ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИИ НАДЕЖНОСТИ

Задание

1. Разработать схему электроснабжения механического цеха.

2. Рассчитать нагрузки и заполнить в сводную ведомость нагрузок коэффициента максимума.

3. Выбрать силовой трансформатор напряжением 10 / 0, 4 кВ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИИ НАДЕЖНОСТИ

В цехе имеются электроприемники I и II категории надежности Поэтому необходимо иметь не менее двух источников питания. Выбираем два трансформатора для питания силовой и осветительной нагрузки.

Таблица1

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ

№ на плане	Наименование электроприемников	Рн, кВт	n, шт	Ки	cosφ	tgφ	Категория надежности
трехфазные длительного режима
6–10	Насосная установка			0, 7	0, 8	0, 75
11, 12	Автомат фрезерный карусельный	7, 5		0, 17	0, 65	1, 17
24–29	Печь сопротивления			0, 8	0, 95	0, 33
13, 14,	Конвейер ленточный			0, 55	0, 75	0, 88
трехфазный повторно-кратковременного режима
16–23	Тельфер транспорт- ный ПВ = 60 %			0, 1	0, 5	1, 73
однофазный повторно-кратковременного режима
1–5	Аппарат стыковой сварки, ПВ = 25%	14 кВА		0, 35	0, 55	1, 51
осветительная установка
	Лампы накаливания	9–11 Вт/м		0, 85	0, 95	0, 33

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ НАГРУЗОК

Электроприемники разбиваются на группы: трехфазного длительного режима ДР, трехфазного повторно-кратковременного ПКР, однофазного повторно-кратковременного ПКР, ОУ – осветительная установка. Выбираются виды распределительных устройств (РУ): ШМА – магистральный шинопровод, РП – распределительный пункт, ЩО – щит освещения. Исходя из понятия первой категории надежности электроснаб- жения, составляется схема электроснабжения с учетом распределения на- грузки представлена на рис. 1.

Рис. 1. Схема электроснабжение цеха

(смешанная)

Выбирается двухтрансформаторная цеховая подстанция, а между секциями низкого напряжения устанавливается устройство АВР (автоматическое включение резерва). Поскольку трансформаторы должны быть одинаковые, нагрузка распределяется по секциям примерно одинаково, а поэтому принимаются следующие распределительные устройства: распре- делительный пункт РП1 для питания электроприемников трехфазного повторно-кратковременного режима работы, щит освещения ЩО – для питания осветительной нагрузки, РП2 для питания приемников однофазного повторно-кратковременного режима (ПКР), магистральные шинопровода ШМА1 и ШМА2 для питания приемников трехфазного длительного режима работы ДР. Такой выбор позволит уравнять нагрузки по секциям и сформировать схему электроснабжения (см. рис. 1).

Пример распределения нагрузки по секциям приводится в табл. 2.

Таблица 2

ВЫБОР КОМПЕНСИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Из табл. 7 выпишем исходные данные и заполним табл. 8.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Таблица 8

Параметр	сosφ	tgφ	Рм, кВт	Qм, квар	Sм, кВА
Всего на НН без КУ	0, 85	0, 63	393, 6	210, 1	473, 1

Определяется расчетная мощность компенсирующего устройства:

Qкр. = α Рм (tgφ – tgφ к) = 0, 9· 393, 6· (0, 63 – 0, 33) = 106, 3 квар.

Принимаем cosφ к = 0, 95, тогда tgφ к = 0, 33. По прил. 8 выбирается

2 УК 2-0, 38-50 со ступенчатым регулированием по 25 квар, по одной на

секцию. Определяются фактические значения tgφ ф и cosφ ф после компен-

сации реактивной мощности:

tgφ ф = tgφ – Qк.ст. / α · Рм= 0, 63 - (2 · 50) / 0, 9 · 393, 6 = 0, 35, что соответст-

вует сosφ ф= 0, 94.

Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь:

Sр = 0, 7SВН = 0, 7 · 429, 2= 300, 5 кВА;

Потери в трансформаторе составят:

Δ Рт = 0, 02· SНН = 0, 02 · 408, 7 = 8, 2 кВт;

Δ Qт = 0, 1· SНН = 0, 1 · 408, 7 = 40, 9 квар;

Δ Sт =

Δ Р2T + Δ Q2T =

8, 22 + 40, 92

= 41, 7 кВА.

Результаты расчетов заносятся в «Сводную ведомость нагрузок це-

ха» табл. 9.

СВОДНАЯ ВЕДОМОСТЬ НАГРУЗОК ЦЕХА

Таблица 9

Параметр	cosφ	tgφ	Рм, кВТ	Qм, квар	S м, кВА
Всего на НН без КУ	0, 85	0, 63	393, 6	210, 1	473, 1
КУ				2x50
Всего на НН с КУ	0, 94	0, 35	393, 6	110, 1	408, 7
Потери			8, 2	40, 9	41, 7
Всего ВН с КУ			401, 8		429, 2

По прил. 7 выбирается трансформатор типа ТМ 400-10/0, 4 кВ. Тех-

нические данные трансформатора заносятся в табл. 10.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ТРАНСФОРМАТОРА

Таблица 10

Rт = 5, 6 мОм;	(1 ) Zт = 195 мОм	uк з= 4, 5 %
Хт = 14, 9 мОм	Δ Рхх = 0, 95 кВт	iхх = 2, 1 %
Zт = 15, 9 мОм	Δ Ркз = 5, 5 кВт	Кз = SНН /2 Sт = 408, 7 / 2·400 = 0, 51

ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ И ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Требуется: составить расчетную схему электроснабжения; рассчи- тать и выбрать аппарат защиты; рассчитать и выбрать кабельную линию электроснабжения.

1. Линия Н1 (рис. 8): трансформатор шины низкого напряжения (Т1-

ШНН), автоматический выключатель 1 SF, линия без ЭД:

Ток в линии составит: Iт = Sт · 3 Vн = 400 / 1, 73 · 0, 4 = 578 А. Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию: Iн.а.≥ Iн.р.; Iн.р. ≥ Iт = 578 А.

По прил. 10 выбирается автомат марки ВА-39-3.Технические харак-

теристики автомата представлены в табл. 11.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШРА4-630-32-УЗ

Таблица 12

Vн., В	Iн.ш., А	Хо, Ом/км	Δ u, В/м	сечение шинопровода, мм	Iд, кА
		0, 1	8, 5*10-2	80*5.

Автоматический выключатель SF1 выбираем по условию:

Iн.а. ≥ Iн.р.; Iнр. > 1, 1 · Iм = 1, 1 · IШМА1 =1, 1 · 326, 8 = 359, 5 А.

По прил.10 выбирается ВА 55-39-3. Технические характеристики ав-

томата представлены а табл. 13.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ АВТОМАТА SF1

Таблица 13

Vн.а., В	Iн.а., А	Iн.р., А	Iу(п), А	Iу(кз), А	Iоткл, кА
			1, 25 Iн.р	5·Iн.р.	25кА

Шинопровод ШМА1 запитан кабелем АВВГ, проложенным в ме-

таллической трубе в помещении с нормальной средой. Коэффициент за- щиты принимается Кзщ = 1 (прил. 11 табл.11.2). Сечение кабеля выбираем по длительно-допустимому току с учетом соответствия аппарату защиты по условию: Iдоп > Кзщ. · Iу(п) = 1 · 1, 25 · 400 = 500 А.

Выбирается кабель три кабеля марки АВВГ 3× (3× 95). Согласно ПУЭ,

длительно-допустимый ток для кабеля сечением 95 мм2 составит: Iдоп = 3× 170 А.

Условие Iдоп > Кзщ · Iу(п) выполняется, значит сечение кабеля выбрано правильно.

3. Линии Н3–Н8: ШМА1 – электроприемники № 6, 7, 8, 11, 13, 24.

Данные для составления расчетной схемы, представлены в табл. 14.

Таблица 14

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ АВТОМАТА ВА 52-31-3

Таблица 18

Vн.а., В	Iн.а., А	Iн.р., А	Iу(п), А	Iу(кз), А	Iоткл, кА
			1, 25 I н.р	6·I н.р.	7кА

Длительно-допустимый ток в линии Н7:

Iдоп > К зщ · Iу(п) = 1 · 1, 25 · 80 = 100 А.

Выбираем провод АПВ 3× (1 × 35); Iдоп= 125 А.