ррррр. Ерлан диплом. ташкентский институт инженеров ирригации и механизаций сельского хозяйства национальный исследовательский институт факултет энергетика
 Скачать 0.94 Mb.
|
|
2. Расчет компенсирующего устройства. Выбор средств компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий с присоединенной мощностью 750 кВА и более производится в соответствии с РТМ 36.18.32.6-92 ”Указания по проектированию установок компенсации реактивной мощности в электрических сетях общего назначения”. В качестве источников реактивной мощности на промышленных предприятиях используются в первую очередь батареи статических конденсаторов напряжением 6…10 кВ. Учитывается также реактивная мощность, которую можно получать из энергосистемы. Ограничения применения батареи высоковольтных конденсаторов (БВК) при соответствующем обосновании применяются на предприятиях с непрерывным режимом работы, и объясняются трудностями осуществления частой коммутации емкостных нагрузок. Расчет компенсации реактивной мощности выполняется несколько этапов. Первоначально предприятие, состоящее из отдельных зданий, может быть разбито на несколько технологически концентрированных групп цеховых трансформаторов одинаковой единичной мощности. В пределах каждой группы все трансформаторы должны иметь одинаковый коэффициент загрузки и один вид компенсирующих устройств. Предварительно необходимо определить расчетные нагрузки трансформаторов, учитывая предельные возможности передачи мощности по линиям до 1кВ. Для каждой группы трансформаторов принимается единичная номинальная мощность и коэффициент загрузки, после чего определяется минимальное число трансформаторов. Затем производится расчет установленной мощности батарей низковольтных конденсаторов (БНК) в сетях до 1кВ каждого цехового трансформатора, а также для предприятия в целом. После этого уточняется активная и реактивная нагрузки предприятия с учетом потерь мощности в трансформаторах и вычисляется экономическое значение реактивной мощности, потребляемой из энергосистемы. Анализ баланса реактивной мощности на границе раздела предприятия и энергосистемы определяет дальнейший порядок расчетов. При выполнении технико-экономических расчетов в качестве базовых приняты стоимостные показатели, установленные для РБ прейскурантом N 09-01 ”Тарифы на электрическую и тепловую энергию”. Более подробно выбор средств компенсации рассматривается ниже. Для каждой технологически концентрированной группы электроприемников (цеха) минимальное число трансформаторов одинаковой мощности определяется по формуле:  где РМТ – суммарная расчетная активная мощность рассматриваемой группы, кВт; βТ -коэффициент загрузки трансформатора; SТ -принятая номинальная мощность одного трансформатора, кВ.А; N – добавка до целого числа. Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать: расчетную реактивную мощность компенсирующего устройства; тип компенсирующего устройства; напряжение компенсирующего устройства. Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из выражения [2]:Qк.р = α Рм (tgφ – tgφk) где Qк.р –расчетная мощность КУ, квар; α- коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным способом, принимается α = 0,9; tgφ, tgφk – коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации. Рассчитаем компенсирующее устройство: 1) Значения cosφ и tgφ до компенсации:  ; откуда tgφ = 0,45;После компенсации принимаем cosφк = 0,95 (из пределов cosφ = 0,92…0,95), соответственно tgφк = 0,33; 2) Подставив найденные значения получим расчетную реактивную мощность КУ:Qк.р = α Рм (tgφ – tgφk) = 0,9*295,56(0,45 – 0,33) = 31,9 квар. Согласно найденной мощности выбираем из справочника [6] компенсирующее устройство со стандартной мощностью 75 квар – УКН – 0,38 – 75 УЗ 3) Определяем фактическое значение cosφф  ; отсюда cosφф = 0,98.4) Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь: ΔРТ = 0,02*Sнн = 0,02*322,68 = 6,45 кВт, ΔQТ = 0,1*Sнн = 0,1*322,68 = 38,86 квар;  Результаты расчетов заносим в Таблицу 3. Таблица 3 – Сводная ведомость нагрузок
По справочнику [4] выбираем трансформатор ТМ – 400 со стандартной мощностью Sт = 400 кВА. Паспортные данные трансформатора: Uвн = 10 кВ; Uнн = 0,4 кВ; Рхх = 1,45 кВт; Ркз = 5,5 кВт; Uк = 4,5 %; Iкз = 2,1 %. Коэффициент загрузки трансформатора: Кз = Sнн /Sт =307,47/400 = 0,76 3. Расчет и выбор элементов системы электроснабжения. 3.1 Выбор аппаратов защиты и РУ. При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов и кабелей, КЗ вызывают повышение температуры токопроводящих жил больше допустимой. Это приводит к преждевременному износу их изоляции, следствием чего может быть пожар, взрыв, поражение персонала. Для предотвращения этого линия электроснабжения имеет аппарат защиты, отключающий поврежденный участок. Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и КЗ в линии. Выключатели серии ВА разработок 51, 52, 53, 55 предназначены для отключений при КЗ и перегрузках в электрических сетях, отключений при недопустимых снижений напряжения, а также для нечастых оперативных включений и отключений электрических цепей. Выключатели серии ВА-51 и ВА-52 имеют тепловой и электромагнитный расцепители. Выключатели ВА-53, ВА-55 и ВА-75 имеют полупроводниковый максимальный расцепитель с регулированием ступеней. Для выбора выключателя для линии с одним двигателем необходимо выполнить условие: Iн.р ≥ 1,25Iн.д где Iн.р - номинальный ток расцепителя, А;Iн.д- номинальный ток двигателя, А (максимальный ток в линии). Рассчитаем токи в линиях, отходящих от РП: Номинальный ток двигателей станков определяется по формуле:  , где Рн – номинальная мощность двигателя, кВт; cosφ и η – средний коэффициент мощности и КПД соответственно. Принимаем cosφ = 0,7; η = 0,88. Для электропечей и сварочных аппаратов принимают:  Для токарных автоматов:  ; Iн.р = 1,25*Iн.д =1,25*52,17 = 65,2 А Соответственно из Таблицы А.6 [1] выбираем выключатель ВА-51-31 с Iн.р =80 А; Для зубофрезерных станков:  ;Iн.р = 1,25*Iн.д =1,25*65,21 = 81,51 А Выключатель ВА-51-31 с Iн.р =100 А; Для круглошлифовальных станков соединенных в магистральную схему питающей сети:  ; Iн.р = 1,25*Iн.д =1,25*17,39 = 21,73 А Выбираем выключатель ВА-51-25 с Iн.р =25 А; Для круглошлифовальных станков соединенных в радиальную схему питающей сети:  ; Iн.р = 1,25*Iн.д =1,1*34,78 = 38,25 А Выбираем выключатель ВА-51-31 с Iн.р =80 А; Расчеты для пяти других РП производятся аналогично вышеприведенным. Полученные данные и паспортные данные автоматов заносятся в ведомость монтируемого оборудования (Таблица 4). При выборе выключателя для линии с группой электродвигателей (РП) необходимо выполнить следующее условие: Iн.р ≥ 1,1Iм где Iм – максимальный ток в линии, берется из сводной ведомости электрических нагрузок. Для РП-1 Iн.р = 1,1*Iм =1,1*64,6 = 71,06 А Выбираем выключатель ВА-51-31 с Iн.р =80 А; Для РП-2 Iн.р = 1,1*Iм =1,1*151,49 = 166,63 А Выбираем выключатель ВА-51-35 с Iн.р =200 А; Для РП-3 Iн.р = 1,1*Iм =1,1*16,27 = 17,9 А Выбираем выключатель ВА-51-25 с Iн.р =20 А; Для РП-4 Iн.р = 1,1*Iм =1,1*110,91 = 122 А Выбираем выключатель ВА-51-33 с Iн.р =125 А; Для РП-5 Iн.р = 1,1*Iм =1,1*4,05 = 4,45 А Выбираем выключатель ВА-51-25 с Iн.р =5 А; Для РП-6 Iн.р = 1,1*Iм =1,1*129,44 = 142,38 А Выбираем выключатель ВА-51-33 с Iн.р =160 А; 3.2 Выбор проводников линий электроснабжения Выбор сечения проводов и жил кабелей зависит от технических и экономических факторов. К техническим факторам, влияющим на выбор сечений, относят: – нагрев от длительного выделения тепла рабочим (расчетным) током; – нагрев от кратковременного выделения тепла током КЗ; – потери (падение) напряжения в жилах кабелей или проводах воздушных линий от проходящего по ним тока в нормальном и аварийном режимах; – механическая прочность; – коронирование – фактор, зависящий от применяемого напряжения, сечения провода и окружающей среды. При выборе сечения провода или жилы кабеля по техническим условиям приняты следующие условные обозначения:  – минимально допустимое сечение по нагреву; – минимально допустимое сечение по термической стойкости к току КЗ;  – минимально допустимое сечение по механической прочности; – минимально допустимое сечение по условиям коронирования; – минимально допустимое сечение по потерям напряжения.Из этих сечений только сечения и для кабелей выбирают без расчетов, как стандартные сечения. Остальные сечения – расчетные, по которым выбирают стандартные. При выборе стандартного сечения исходят из следующего:– выбирая сечения по термической стойкости принимают ближайшее меньшее сечение. Основанием для этого является повышенный процент ошибки, заложенный в самом методе расчета, в сторону превышения сечений;– выбор сечения по механической прочности для кабельных линий решается просто. Кабели выпускают с условием того, что самое малое сечение является механически стойким. Для воздушных линий выбирают ближайшее большее стандартное сечение;– при выборе сечения по условиям короны для проводов воздушных линий выбирают ближайшее большее сечение. Однако в некоторых случаях, когда расчетное близко к стандартному, можно принять и меньшее. Например, полученное расчетное сечение равно 36,5 мм2, можно принять сечение 35 мм2. это решение принято на основании конкретных данных о достоверности электрических нагрузок, положенных в основу расчета;– при выборе сечения по нагреву  выбирают ближайшее большее сечение. Во всех случаях не следует стремиться повышать сечение без достаточных на то оснований;– после того, как определено минимально допустимое сечение провода по техническим условиям  , его сравнивают с экономически целесообразным сечением.Выбор экономически целесообразного сечения по ПУЭ производят по экономической плотности тока в зависимости от материала провода и числа часов использования максимума нагрузки в соответствии с выражением  , где  – расчетный ток;  – экономическая плотность тока. Этот выбор экономического сечения не соответствует другим утвержденным положениям об экономических соображениях при решении всех электротехнических вопросов, нуждающихся в экономической оценке.Последнее определяется выражением:  . По номинальному току и экономической плотности тока, равной 1,1 А/мм2, произведем выбор сечений кабельных линий к отдельным электроприемникам. Проверку осуществим по пусковому току электродвигателей или току допустимой перегрузки трансформаторов. К прокладке принимаем трехжильные кабели с круглой алюминиевой жилой, изоляцией из сшитого полиэтилена, полупроводящих слоев по жиле и изоляции, в полиэтиленовой оболочке. Данный вид кабелей обладает рядом преимуществ по сравнению с кабелями с бумажной изоляцией: – допустимые токи на 20-30%; – при размещении одножильного кабеля в плоскости его нагрузочная способность возрастает еще на 5-10%; – высокий ток термической устойчивости; – низкий вес; – меньший диаметр и, соответственно, диаметр изгиба; – использование полимерных материалов для изоляции и оболочки позволяет вести прокладку кабеля при температуре до -20ºС без предварительного подогрева; – повреждаемость кабеля в 3-50 раз ниже. Учитывая то, что основным видом повреждений на кабелях являются однофазные замыкания на землю, затраты на ремонт одножильных кабелей значительно сокращаются; – наличие твердой изоляции дает огромные преимущества при прокладке кабеля на местности с большими наклонами, возвышенностями, т.е. на трассах с большой разницей в уровнях прокладки; – отсутствие жидких компонентов для усиления диэлектрических свойств изоляции упрощает использование монтажных средств, сокращает время прокладки и стоимость монтажных работ. Для внутрицехового электроснабжения, для питания электрооборудования применяем медный и алюминиевый четырехжильный кабель с поливинилхлоридной изоляцией марки ВВГ и СПШв. Для питания мостовых кранов применяем гибкий кабель марки СПШв. Кабель марок ВВГ и СПШв применяются для электроснабжения электроприемников. Способ прокладки в сухих и влажных производственных помещениях, на специальных кабельных эстакадах и в блоках. Кабель марки СПШв применяется для присоединения передвижных механизмов к электрическим сетям на номинальное переменное напряжение до 660 В частотой до 400 Гц или постоянное напряжение до 1000 В. Сечения кабелей выбираем из условие выбора: Iдоп ≥ Iн.д где Iдоп - допустимая токовая нагрузка для данного кабеля с данным сечением; Iн.д – расчетный ток в линии, найденный из раздела 3.1. Сравнивая эти токи, подбираем стандартные сечения кабелей ВВГ и СПШв. Для линий от ТП к распределительным пунктам применяем кабель марки СПШв, в соответствии с расчетными токами находим сечения: - для РП-1 СПШв- 416, Iдоп = 80 А; - для РП-2 СПШв- 470, Iдоп = 185 А; - для РП-3 ВВГ - 44, Iдоп = 35 А; - для РП-4 СПШв- 450, Iдоп = 145 А; - для РП-5 ВВГ- 44, Iдоп = 35 А; - для РП-6 СПШв- 470, Iдоп = 185 А; СПШв- кабель с медными жилами с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами, в свинцовой оболочке, прокладываемый в воздухе. Таблица 4 - Ведомость монтируемого оборудования
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||