а) МРС, насосы, вентиляторы, печи сопротивления, индукционные печи

Рн.ПВ =100% =Рн

б) Сварочные машины точечные, U = 380В, cos j = 0,7, ПВ = 20%(0,2)

Рн.пв = 100%= Sн x x cos j.             (7)

Sн=100кВА,                

Суммарная мощность

в) Электродвигатели кранов G = 10 т

Рн1= 11 кВт; Рн2= 2,2 кВт; Рн3= 16 кВт; ПВ = 25% (0,25)

Рн.ПВ = 100% = Рн х ÖПВ                         (8)

Где Рн – номинальная суммарная мощность всех электродвигателей крана, кВт

Рн= Р1+ Р2 + Р3 =11 + 2,2 + 16=29,2 кВт

Рн.пв = 100% = 29,2 х 0,5 = 14,1 кВт

2 Для всех электроприемников определяется cosj и соответственно tgj [2]

3 Сменная активная мощность за наиболее загруженную смену Рсм, кВт

Рсм = Ки х Рн,                                       (9)

Где Ки – коэффициент использования электроприемников. Для точечных сварочных машин Ки = 0,2;

Рсм= 62,6 х 0,2 = 12,52 кВт.

4 Сменная реактивная мощность Qсм, кВА

Qсм = Рcм х tg j.                                  (10)

Для точечных сварочных машин tg j = 1,33; Q см = 12,52 х 1,33 = 16,65 кВА.

5 Расчет максимальной нагрузки

5.1 Определяем показатель силовой сборки для группы приемников, m

,                                           (11)

где Рн мах – номинальная мощность наибольшего электроприемника в группе, кВт;

Рн.мin – номинальная мощность наименьшего электроприемника в группе, кВт

Для сварочных точечных машин Рн мах = 31,3 кВт; Р н.мin = 31,3 кВт;

.

Для МРС Рн мах = 30 кВт; Р н.мin = 13 кВт;

5.2 Определяем эффективное число электроприемников nэ, по формуле

nэ=n*э х n,                                           (12)

где n*э – относительное эффективное число электроприемников;

n – общее количество приемников, подключенных к силовому проводу.

n*э= f (n*; Р*),

где n* – относительное число наибольших по мощности электроприемников

,                                               (13)

где n' – число приемников с единичной мощностью больше или равной

К 6 ШРА подключено 11 электроприемников, n=11. Максимальная мощность единичного электроприемника Рн макс = 31,3 кВт, отсюда

Число приемников с Рн ³ 15,65 кВт,

n' = 8 шт.

Суммарная мощность этих электроприемников Рн = 200,6 кВт.

Относительное эффективное число n* электроприемников

Относительная мощность наибольших электроприемников Р* в группе

.

Для n* = 0,73 и Р* = 0,84 n*Э = 0,9 [2]

nэ = n* Э х n = 0,9 х 11 =9,9.

Аналогично определяется эффективное число и для остальных ШРА.

6 Коэффициент максимума Км = f (n; Ки), [2]

Где Ки – средний групповой коэффициент использования электроприемников

.                                                                          (14)

Для 6 ШРА ; Км= f (nэ = 9,9; Ки = 0,2)= 1,84

7 Максимальная активная мощность Рм, кВт

Рм = Км х Рсм.                                     (15)

Для 6 ШРА Рм = 1,84 х49,54 = 91,2 кВт

8 Максимальная реактивная мощность Qm, кВА

Qm = Рм х tg j.                                   (16)

Для 6 ШРА   Qм = 91,2 х 1,14 = 103,9 кВА

9 Полная максимальная мощность Sм, кВА

Sм = ÖPм2 + Qм2.                                 (17)

Для 6 ШРА         

10 Максимальный ток нагрузки

.         (18)

Для 6 ШРА

Максимальные расчетные нагрузки для других ШРА рассчитываются так же, как и для 6 ШРА. Итоговая нагрузка силовых пунктов 6 ШРА и 5 ШРА определяется по вышеприведенным формулам согласно методу коэффициента максимума.

По аналогии ведется расчет и по другим пролетам.

1.4 Определение мощности и выбор типа компенсирующего устройства

Повышение cos j электроустановок имеет большое значение, так как прохождение в электрических сетях реактивных токов обуславливает добавочные потери напряжения, активной мощности, а следовательно и электроэнергии. При этом снижается пропускная способность линии. При выборе компенсирующих устройств подтверждается необходимость их комплексного использования как для повышения напряжения, так и для компенсации реактивной мощности

Коэффициент мощности по расчётным нагрузкам cosjшма1 = 0,66 и cosjшма2 = 0,78 (таблица 3), а согласно ПУЭ нормативный допустимый для данных предприятий cosj = 0,95. [3]

Для повышения cosj в электроустановках промышленных предприятий используют два способа: естественный и искусственный.

К естественному методу относятся следующие мероприятия:

·                    при работе асинхронного двигателя на холостом ходу cosjх.х. = 0,1 – 0,3, поэтому применяют устройства, ограничивающие работу на холостом ходу;

·                    замена малозагруженных двигателей на двигатели с меньшей мощностью;

·                    если два трансформатора загружены в среднем менее чем на 30%, то один из них следует отключить;

·                    там где есть возможность использовать синхронные двигатели вместо асинхронных, у них cosj больше;

·                    производить качественный ремонт двигателей.

К искусственному методу относятся следующие устройства:

·                    статические конденсаторы;

·                    синхронные компенсаторы;

·                    перевозбужденные синхронные двигатели;

·                    тиристорные источники реактивной мощности (ТИРМы).

Компенсация реактивной мощности на предприятиях осуществляется в основном с помощью статических конденсаторов.

В проектируемом цеху осуществляем групповую компенсацию реактивной мощности. Для этого выбранные ККУ подключаем через ящик с автоматом к ШМА.

Мощность комплектной компенсаторной установки Qкку, кВАр определяется по формуле:

Qкку = Pм. ´ (tgj1 – tgj2).                    (19)

Рм1 = 311кВт; tgj1 = 1,13 (таблица 3); tgj2 = 0,33, находим по cosj2 = 0,95.

Qкку1 =311´ (1,13 – 0,33) = 249 кВАр.

Рм2. = 449кВт; tgj1 = 0,82 (таблица 3); tgj2 = 0,33, находим по cosj2 = 0,95

Qкку2 = 293,2 ´ (0,79 – 0,33) = 135 кВАр

Принимаем к установке две ККУ типов: УКН – 0,38 – I‑280 и ККУ – 0,38 – I‑160 [4], суммарное Qкку = 440 кВАр, присоединяемые к магистральным шинопроводам двумя проводами марки АПВ7 (3´95) и АПВ7 (3 ´ 50). [2]

Iдоп. ³ Iм. = .                               (20)

УКН – 0,38 – I‑280: АПВ7 (3 ´ 95).

Iдоп1 = 3 ´ 165 = 495 А > Iм1 =  = 425 А.

ККУ – 0,38 – I‑160: АПВ (3 ´ 50).

Iдоп2 = 3 ´ 105= 315 А > Iм2 =  = 243А.

В качестве защитной аппаратуры ККУ принимаем автоматические выключатели типа А3724Б и А3744Б . [5]

УКН – 0,38 – I‑280: А3744Б.

Iн.т.расц1 = 500 А > Iм1 = 425 А.

Iн.авт1 = 630 А > Iм1 = 425 А.

Iн.эл.маг1 = 6000 А > 1,5 ´ Iм1 = 1,5 ´ 425 = 637,5 А.

ККУ – 0,38 – I‑160: А3724Б.

Iн.т.расц2 = 250А > Iм2 = 243А.

Iн.авт2 = 250А > Iм2 = 243А.

Iн.эл.маг2 = 4000 А > 1,5 ´ Iм2 = 1,5 ´ 243 = 364,5А.

Рассчитываем оптимальное место размещения ККУ

Lопт. = L0 + (1 – ) ´ L, м (21)

где L0, м – длина магистрали от трансформатора КТП до того места, откуда начинается подключение к ней распределительных шинопроводов;

L, м – длина участка магистрального шинопровода от начала ответвления ШРА до конца;

Q – суммарная реактивная мощность шинопровода, кВАр

НА ШМА – 1 Lопт. = 6 + (1 – ) ´ 26 = 18,8 м.

НА ШМА – 2 Lопт. = 5 + (1 – ) ´ 14 = 13,5 м.

1.5 Определение числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций и их типа

В настоящее время широкое применение получили комплектные трансформаторные подстанции КТП, КНТП. Применение КТП позволяет значительно сократить монтажные и ремонтные работы, обеспечивает безопасность и надёжность в эксплуатации.

Выбор типа, числа и схем питания трансформаторов подстанции обусловлен величиной и характером электрических нагрузок, размещением нагрузок на генеральном плане предприятия, а также производственными, архитектурно-строительными и эксплуатационными требованиями, учитывая конфигурацию производственного помещения, расположение технологического оборудования, условия окружающей среды, условия охлаждения, требования пожарной и электрической безопасности и типы применяемого оборудования.

Расчётная мощность нагрузки с учётом компенсации реактивной мощности Sм.', кВА определяется по формуле:

Sм.' = . (22)

Sм.' =  = 617 кВА.

Исходя из расчётной мощности, перечисленных условий, учитывая, что потребители электроэнергии цеха относятся ко II и III категории по бесперебойности электроснабжения, принимаем к установке КТП с двумя трансформаторами типа ТМЗ 1000/10/0,4 (лист 4 графической части) [4]

Таблица 4 Технические данные трансформатора

Коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме Кз., %:

Кз. =  ´ 100% (23)

Кз. =  ´ 100% = 60%

В аварийном режиме загрузка одного трансформатора Кз. ав., % составит:

Кз.ав. =  ´ 100% (24)

Кз.ав. =  ´ 100% = 120%

Согласно ПУЭ, аварийной загрузки для КТП с трансформаторами типа коэффициент ТМЗ должен составлять не более 30%, если его коэффициент загрузки в нормальном режиме не превышал 70 – 75% и, причем с этой перегрузкой он может работать не более 120 минут при полном использовании всех устройств охлаждения трансформаторов, если подобная перегрузка не запрещена инструкциями заводов изготовителей. Так как электроприемники в цехе относятся ко 2 и 3 группе по бесперебойности электроснабжения, то в аварийном режиме возможно отключение части неответственных электроприемников.

Для выбранной КТП ТМЗ 1000/10/0,4 имеется большой трансформаторный резерв, что обеспечит дальнейший рост нагрузки цеха без замены трансформатора на большую мощность, во вторую смену можно отключить один трансформатор для экономии электроэнергии.

1.6 Расчет и выбор силовой (осветительной) сети на стороне 0,4 кВ

1.6.1 Выбор магистральных шинопроводов ШМА [4]

Магистральный шинопровод выбирается по номинальному току трансформатора.

Номинальный ток трансформатора Iн.тр., А

Iн.тр. =  (25)

Iн.тр. =  = 1519А

Принимаем к установке два магистральных шинопровода типа ШМА‑4–1600–44–1У3. [2]

Iн.шма ³ Iн.тр.

1600А > 1519А.

Таблица 5 Технические данные магистрального шинопровода

1.6.2 Выбор распределительных шинопроводов ШРА [2]

Принимаем к установке четырёхполюсные распределительные шинопроводы типа ШРА‑4. Выбираем их по максимальному расчётному току (таблица 3).

Iн.шра ³ Iм.

Пример выбора 1ШРА, Iм. = 157 А:

Принимаем к установке шинопровод ШРА‑4–250–32–1УЗ, I н.шра = 250А.

250А ³ 157А.

Выбор остальных ШРА производим аналогично. Данные выбора приведены в таблице 6.

Таблица 6 Данные выбора ШРА

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10