Расчетно-конструкторская часть

Общая часть.

1.1 Характеристика объекта ЭСН, электрических 4

нагрузок и его технологического процесса.

1.2 Классификация помещений по взрыво-, 7

пожаро-, электро- безопасности.

Расчетно-конструкторская часть.

2.1 Выбор категории надёжности и схемы 8

электроснабжения.

2.2 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего 9

устройства и выбор трансформаторов.

2.2.1 Распределение электроприёмников по

силовым пунктам 11

2.2.2 Расчёт СП-1. 12

2.2.3Расчёт СП-2. 14

2.2.4 Расчёт СП-3. 16

2.2.5 Расчёт СП-4. 18

2.2.6 Компенсация реактивной мощности. 22

2.2.7 Выбор трансформатора. 23

2.3 Расчёт и выбор элементов системы ЭСН. 24

2.3.1 Выбор аппаратов защиты. 24

2.3.2 Выбор кабельных линий (КЛ). 28

2.4Расчёт токов короткого замыкания. 33

2.5 Проверка элементов системы ЭС на термическую

и ударную стойкость к токам к.з 36

2.6 Расчёт заземления. 37

3. Использованная литература. 39

В Пермском крае крупнейшим потребителем электрической энергии является промышленное производство. С помощью электроэнергии приводятся в движение электродвигатели станков и механизмов, освещаются цеха и различные вспомогательные помещения, осуществляется управление различными производственными процессами, производится контроль за ними и многое другое.

Целью данной курсовой работы является проектирование электроснабжения ремонтно-механического цеха (РМЦ), являющегося одним из вспомогательных цехов металлургического завода.

В процессе выполнения работы были определены категория надёжности и схема электроснабжения цеха. Выбраны электродвигатели, коммутационные и защитные аппараты для оборудования цеха. Рассчитаны электрические нагрузки и компенсирующие устройства, токи короткого замыкания и защитное заземление.

При выполнении работы были применены типовые решения и использовано серийно выпускаемое электрооборудование. При расчётах использована современная вычислительная техника.

1.1 Характеристика объекта ЭСН, электрических нагрузок и его технологического процесса

Ремонтно-механический цех предназначен для ремонта и настройки электромеханических приборов, выходящих из строя. Является одним из вспомогательных цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. Имеет два участка, в которых установлено необходимое для ремонта оборудование: токарные, шлифовальные, строгальные, фрезерные, сверлильные и другие станки, а также мостовые краны. В цехе предусмотрены помещения для трансформаторной подстанции (ТП), вентиляционной камеры, сварочных постов, инструментальной, складов, администрации и прочего. РМЦ получает питание от главной понизительной подстанции (ГПП). Расстояние от ГПП до цеховой ТП 0,9 км., напряжение на ГПП 6 и 10 кВ.

Количество рабочих смен - две. Потребители цеха имеют 2 и 3 категорию надёжности электроснабжения. Грунт в районе РМЦ - чернозём с температурой +20 ⁰С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длинной 6 м. каждый. Размер цеха А*В*Н=48м*28м*9м. Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4м.

Расположение основного оборудования показано на рисунке 1.1.

Перечень оборудования РМЦ дан в таблице 1.1.

рис. 1.1 Расположение основного оборудования РМЦ.

(Мощность указана для одного электроприёмника)

1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожаро-,электро- безопасности.

Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, электро- безопасности

Таблица 1.2

Д: - Производства, связанные с обработкой несгораемых веществ и материалов в холодном состоянии. http://www.znaytovar.ru/s/Klassifikaciya-proizvodstv-i-po.html

ПО - Повышенная опасность:

- С токопроводящей пылью оседающей на электрооборудовании.

- С токопроводящими полями (металл, земля, жел. бетон, кирпич и т.п.).

- Возможность соприкосновения одновременно с корпусом электрооборудования и конструкциями связанными с землёй. (Шеховцов стр.209).

2.1 Выбор категории надёжности и схемы электроснабжения.

Данные характеристики подходят под третью категорию надёжности электроснабжения. При условии что перерыв в электроснабжении связанный с ремонтом или заменой повреждённого элемента системы электроснабжения не превысит 24 часа.

Электроснабжение может осуществляться по радиальной, магистральной и смешанной схемам. Выберем радиальную схему электроснабжения. Несмотря на её дороговизну она обеспечивает более надёжную схему электроснабжения (повреждение на одной из линий не вызывает перерыва в электроснабжении других потребителей), и возможность более удобного применения элементов защиты и автоматики, а это в современных условиях ставится на первое место.

В итоге мы выбираем третью категорию надёжности электроснабжения с радиальной схемой.

Для питания цеховой ТП от ГПП выберем класс напряжения 10кВ. Так как при использовании сетей 10кВ уменьшается нагрузка на оборудование и меньше потери напряжения.

2.2 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов.

Данный цех согласно технологическому процессу относится к нормальной среде поэтому все двигатели выбираем в климатическом исполнении У3.

(У) - эксплуатация в районах с умеренным климатом.

(3) - в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха и воздействие песка и пыли существенно меньше, чем на открытом воздухе, например, в металлических с теплоизоляцией, каменных, бетонных, деревянных помещениях (отсутствие воздействия атмосферных осадков и влаги, прямого солнечного света).

Мощность двигателя должна быть больше или равна мощности механизма. Выбранные двигатели и их характеристики заносим в таблицу 2.1.

5АИ132М2: 5-пятая серия; А- асинхронный; И- унифицированная серия (интерэлектро); 132- высота оси вращения; М- установочный размер по длине станины (S,M,L); 2- число полюсов.

Составляем таблицу электроприёмников (Таблица 2.1).

1. РМЦ состоит из четырёх основных помещений в которых расположены электроприёмники. Для их равномерного распределения в каждом помещении установим СП. Составим таблицу распределения электроприемников по силовым пунктам (Таблица 2.2).

Таблица 2.2

От СП-1 запитаны: токарные автоматы (3 шт.), зубофрезерные станки (3 шт.), круглошлифовальные станки (3 шт.). Общее количество электроприёмников n=9.

А) Находим суммарную мощность электроприёмников СП-1

∑Р_ном=15*3+15*3+4*3=102кВт

Б) Находим активную среднесменную мощность СП-1.

Р_см=Р_н*К_идля каждого электроприёмника и ∑Р_см где К_и - коэффициент использования электроприёмника (Шеховцов таблица 1.5.1)

Токарные автоматы: Р_см=15*0.6=9кВт(3шт.)

Зубофрезерные станки: Р_см=15*0.2=3кВт(3шт.)

Круглошлифовальные станки: Р_см=4*0.13=0.52кВт(3шт.)

∑Р_см=9*3+3*3+0.52*3=27+3+1.56=31.56кВт

В) Находим среднесменную реактивную мощность СП-1. Q_см=Р_см*tgφ для каждого электроприёмника и ∑Q_см

tgφ находим по cosj из характеристик двигателей (По таблице Брадиса).

Токарные автоматы: cosj=0.7=45⁰ tg45⁰=1 Q_см=9*1=9кВАР

Зубофрезерные станки: cosj=0.65=49⁰ tg49⁰=1.15

Q_см=3*1.15=3.45кВАР

Круглошлифовальные станки: cosj=0.5=60⁰ tg60⁰=1.73

Q_см=0.52*1.73=0.9кВАР

∑Q_см=9*3+3.45*3+0.9*3=27+10.35+2.7=40.05кВАР

Г) Рассчитываем коэффициент использования СП-1:

К_и=∑Р_см/∑Р_ном=31.56/102=0.31

Д) Находим модуль сборки СП-1: m=P_{н мах} /Р_{н мin}=15/4=3.75

Е) Находим эффективное число электроприёмников (n_э) для СП-1

m=3.75˃3 К_и=0.31˃0.2 =>n_э=2∑Р_н / Р_{н мах}=2*102/15=13.6

n_э=13.6 n=9 => n_э˃n принимаем n_э=n=9

Коэффициент максимум (К_мах) по таблице (Шеховцов таблица 1.5.3) при К_и=0.31 и n_э=9 будет=1.65 К_мах=1.65

Р_р=31.56*1.65=52.07кВт

З) Находим расчётную реактивную мощность СП-1: Q_р=∑Q_см*К^'_мах

К_и˃0.2 n_э<10 =>К^'_мах=1.1 (Князевский, Липкин стр. 22). Q_р=40.05*1.1=44.05кВАР

И) Находим полную мощность СП-1: = =

= = =68.2кВА

К) Находим расчётный ток СП-1: I_р=S_р / *U=68.2/1.73*0.38=68.2/0.66=

=103.3А

Для СП-1 выбираем распределительный шкаф ШРС1-54У3 (http://permspetskom.ru) с вводным рубильником 320А на 8 отходящих линий. Круглошлифовальные станки объединяем в одну группу и запитываем шлейфом.

Рассчитываем ток плавких вставок: I_ном.пв≥ I_{ном. дв}. При этом вставка не должна сработать при пусковом токе двигателя: I_ном.пв≥ I_пуск/a, где а- коэффициент перегрузки: для лёгкого пуска 2.5, для тяжёлого пуска 1.6-2.(Из методички стр. 14)

Токарный автомат (лёгкий пуск):

I_ном.пв≥ 216/2.5=86А => выбираем вставку (ПН2-100) на 100А (3 группы).

Зубофрезерный станок (лёгкий пуск):

I_ном.пв≥ 216/2.5=86А => выбираем вставку (ПН2-100) на 100А (3 группы).

Круглошлифовальные станки (лёгкий пуск):

I_ном.дв=8.1 объединены в одну группу I_ном.дв=8.1*3=24.3А. I_пуск=60.75 рассчитываем по I_пуск одного двигателя +.I_ном. двух двигателей.

I_ном.пв≥ (60.75+8.1*2)/2.5=30.8А=> выбираем вставку (НПН2-60) на 31.5А

(1 группа).

Остальные СП рассчитываются аналогично.

От СП-2 питаются: сварочные агрегаты (3 шт.) ПВ=40%; вентиляторы (2 шт.); кран мостовой (1 шт.) ПВ=60%. Общее число эл. приёмников n=6.

А) Приводим Р_н сварочных агрегатов к ПВ=100%: Р_н=Р_пасп* (Шеховцов стр. 23).

Р_н=10* =10*0.63=6.3кВт

Б) Приводим Р_н мостового крана к ПВ=100%: Р_н=Р_пасп*

Р_н=25* =25*0.77=19.25кВт

В) Находим суммарную мощность электроприёмников СП-2

∑Р_ном=6.93*3+55*2+19.25=20.79+110+19.25=150.04кВт

Г) Находим активную среднесменную мощность СП-2. Р_см=Р_н*К_идля каждого электроприёмника и ∑Р_см

сварочные агрегаты: 6.3*0.3=1.89кВт

вентиляторы: 55*0.8=44кВт

кран мостовой: 19.25*0.1=1.93кВт

∑Р_см=1.89*3+44*2+1.93=95.6кВт

Д) Находим среднесменную реактивную мощность СП-2. Q_см=Р_см*tgφ для каждого электроприёмника и ∑Q_см

сварочные агрегаты: cosj=0.4=66⁰tg66⁰=2.25 Q_см=1.89*2.25=4.25кВАР

вентиляторы: cosj=0.8-0.85=32⁰tg32⁰=0.62 Q_см=44*0.62=27.28кВАР

кран мостовой: cosj=0.5=60⁰tg60⁰=1.73 Q_см=1.93*1.73=3.3кВАР

∑Q_см =4.25*3+27.28*2+3.3=12.75+54.56+3.3=70.61кВАР

Е) Рассчитываем коэффициент использования СП-2:

К_и=∑Р_см/∑Р_ном=95.6/150.04=0.63

Ж) Находим модуль сборки СП-2: m=P_{н мах} / Р_{н мin}=55/6.3=8.7

З) Находим эффективное число электроприёмников (n_э) для СП-2

m=8.7˃3 К_и=0.63˃0.2 => n_э=2∑Р_н / Р_{н мах}=2*150.04/55=5.45 (Шеховцов стр. 25 табл. 1.5.2)

Коэффициент максимум (К_мах) по графику (Коновалова стр. 84) при К_и=0.63 и n_э=5.45 будет=1.3 К_мах=1.3 Р_р=95.6*1.3=124.3кВт

К) Находим расчётную реактивную мощность СП-2: Q_р=∑Q_см*К^'_мах

К_и˃0.2 n_э<10 =>К^'_мах=1.1 Q_р=70.61*1.1=77.67кВАР

Л) Находим полную мощность СП-2: = =

= = =146.6кВА

М) Находим расчётный ток СП-2: I_р=S_р / *U

I_р =146.6/1.73*0.38=146.6/0.66=222А

Для СП-2 выбираем распределительный шкаф ШРС1-57У3 с вводным рубильником 320А на 6 отходящих линий.

Рассчитываем ток плавких вставок: I_ном.пв≥ I_{ном. дв}. При этом вставка не должна сработать при пусковом токе двигателя: I_ном.пв≥ I_пуск/a, где а- коэффициент перегрузки: для лёгкого пуска 2.5, для тяжёлого пуска 1.6-2.

Сварочный агрегат: I_ном=Р_н/ *U=10/1.73*0.38=10/0.66=15.15А

I_ном.пв≥1.2*I_ном* = 1.2*15.15*0.63=11.45А (Липкин стр.133)=> выбираем вставку (НПН2-60) на 16А (3 группы)

Вентилятор:

I_ном.пв≥ 750/2.5=300А => выбираем вставку (ПН2-400) на 315А (2 группы).

Кран мостовой

Для мостового крана выбираем троллеи из угловой стали: режим работы примем средний =˃ коэффициент спроса(К₃₀) = 0.5(Князевский стр.217).

I_макс= /(√3*U_н) где Р_пот=Р_н/ƞ=25/0.875=28.57кВт

I_макс= /(1.73*0.38)=45.547/0.675=69.3А

Выбираем уголок 25х25х3 с I_макс=155А, и R=1.01Ом/км(Князевский стр.217), I_пуск=I_макс=69.3А, L=24м=0.024км. Потеря напряжения будет ΔU=√3*R*cosj*I_пуск*L. ΔU=1.73*1.01*0.5*69.3*0.024=1.45В, что меньше допустимых 5% =˃ подпитка не требуется.

Вводной рубильник ВР 32-31 А70220 100А

По I_макс=69.3А выбираем предохранитель (ПН2-100) на 80А

2.2.4 Рассчитываем СП-3.

От СП-3 запитаны: строгальные станки (3 шт.), фрезерные станки (4шт.), расточные станки (3 шт.) кран мостовой (1 шт.). Общее количество электроприёмников n=11.

А) Приводим Р_н мостового крана к ПВ=100%: Р_н=Р_пасп*

Р_н=25* =25*0.77=19.25кВт

Б) Находим суммарную мощность электроприёмников СП-3

∑Р_ном=15*3+11*4+15*3+19.25=45+44+45+19.25=153.25кВт

В) Находим активную среднесменную мощность СП-3. Р_см=Р_н*К_идля каждого электроприёмника и ∑Р_см

строгальные станки: 15*0.14=2.1кВт

фрезерные станки: 11*0.14=1.54кВт

расточные станки: 15*0.14=2.1кВт

кран мостовой: 19.25*0.1=1.93кВт

∑Р_см=2.1*3+1.54*4+2.1*3+1.93=6.3+6.16+6.3+1.93=20.69кВт

Г) Находим среднесменную реактивную мощность СП-3. Q_см=Р_см*tgφ для каждого электроприёмника и ∑Q_см

строгальные станки: cosj=0.5=60⁰tg60⁰=1.73 Q_см=2.1*1.73=3.63кВАР

фрезерные станки: cosj=0.5=60⁰tg60⁰=1.73 Q_см=1.54*1.73=2.66кВАР

расточные станки: cosj=0.5=60⁰tg60⁰=1.73 Q_см=2.1*1.73=3.63кВАР

кран мостовой: cosj=0.5=60⁰tg60⁰=1.73 Q_см=1.93*1.73=3.3кВАР

∑Q_см =3.63*3+2.66*4+3.63*3+3.34=10.89+10.64+10.89+3.3=35.72кВАР

Д) Рассчитываем коэффициент использования СП-3:

К_и=∑Р_см/∑Р_ном=20.69/153.25=0.13

Е) Находим модуль сборки СП-3: m=P_{н мах} / Р_{н мin}=19.25/11=

Ж) Находим эффективное число электроприёмников (n_э) для СП-3

m=1.75<3 =>n_э=n=11

Коэффициент максимум (К_мах) по графику при К_и=0.13 и n_э=11 будет=2.08 К_мах=2.08 Р_р=20.69*2.08=43.04кВт

И) Находим расчётную реактивную мощность СП-3: Q_р=∑Q_см*К^'_мах

К_и<0.2 n_э˃10 =>К^'_мах=1 Q_р=35.72*1=35.72кВАР

К) Находим полную мощность СП-3: = =

= = =55.96кВА

Л) Находим расчётный ток СП-3: I_р=S_р / *U

I_р =55.96/1.73*0.38=55.96/0.66=84.79А

Для СП-3 выбираем распределительный шкаф ШРС1-55У3 с вводным рубильником 320А на 5 отходящих линий.

Рассчитываем ток плавких вставок: I_ном.пв≥ I_{ном. дв}. При этом вставка не должна сработать при пусковом токе двигателя: I_ном.пв≥ I_пуск/a, где а- коэффициент перегрузки: для лёгкого пуска 2.5, для тяжёлого пуска 1.6-2

Строгальные станки: объединяем в одну группу и запитываем шлейфом I_{ном. дв}=28.8А.; I_пуск=216 рассчитываем по I_пуск одного двигателя +.I_ном.*2.

I_ном.пв≥ (216+57.6)/2.5=109А => вставка (ПН2-250) на 125А (1 группа).

Фрезерные станки: объединяем в одну группу и запитываем шлейфом I_{ном. дв}=21.1А.; I_пуск=158.25 рассчитываем по I_пуск одного двигателя +.I_ном.*3.

I_ном.пв≥ (158.25+63.3)/2.5=88.6А=> вставка (ПН2-250) на 100А (1 группа).

Расточные станки: объединяем в одну группу и запитываем шлейфом I_{ном. дв}=28.8А.; I_пуск=216 рассчитываем по I_пуск одного двигателя +.I_ном.*2.

I_ном.пв≥ (216+57.6)/2.5=109А => вставка (ПН2-250) на 125А (1 группа).

Кран мостовой: По аналогии с СП-2

2.2.5 Рассчитываем СП-4.

От СП-4 запитаны: однофазные заточные станки (3 шт.), однофазные сверлильные станки (2 шт.), токарные станки (6 шт.) плоскошлифовальные станки (2 шт.). Общее количество электроприёмников n=13.

А) Приводим однофазные электроприёмники к трёхфазной системе: заточных станков 3 шт. значит на каждой фазе будет по 3кВт; сверлильных станков 2 шт. значит на двух фазах будет по 4кВт, а на одной 0кВт. На наиболее загруженной фазе 3+4=7кВт. ∑Р_{н оф эп}=Р_{н мах}*3= 7*3 =21кВт (Шеховцов стр. 23)

Б) Находим суммарную мощность электроприёмников СП-4

∑Р_ном=21+11*6+11*2=21+66+22=109кВт

В) Находим активную среднесменную мощность СП-4. Р_см=Р_н*К_идля каждого электроприёмника и ∑Р_см

однофазные электроприёмники: 21*0.14=2.94кВт

токарные станки: 11*0.14=1.54кВт

плоскошлифовальные станки: 11*0.14=1.54кВт

∑Р_см=2.94+1.54*6+1.54*2=2.94+9.24+3.8=15.26кВт

Г) Находим среднесменную реактивную мощность СП-4. Q_см=Р_см*tgφ для каждого электроприёмника и ∑Q_см

однофазные электроприёмники: cosj=0.5=60⁰ tg60⁰=1.73

Q_см=2.94*1.73=5.08кВАР

токарные станки: cosj=0.5=60⁰tg60⁰=1.73 Q_см=1.54*1.73=2.66кВАР

плоскошлифовальные станки: cosj=0.5=60⁰ tg60⁰=1.73

Q_см=1.54*1.73=2.66кВАР

∑Q_см =5.08+2.66*6+2.66*2=5.08+15.96+5.32=26.36кВАР

Д) Рассчитываем коэффициент использования СП-4:

К_и=∑Р_см/∑Р_ном=15.26/109=0.14

Е) Находим модуль сборки СП-4: m=P_{н мах} / Р_{н мin}=21/11=

Ж) Находим эффективное число электроприёмников (n_э) для СП-4

m=1.9<3 =>n_э=n=13

З) Определяем расчётную активную мощность СП-4: Р_р=∑Р_см*К_мах

Коэффициент максимум (К_мах) по графику при К_и=0.14 и n_э=13 будет=1.92 К_мах=1.92 Р_р=15.26*1.92=29.3кВт

И) Находим расчётную реактивную мощность СП-4: Q_р=∑Q_см*К^'_мах

К_и<0.2 n_э˃10 =>К^'_мах=1 Q_р=26.36*1=26.36кВАР

К) Находим полную мощность СП-4: = =

= = =39.41кВА

Л) Находим расчётный ток СП-4: I_р=S_р / *U

I_р =39.41/1.73*0.38=39.41/0.66=59.71А

Для СП-4 выбираем распределительный шкаф ШРС1-51У3 с вводным рубильником 200А на 5 отходящих линий.

Рассчитываем ток плавких вставок: I_ном.пв≥ I_{ном. дв}. При этом вставка не должна сработать при пусковом токе двигателя: I_ном.пв≥ I_пуск/a, где а- коэффициент перегрузки: для лёгкого пуска 2.5, для тяжёлого пуска 1.6-2

Однофазные заточные станки распределяем в одной группе по одному на каждой фазе (А,В,С).

I_ном.дв=10.7А.; I_пуск=80.25А. I_{ном. пв}≥ 80.25/2.5=32.1А => вставка (ПН2-100) на 40А.

Однофазные сверлильные станки распределяем в одной группе по одному на фазах (А и С).

I_ном.дв=14А.; I_пуск=105А. I_ном.пв≥ 105/2.5=42А => вставка (ПН2-100) на 50А.

Шесть токарных станков делим на две группы по три станка в каждой. Каждую группу запитываем шлейфом, по три станка. (I_пуск +2*I_ном.)/2.5.

I_ном.дв=21.1А.; I_пуск=158.25А. I_{ном. пв}≥ (158.25+2*21.1)/2.5=200.45/2.5=80.18А => вставка (ПН2-100) на 100А (две группы).

Плоскошлифовальные станки объединяем в одну группу и запитываем шлейфом (I_пуск + I_ном.)/2.5 I_{ном. дв}=21.1А.; I_пуск=158.25А.

I_ном.пв≥ (158.25+21.1)/2.5=179.35/2.5=71.74А=> вставка (ПН2-100) на 80А.

Результаты расчётов по СП-1; СП-2; СП-3 и СП-4 заносим в сводную таблицу расчётных нагрузок (Таблица 2.3).

Выбранные распределительные шкафы заносим в таблицу выбора распределительных шкафов (Таблица 2.4).

Таблица 2.3

продолжение таблицы 2.3

ЭП	n	Руст кВт	∑Рн кВт	Ки	cosj	tgφ	Рсм кВт	Qсм кВАР	m	nэ	Кмах	Qмах кВАР	Рмах кВт	Sр кВА	Iр А
заточ-ные станки		1хФ	3хФ	0.14	0.5	1.73	2.94	5.08
Сверли-льные станки		1хФ	0.14	0.5	1.73	2.94	5.08
Токар-ные станки				0.14	0.5	1.73	1.54	2.66
Плоско-шлифо-вальные станки				0.14	0.5	1.73	1.54	2.66
Итого по сп-4				0.14	0.5	1.73	15.26	26.36	1.9		1.92	26.36	29.3	39.41	59.71
Итого по НН 1 Без компенсации 2 С компенсацией				0.33	0.8	0.73	146.8	197.5				.41	.64	342.2	518.2
				0.93									290.	439.5
Потери в тр-ре 1 Ак-тивные 2 Реак-тивные	ΔР=2%Sтр
Δ = =10%Sтр

tgφ

СП-2=70.61/95.6=0.74=˃cosj=0.8; СП-3=35.72/20.69=1.73=˃cosj=0.5;

СП-4=26.36/15.26=1.73=˃cosj=0.5; РМЦ cosj=0.8=˃tgφ=0.73.

К_{и РМЦ=}∑Р_{см РМЦ}/∑Р_{н РМЦ}=146.8/439.5=0.33.

Таблица 2.4

Силовые шкафы могут комплектоваться различным по мощности числом отходящих групп в зависимости от индивидуального заказа.

∑Q_мах=69.66+77.67+35.72+26.36=209.41кВАР.

Рассчитываем суммарную активную мощность РМЦ на стороне 0.4кВ без компенсации. ∑Р_мах=Р_{мах СП-1}+Р_{мах СП-2}+Р_{мах СП-3}+Р_{мах СП-4.}

∑Р_мах=74+124.3+43.04+29.3=270.64кВТ.

Рассчитываем нагрузку по РМЦ на стороне 0.4кВ без компенсации. S_мах= .

S_мах= = = =342.2кВА.

Рассчитываем ток по РМЦ на стороне 0.4кВ без компенсации.

I_мах=S_мах / *U

I_мах=342/1.73*0.38=342/0.66=518.2А

2.2.6 Компенсация реактивной мощности.

Одним из основных вопросов решаемых при проектировании систем электроснабжения, является компенсация реактивной мощности. Передача реактивной мощности нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Поэтому необходимо принимать меры по снижению реактивной мощности такие как: конденсаторные батареи (КБ), синхронные двигатели (СД) и синхронные компенсаторы.

Определяем cosφ РМЦ на стороне 0.4кВ без компенсации.

cosφ=∑Р_мах/S_мах.

cosφ=270.64/342.2=0.8<(0.9-0.95) =˃ требуется искусственная компенсация реактивной мощности (Шеховцов стр. 33).

Определим не скомпенсированную реактивную нагрузку в сетях 0.4кВ:

_{нн кб}=0.9*Р_мах(tgφ_мах-tgφ_эф) где tgφ_эф задаётся энергосистемой =(0.32 - 0.34).

_{нн кб}=0.9*270.64(0.73-0.33)=0.9*270.64*0.4=97.43кВАР. Для компенсации выбираем установку УКРМ-0.4-105-7.5У3(ООО ЭнергоЗапад).

УКРМ- установка компенсации реактивной мощности; 0.4-номинальное напряжение; 105-номинальная мощность; 7.5-шаг регулирования; У3-климатическое исполнение; ip-31-55.

S_мах´= = =290.08кВА.

Рассчитываем cosφ после компенсации: cosφ_мах´=Р_мах/S_мах´

cosφ_мах´=270.64/290.08=0.93.˃0.9=˃ условие выполняется (Шеховцов стр. 33).

Рассчитываем ток по РМЦ на стороне 0.4кВ после компенсации.

I_мах=S_мах / *U

I_мах=290.08/1.73*0.38=290.08/0.66=439.5А

2.2.7 Выбор трансформатора

S_тр.=S_мах´/(n*β_т) где β_т- коэффициент загрузки трансформатора=0.9-0.95 (Коновалова стр. 281); и n- количество трансформаторов.

S_тр.=290.08/(1*0.95)=305.3кВА. Выбираем тр-р мощностью 400кВА.

β_{факт.ном}=S_мах´/n*S_ном.тр.=290.08/1*400=0.73<0.93=˃ условие β_{факт. ном}≤cosφ_мах´ выполняется. Выбираем тр-р ТМ-400 10/0.4 трансформатор масляный трёхфазный с естественным охлаждением. U_вн=10кВ; U_нн=0.4кВ; U_кз=4.5%; I_хх=2.1%; потери хх=950Вт; потери КЗ=5.5кВт (http://uztt.ru).

Рассчитываем потери мощности в трансформаторе.

Р=2%*S_ном.тр.*n=0.02*400*1=8кВт. Q=10%* S_ном.тр.*n=0.1*400*1=40кВАР.

Выбираем одно трансформаторную комплектную трансформаторную подстанцию киоскового типа для внутренней установки (КТП 400-10/0.4). Поставляется в собранном или полностью подготовленном для сборки виде. Состоит из вводного устройства высокого напряжения, силового трансформатора и распределительного устройства низкого напряжения (http://powertransformer.tiu.ru).

2.3.1 Выбор аппаратов защиты.

Выбираем вводной аппарат на стороне 10кВ выключатель нагрузки с предохранителями и устройством отключения при срабатывании одного из предохранителей: ВНП 17-10/400 (http://forca.ru).

Рассчитаем предохранитель для стороны 10кВ: I_н.тр.=S_н.тр./(√3*U_н.)= =400/(1.73*1