом предприятии, позволяющие снизить реактивную нагрузку на сеть, уменьшить потребление электроэнергии.
На электростанциях генераторы электрической энергии вырабатывают активную и реактивную мощности. Доля реактивной мощности, приходящиеся на активную очень мала. При активной нагрузке ток и напряжение совпадают по фазе, на такую нагрузку работают лампы накаливания, печи сопротивления, системы отопления и другое оборудование. При индуктивной нагрузке ток отстает от напряжения на угол , называемый углом сдвига фаз, то реактивная мощность потребляется. Потребителями реактивной мощности являются асинхронные двигатели, сварочные установки и трансформаторы. Косинус – это коэффициент активной мощности. Если косинус снижается, например малонагруженные трансформаторы, то реактивная нагрузка увеличивается, из сети будет потребляться больше количество активной мощности. В результате чего будут увеличиваться потери, происходить нагрев проводников, старение изоляции, электрогенераторы на электростанции будут работать на полную мощность, что приведет к их нагреву, выходу их из строя.
В качестве компенсирующих устройства в настоящие время используют синхронные компенсирующие установки и конденсаторы специальных ёмкостей. 1. Определение max и :
ШМА1:
Аналогично произвёл расчёты параметров для ШМА2, РП1, РП2, РП3, РП4, результаты занёс в таблицу 2.3.1.
Таблица 2.3.1
| Параметр
|
|
| Pм
| Qм
| Sм
| Всего на НН без КУ
| 0,8
| 1,73
| 79
| 103,7
| 130
|
2.Определение расчётной мощности компенсирующего устройства:
Выбор компенсирующего устройства: УК-0,38-100
Ступенчатое регулирование, ступень 50 кВАр
3. Определение фактического значения после компенсации:
4. Определение максимальной активной, реактивной и полной мощностей с учётом :
кВт
кВАр
Таблица 2.3.2 Параметр
|
|
| Pм , кВт
| Qм , кВАр
| Sм , кВА
| Всего на НН без КУ
| 0,8
| 1,73
| 79
| 103,7
| 130
| КУ
|
|
|
| 100
|
| Всего НН с КУ
| 0,89
| 0,32
| 70,3
| 33
| 77,7
| Потери
|
|
| 1,5
| 7,77
| 7,9
| Всего
|
|
| 71,8
| 40,77
| 85,6
|
Полная, реактивная, активная мощность с потерями:
кВА
Результаты измерений занесены в таблицу 2.3.2
2.4 Выбор и расчёт мощности силового трансформатора 1. Определение потерь в трансформаторе:
Определение потерь активной мощности:
Полная, реактивная, активная мощность с потерями:
кВА
2.Определение расчётной мощности трансформатора с учётом потерь:
3. Выбор трансформатора согласно расчётам:
По расчётной мощности выбираем трансформатор ТМ 160/0,4/10
RТ=16,6 мОм ∆PХХ =0,51 кВт
QТ=41,7 мОм ∆РКЗ =2,65 кВт
ZT=45 мОм uКЗ =4,5%
ZT(1)=486 мОм iХХ =2,4%
Определяется коэффициент загрузки трансформатора:
2.5 Расчёт распределительной электрической сети
Основными материалами, используемые для передачи электрической энергии, на сегодняшний день являются медь и алюминий. Основными несущими устройствами, используемые для передачи и распределения электрической энергии являются кабели, провода, токопроводы, шинопроводы. Выбор этих устройств и сечения проводника производят по максимальному значению тока питающей линии или питания электроустановки, а также в зависимости от условий прокладки. 1. Определить ток в линии сразу после трансформатора
где Sт – номинальная мощность трансформатора;
U – номинальное напряжение трансформатора.
2. Определить ток линии к распределительной установке (РП или ШМА)
где Sм.РУ – максимальная расчетная мощность распределительной установки;
Uн РУ – номинальное напряжение распределительной установки.
3. Определить ток в линии к электроустановке
где Sн – максимальная мощность установки;
U – напряжение установки;
η – КПД установки.
ШМА1:
1) Манипуляторы 2,3:
Аналогично рассчитал линии питающих кабелей для других ШМА и РП, а также для питания их электроустановок, результаты привёл в таблице 2.6.1
4.Изобразить примерную схему от трансформатора до приемника
Рисунок 7.1- Схема электроснабжения от ШНН до приемника 5. Выбрать линии согласно расчетам расчётам по справочнику
Линия Т – ШНН, 1SF (линия без ЭД):
Выбираем ВВГ 3х95
Линия Резерв, 2SF – ШНН, 2SF (линия без ЭД):
Выбираем ВВГ 3х95
Линия ШНН-ШМА1:
Выбираем ВВГ 3х10
1) Линия ШМА1- Манипулятор электрический 2,3:
Выбираем ВВГ 3х1
Аналогично произвёл расчёты параметров для ШМА2, РП1, РП2, РП3, РП4 и для их электроустановок, результаты занёс в таблицу 2.6.1.
2.6 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры
Каждая трансформаторная подстанция, воздушная или кабельная линии, распределительные сети и каждый электроприёмник должны иметь аппараты защиты, обеспечивающие, прежде всего защиту, от поражения электрическим током людей, работающих с этими сетями, участков цепей и электрооборудования от токов перегрузки, токов короткого замыкания, а также их бесперебойную и надежную работу.Таких аппаратов на данный момент в мире имеется огромный выбор. Аппараты защиты электрооборудования и электрических сетей с напряжением до 1000 В очень обширная группа, которая включает в себя такие аппараты как: плавкие предохранители, автоматические выключатели, разнообразные реле (токовые, тепловые, напряжения и т. п.).
Для коммутации и бесперебойной работы электроустановок применяют автоматические выключатели, контакторы, магнитные пускатели, рубильники, кнопки.
Аппараты защиты и коммутации выбирают по максимальному возможному значению тока и напряжения, а также в зависимости от способа монтажа и мест установки. 1. Выбор выключателей от трансформатора:
243 А
,
– номинальный ток автомата, А
– номинальный ток расцепителя, А
= 250 А
Выбираю ВА 51-35
0,38 В
250 А
250 А
2. Выбор выключателейот ШНН до РП или ШМА:
Если один двигатель на распределительной установке, то выполняется следующие условие:
Если группа двигателей на распределительной установке, то выполняется следующие условие:
ШНН – ШМА1:
Выбираю АЕ 2040
0,38 В
63 А
63 А
3. Выбор аппарата защиты для установки:
ШМА1:
1) Манипулятор электрический 2,3:
Выбираю ВА 51-25
0,38 В
25 А
3 А
Аналогично способом я рассчитал аппараты защиты для других ШМА и РП и их электроустановок, все результаты представил в таблице 2.6.1
Таблица 2.6.1 – Выбор аппаратов защиты и питающих проводников
| Наименование РУ и ЭП
| Линии
| Автоматический выключатель
| Марка
|
, А
|
, А
|
, В
|
| Iм, А
| ТV - ШНН
| ВВГ 3х95
| 243
| ВА 51-35
| 250
| 250
| 0,38
| Резерв - ШНН
| ВВГ 3х95
| 243
| ВА 51-35
| 250
| 250
| 0,38
| ШМА1
| ВВГ 3х10
| 50
| АЕ 2040
| 63
| 63
| 0,38
|
Продолжение таблицы 2.6.1
| Манипулятор электрический 2,3
| ВВГ 3х1
| 1,2
| ВА 51-25
| 25
| 3
| 0,38
| Точильно-шлифовальные станки 6
| ВВГ 3х1
| 1
| ВА 51-25
| 25
| 3
| 0,38
| Токарные полуавтоматы 9, 10
| ВВГ 3х1
| 1,5
| ВА 51-25
| 25
| 8
| 0,38
| Настольно-сверлильные станки 7, 8
| ВВГ 3х1
| 4,8
| ВА 51-25
| 25
| 3
| 0,38
| Токарные станки 11, 12, 13, 14
| ВВГ 3х1
| 6,75
| ВА 51-25
| 25
| 10
| 0,38
| Слиткообдирочные станки 15, 16, 17, 18, 19, 20
| ВВГ 3х1
| 1,5
| ВА 51-25
| 25
| 3
| 0,38
| ШМА2
| ВВГ 3х50
| 135,2
| ВА 51-33
| 160
| 160
| 0,38
| Манипулятор электрический 2,3
| ВВГ 3х1
| 1,2
| ВА 51-25
| 25
| 3
| 0,38
| Точильно-шлифовальные станки 6
| ВВГ 3х1
| 1
| ВА 51-25
| 25
| 3
| 0,38
| Настольно-сверлильные станки 7, 8
| ВВГ 3х1
| 1,5
| ВА 51-25
| 25
| 3
| 0,38
| Токарные полуавтоматы 9, 10
| ВВГ 3х1
| 4,8
| ВА 51-25
| 25
| 8
| 0,38
| Горизонтально-фрезерные станки 24, 25
| ВВГ 3х1
| 3,4
| ВА 51-25
| 25
| 8
| 0,38
| Продольно-строгальные станки 31, 32
| ВВГ 3х1
| 4,8
| ВА 51-25
| 25
| 8
| 0,38
| Анодно-механические станки 38, 39, 40
| ВВГ 3х10
| 55
| ВА 51-31
| 100
| 80
| 0,38
| Слиткообдирочные станки 33, 34, 35, 36, 37
| ВВГ 3х1
| 1,5
| ВА 51-25
| 25
| 8
| 0,38
| РП1
| ВВГ 3х1
| 10,2
| ВА 51-25
| 25
| 16
| 0,38
| Вентиляторы 42, 43
| ВВГ 3х1
| 5,7
| ВА 51-25
| 25
| 10
| 0,38
|
Продолжение таблицы 2.6.1
| РП2
| ВВГ 3х1
| 3
| ВА 51-25
| 25
| 8
| 0,38
| Кран мостовой 1
| ВВГ 3х1
| 3
| ВА 51-25
| 25
| 8
| 0,38
| РП3
| ВВГ 3х1
| 3
| ВА 51-25
| 25
| 8
| 0,38
| Кран мостовой 21
| ВВГ 3х1
| 3
| ВА 51-25
| 25
| 8
| 0,38
| РП4
| ВВГ 3х1
| 1,7
| ВА 51-25
| 25
| 3
| 0,38
| Тельфер 41
| ВВГ 3х1
| 1,7
| ВА 51-25
| 25
| 3
| 0,38
| |