Энергоснабжение. 1ZEO-18_Poyasnitelnaya_zapiska_ot_Krinitsyna_S_L_zamechyaya_копи. Курсовой проект электроснабжение производственного здания машиностроительного завода

• Название: Курсовой проект электроснабжение производственного здания машиностроительного завода
• Анкор: Энергоснабжение
• Дата: 20.10.2021
• Размер: 195.43 Kb.
• Имя файла: 1ZEO-18_Poyasnitelnaya_zapiska_ot_Krinitsyna_S_L_zamechyaya_копи.docx
• Тип: Курсовой проект; #252160
• страница: 2 из 5

Расчет компенсации реактивной мощности


Суммарное значение активной мощности электроприемников в киловаттах вычисляют по формуле:

	(3)
где – суммарное значение активной мощности электроприемников, кВт; – номинальная активная мощность одного электроприемника, кВт; n – количество электроприемников. Суммарное значение реактивной мощности электроприемников в реактивных киловольт на ампер вычисляют по формуле:	(4)
где – суммарное значение реактивной мощности электроприемников, кВАр; – реактивная мощность одного электроприемника, кВАр; n – количество электроприемников. Суммарное полной мощности электроприемников в киловольт на ампер вычисляют по формуле:	(5)
где – суммарное значение полной мощности электроприемников, кВА; – полная мощность одного электроприемника, кВА; n – количество электроприемников. Среднее значение коэффициента реактивной мощности электроприемников вычисляется по формуле:	(6)

где – среднее значение коэффициента реактивной мощности электроприемников;

– коэффициент реактивной мощности электроприемника;

n – количество электроприемников.
Расчет суммарной активной мощности, суммарной реактивной мощности, суммарной полной мощности и среднего значения коэффициента реактивной мощности штамповочного цеха, с учетом количества однотипных электроприемников, по формулам (3), (4), (5), (6):
262 кВт;

кВАр;
кВА;


Расчет суммарной активной мощности, суммарной реактивной мощности, суммарной полной мощности и среднего значения коэффициента реактивной мощности освещения шатмповочного цеха, с учетом количества однотипных электроприемников, по формулам (3), (4), (5), (6):
кВт;

кВАр;
кВА;

Расчет суммарной активной мощности, суммарной реактивной мощности, суммарной полной мощности и среднего значения коэффициента реактивной мощности гальванического цеха, с учетом количества однотипных электроприемников, по формулам (3), (4), (5), (6):
кВт;

кВАр;
кВА;

Расчет суммарной активной мощности, суммарной реактивной мощности, суммарной полной мощности и среднего значения коэффициента реактивной мощности освещения гальванического цеха, с учетом количества однотипных электроприемников, по формулам (3), (4), (5), (6):
кВт;


кВА;

.
Расчет суммарной активной мощности, суммарной реактивной мощности, суммарной полной мощности и среднего значения коэффициента реактивной мощности инструментального цеха, с учетом количества однотипных электроприемников, по формулам (3), (4), (5), (6):
кВт;

кВАр;
кВА;

Расчет суммарной активной мощности, суммарной реактивной мощности, суммарной полной мощности и среднего значения коэффициента реактивной мощности освещения инструментального цеха, с учетом количества однотипных электроприемников, по формулам (3), (4), (5), (6):


кВт;

кВАр;
кВА;

Расчет суммарной активной мощности, суммарной реактивной мощности, суммарной полной мощности и среднего значения коэффициента реактивной мощности компрессорной №1, с учетом количества однотипных электроприемников, по формулам (3), (4), (5), (6):
кВт;

кВАр;
кВА;

Расчет суммарной активной мощности, суммарной реактивной мощности, суммарной полной мощности и среднего значения коэффициента реактивной мощности на шинах низкого напряжения (0,4 кВ) трансформаторной подстанции (ТП№1) производственного корпуса с учетом количества однотипных электроприемников по формулам (3), (4), (5), (6):
кВт;

кВАр;
кВА.

Компенсация реактивной мощности определяется по формуле:

(кВАр)

(7)

В данном случае:
(кВАр),

где – суммарная активная мощность на шинах низкого напряжения

(0,4 кВ) трансформаторной подстанции (ТП№1);

– среднее значение коэффициента реактивной мощности на шинах низкого напряжения (0,4 кВ);

.
Расчет значения компенсации реактивной мощности по формуле (7):

кВАр
Поскольку , то для безопасной работы трансформатора требуется компенсирующее устройство – конденсаторная батарея, подключаемая по схеме «Треугольник» на напряжение 0,4 кВ.
2.3 Выбор типа, расчет числа и мощности трансформатора
Мощность нагрузки на стороне низкого напряжения (ТП№1) вычисляется по формуле:

(8)

где – суммарная активная мощность на шинах низкого напряжения

(0,4 кВ) трансформаторной подстанции (ТП№1);

– суммарная реактивная мощность на шинах низкого напряжения

(0,4 кВ) трансформаторной подстанции (ТП№1);

– значение реактивной мощности конденсаторной установки.
Расчет нагрузки на стороне низкого напряжения по формуле (8):

Предварительно полученным расчетам соответствует масляный трансформатор ТМГ-1000/10/0,4.

Коэффициент загрузки трансформатора вычисляется по формуле:

(9)

где - мощность нагрузки на стороне низкого напряжения (0,4кВ), кВ;

- номинальная мощность трансформатора;

n – число трансформаторов.

Расчет коэффициента загрузки трансформатора по формуле (9):


Коэффициент загрузки трансформатора подчиняется правилу:
0,6 ≤ Кз ≤ 0,75, (9.1)
где Кз – коэффициент загрузки трансформатора,

Проверка соответствия трансформатора условиям эксплуатации по правилу (9.1):

0,6 ≤ 0,62 ≤ 0,75
Вывод: масляный трехфазный трансформатор ТМГ-1000/10/0,4 выбран верно.

Характеристики трансформатора:
= 10,5 кВ
= 0,4 кВ

= 55 А
= 1443,4 А
= 0,5 %
= 5,5 %
= 1,37 кВт
= 10 кВт
где - напряжение на высокой стороне (10,5кВ) трансформатора,

- напряжение на низкой стороне (0,4кВ) трансформатора,

– номинальный ток обмотки ВН,

– номинальный ток обмотки НН,

- ток холостого хода,

- напряжение короткого замыкания,

- мощность холостого хода,

- мощность короткого замыкания.
Кз трансформатора составляет 0,62 – недогруз, что вызывает повышение экономических показателей.
2.4 Расчет и выбор сетей питания электроприемников
Сечение электрического кабеля вычисляется по формуле:

(10)

где - площадь сечения кабеля, мм²;

- расчетное значение проходящего по кабелю тока, А;

- экономическая плотность тока, А/мм².

Согласно [6] экономическая плотность тока алюминия:

= 1,1,

Экономическая плотность меди:

= 3,1.
Значение проходящего по кабелю тока вычисляется по формуле:

(11)

где - расчетная мощность электроприемника,

- номинальное напряжение электроприемника.

Проверка сечения на потерю напряжения определяется по формуле:

(12)

где L – длина кабеля (км),

- удельное активное сопротивление (Ом/км)

- удельное реактивное сопротивление (Ом/км)

- коэффициент мощности,

- индуктивный коэффициент мощности (определяется как ) Преобразовав формулу (12), получаем:

(13)

Расчет кабеля для линии высокого напряжения РП 10кВ – трансформатор ТМГ-1000.

Сечение кабеля линии высокого напряжения 10кВ определяется по формуле (10):


Результатам расчета соответствует силовой алюминиевый кабель

ААшВ 3 70.

Проверка сечения кабеля ААшВ 3 70 на потерю напряжения по формуле (13):


0,054%
Ток нагрузки подчиняется правилу:

(14)
Потеря напряжения подчиняется правилу:

(15)
Согласно правила (15):

0,054%<5%

Кабель выбран верно.
Расчет кабеля для линии низкого напряжения: вторичная обмотка трансформатора ТМГ-1000 - Шина низкого напряжения 0,4 кВ ТП№1.

Значение проходящего по кабелю тока и сечение кабеля вычисляется по формулам (10), (11):


Результатам расчета соответствует силовой медный кабель ОСК 3х400. 653 А.

Сечение кабеля ОСК 3х400 на потерю напряжения вычисляется по формуле (13):

2,072%

Согласно правил (14), (15):

653 А>400 А

2,072%<5%

Кабель выбран верно.
Расчет кабеля для линии 0,4 кВ штамповочного цеха по формулам (10),(11) :





Результатам расчета соответствует кабель с медной жилой ВВГнг (4х185). Допустимый ток нагрузки (при прокладке в земле) .
Расчет потери напряжения по формуле (13):





Согласно правил (14), (15):


1,467%

Кабель выбран верно.

Расчет кабеля для линии 0,4 кВ освещения штамповочного цеха по формулам (10,11):





Результатам расчета соответствует кабель с медной жилой ВВГнг (4х2,5). Допустимый ток нагрузки .

Расчет потери напряжения по формуле (13):



Согласно правил (14), (15):



1,421%

Кабель выбран верно.
Расчет кабеля для линии 0,4 кВ гальванического цеха по формулам (10), (11):





Результатам расчета соответствует кабель с медной жилой ВВГнг (4х35). Допустимый ток нагрузки (при прокладке в земле) .
Расчет потери напряжения по формуле (13):


Согласно правил (14), (15):



1,164%

Кабель выбран верно.

Расчет кабеля для линии 0,4 кВ освещения гальванического цеха по формулам (10),(11):





Результатам расчета соответствует кабель с медной жилой ВВГнг 4х2,5. Допустимый ток нагрузки .

Расчет потери напряжения по формуле (13):


Согласно правил (14), (15):



1,328%

Кабель выбран верно.

Расчет кабеля для линии 0,4 кВ инструментального цеха по формулам (10),(11):





Выбираем кабель с медной жилой ВВГнг (4х185). Допустимый ток нагрузки (при прокладке в земле) .

Расчет потери напряжения по формуле (13):



Согласно правил (14), (15):



1,279%

Кабель выбран верно.

Расчет кабеля для линии 0,4 кВ освещения инструментального цеха по формулам (10), (11):





Результатам расчета соответствует кабель с медной жилой ВВГнг 4х2,5. Допустимый ток нагрузки .

Расчет потери напряжения по формуле (13):


Согласно правил (14), (15):



1,136%

Кабель выбран верно.

Расчет кабеля для линии 0,4 кВ компрессорной по формулам (10),(11):





Результатам расчета соответствует кабель с медной жилой ВВГнг 4х70. Допустимый ток нагрузки .

Расчет потери напряжения по формуле (13):



Согласно правил (14), (15):



1,401%

Кабель выбран верно.

2.5 Расчет токов короткого замыкания

Принимаем за основную ступень напряжение 10,5 кВ и задаемся базисной мощностью энергосистемы:

базисная мощность энергосистемы Sб = 100 МВА;

базисное напряжение Uб1 = 10,5 кВ;

мощность короткого замыкания на сборных шинах ЦРП (по проекту) Sкз = 1300 МВА.

Базисный ток определяется по формуле:

(16)

где - базисный ток,

U- напряжение на обмотке трансформатора,

– базисная мощность энергосистемы.

Расчет базисного тока на стороне высокого напряжения по формуле (16):


Расчет базисного тока на стороне низкого напряжения по формуле (16):

Индуктивное сопротивление энергосистемы определяется по формуле:

(17)

где - индуктивное сопротивление системы,

– базисная мощность энергосистемы,

–мощность короткого замыкания энергосистемы.
Расчет индуктивного сопротивления РП-10 кВ по формуле (17):



Индуктивное сопротивление трансформатора определяется по формуле:

(18)

где - индуктивное сопротивление трансформатора,

– базисная мощность энергосистемы,

–напряжение короткого замыкания трансформатора,

– номинальная мощность трансформатора.
Расчет индуктивного сопротивления трансформатора по формуле (18):

Индуктивное сопротивление линий определяется по формуле:

(19)

где – индуктивное сопротивление линии,

– удельное индуктивное сопротивление линии,

– базисная мощность энергосистемы,

– напряжение на линии, – длина линии.
Расчет индуктивного сопротивления линии высокого напряжения (РП-10кВ – Трансформатор) по формуле (19):

Расчет индуктивного сопротивления линии низкого напряжения (Трансформатор – Шина низкого напряжения ТП№1) по формуле (19):

Активное сопротивление линий определяется по формуле:

(20)

где – активное сопротивление линии,

– удельное активное сопротивление линии,

– базисная мощность энергосистемы,

– напряжение на линии, – длина линии.
Расчет активного сопротивления линии высокого напряжения (РП-10кВ – Трансформатор) по формуле (20):

Расчет активного сопротивления линии низкого напряжения (Трансформатор – Шина низкого напряжения ТП№1) по формуле (20):

Общее сопротивление определяется по формуле:

(21)

где Z – общее сопротивление,

– активное сопротивление,

– индуктивное сопротивление.
Расчет общего сопротивления линии высокого напряжения по формуле (21):

Расчет общего сопротивления линии низкого напряжения по формуле (21):

Общее эквивалентное сопротивление от источника питания (энергосистемы) до точки к.з. определяется по формуле:

(22)

Расчет общего эквивалентного сопротивления от источника питания (энергосистемы) до точки к.з. по формуле (22):




Ток трехфазного КЗ до трансформатора рассчитывается по формуле:

(23)

где - ток трехфазного КЗ до трансформатора,

- индуктивное сопротивление системы,

– общее сопротивление линии высокого напряжения.
Ток двухфазного КЗ до трансформатора рассчитывается по формуле:

(24)

где - ток двухфазного КЗ до трансформатора,

- ток трехфазного КЗ до трансформатора.
Расчет токов трехфазного и двухфазного КЗ до трансформатора по формулам (23),(24):



Ток трехфазного КЗ за трансформатором рассчитывается по формуле:

(25)

где - ток трехфазного КЗ за трансформатором,

- Общее эквивалентное сопротивление от источника питания (энергосистемы) до точки к.з,

– базисный ток на стороне низкого напряжения.
Ток двухфазного КЗ за трансформатором рассчитывается по формуле:

(26)

где - ток двухфазного КЗ за трансформатором,

- ток трехфазного КЗ за трансформатором.
Расчет токов трехфазного и двухфазного КЗ за трансформатором по формулам (25),(26):





Ударный ток короткого замыкания рассчитывается по формуле:

	(27)
где - ударный ток к.з., - ток трехфазного к.з., - ударный коэффициент.

Расчет ударного тока короткого замыкания до трансформатора по формуле (27):

Расчет ударного тока короткого замыкания за трансформатором по формуле (27):


Тепловой импульс, возникающий в результате протекания тока к.з., рассчитывается по формуле:

	(28)
где BK - тепловой импульс, - ударный ток к.з., - срабатывания релейной защиты, - время затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания.

Для напряжений в диапазоне 10 - 0,4 кВ время действия релейной защиты принимается 0,1 с, время затухания апериодической составляющей 0,01с.

Расчет теплового импульса для точки к.з. да трансформатора по формуле (28):



Расчет теплового импульса для точки к.з. за трансформатором по формуле (28):



Все полученные расчетные данные сводим в таблицу 3.

Таблица 3 – Токи короткого замыкания

Точка к.з.	, кА	, кА	, кА	, кАс
До трансформатора	17,710	15,337	37,569	115,257
За трансформатором	4,412	3,821	9,366	9,649