Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В эпоху рыночных отношений наиболее актуальным становится вопрос, связанный с уменьшением затрат на производство готовой продукции. Снизить себестоимость выпускаемых металлургическим комбинатом окатышей, способных конкурировать не только на Российском, но и на мировом рынке возможно, путем снижения затрат электроэнергии на выпуск единицы продукции на каждом этапе превращения железной руды в окатыш.

Агломерационная фабрика - это подразделение металлургического комбината на котором, путем спекания железной руды и концентрата производят агломерат. В дальнейшем, через несколько стадий обработки агломерат становится окатышем. Добиться снижения затрат электроэнергии на тонну агломерата можно, если разработать надежное и экономическое электроснабжение фабрики.

В настоящее время, при строительстве новых промышленных предприятий, на основе технико - экономических расчетов, внедряют новые прогрессивные решения по электроснабжению: упрощенные схемы подстанций; глубокие вводы 110 - 220 кВ., применение крупноблочных распределительных устройств с автоматизацией и телемеханизацией электроснабжения.

Применение глубоких вводов дает значительную экономию цветных металлов и потерь электроэнергии, они повышают роль систем электроснабжения промышленных предприятий как важного элемента, входящего в энергетическую систему страны.

Принятая схема электроснабжения определяет на долгое время возможности развития предприятия, поэтому к составлению ее необходимо подойти тщательно, упрощая ранее применявшиеся схемы, без снижения надежности электроснабжения.

Задачи экономии электроэнергии на агломерационной фабрике могут быть решены эффективно при условии, что энергетики фабрики совместно с технологами будут инициативно разрабатывать и осуществлять организационно - технический план экономии электроэнергии, увязанный с планом рационализации технологий и улучшения организации производства.

Поэтому целью дипломного проекта является проектирование оптимального электроснабжения агломерационной фабрики, которое отвечало бы условиям экономичности, надежности, удобства в эксплуатации и безопасности обслуживания.

1. Анализ электроснабжения агломерационной фабрики металлургического комбината

1.1 Характеристика технологического процесса

Агломерационная фабрика - это подразделение металлургического комбината, где

Методом спекания железной руды и концентрата производят агломерат. Технология агломерационной фабрики - это непрерывный процесс с постоянными нагрузками, основанный на правильном выполнении всех норм и правил производства на данном предприятии.

В состав агломерационной фабрики входит целый ряд цехов как основных, так и вспомогательных. К основным цехам относятся: спекальный цех (1), цехфильтрации (6), цех рудничной мелочи (7), цех шихты (10), цех перегрузки (11).

Современная агломерационная фабрика представляет собой сложный комплекс сооружений, машин и аппаратов. Ее важнейшими отделениями являются: отделение приемных бункеров, склад, шихтовые бункера, смесительное отделение, спекательный корпус, отделение охлаждения и сортировки агламерата.

Агломерационные фабрики получают сырье с рудников в железнодорожных вагонах МПС. Для разгрузки сырья предусмотрены вагоноопрокидыватели, которые позволяют разгрузить руду непосредственно из вагонов под опрокидыватель в приемные бункера фабрики. Далее через затвор бункера выгруженное сырье перегружается на транспортеры агломерационной фабрики.

Для коксовой мелочи, окалины и пыли предусматривается отдельная группа приемных бункеров, где разгрузку ведут вручную или с использованием саморазгружающихся вагонов. Бункера располагают непосредственно под железнодорожными путями. Сверху над бункерами устанавливают решетки с квадратными ячейками 200*200 мм, эти решетки представляют собой рельсы, сваренные в местах пересечения. Решетки не допускают попадания в бункера слишком больших глыб и обеспечивают безопасность работы. Из приемных бункеров по ленточным конвейерам сырье постепенно выдается на сырьевой склад.

Склад компонентов шихты сооружается для создания запаса сырья и усреднения состава поступающих материалов. Чаще всего на агломерационных фабриках склады открытые, обслуживаемые разгрузочными эстакадами и экскаваторами. Над складом на опорных колоннах проходит галерея с ленточным конвейером. Внутри галереи по всей длине движется сбрасывающая тележка, ссыпающая руду с конвейера на две стороны. Штабеля руды формируются при непрерывно перемещающейся сбрасывающей тележке. Это позволяет рассыпать вновь прибывшую руду не на одном месте, а по всей поверхности штабеля. Основной принцип усреднения на складе - это, многочисленный штабель после укладки загружается для дальнейшей обработки экскаватором с торцов, вразрез штабеля, с таким расчетом, чтобы в один ковш попала руда со всех слоев.

Усредненная руда и другие компоненты ленточными конвейерами транспортируются в шихтовое отделение фабрики. Если компоненты агломерационной шихты поступили на фабрику в виде кусков больших размеров, то их необходимо измельчить в цехе - рудничной мелочи, где установлены четырехвалковые дробилки: для дробления крупного известняка и коксовой мелочи.

После усреднения и измельчения компоненты шихты ленточными конвейерами транспортируются в бункера шихтового отделения. В бункерах шихтового отделения ведется дозировка компонентов по заранее рассчитанным соотношениям. Высокое качество дозировки шихты создает условия для ровной производительной работы всей агломерационной фабрики; поэтому принимаются специальные меры для повышения точности работы дозаторов шихтового отделения.

Вдоль бункеров шихтового отделения расположены ленточные конвейеры шихты. В каждый момент из многих бункеров одновременно в нужной пропорции на сборные конвейеры поступает поток компонентов шихты. Первым на транспортер укладывается руда, затем концентрат, пыль, коксовая мелочь. На выходе с шихтового отделения сборный транспортер несет на себе готовую сухую шихту, которую перед началом спекания еще необходимо смешать, увлажнить и окомковать.

Смешение шихты осуществляется в барабанных смесителях. В одном смесителе смешивается сухая или слегка увлажненная шихта, к которой добавляют горячий возврат, а в другой дают необходимое количество воды. Кроме смешения, здесь идет также и окомкование шихты.

Окомкование шихты необходимо, чтобы повысить газонепроницаемость шихты до возможного предела и обеспечить максимальную вертикальную скорость спекания.

Тщательно перемешанная увлажненная и окомкованная шихта укладывается на агломерационную ленту. Зажигание шихты производится немедленно после укладки ее на агломашину и выравнивание слоя шихты.

Агломерат сходит с ленты при средней температуре пирога 500 - 600^о С. Затем агломерат необходимо охладить - применяют охладители, позволяющие за короткий срок снизить температуру агломерата.

Готовый агломерат падает с ленты большими блоками, затем пирог агломерата долбят в одиовалковой дробилке.

После дробления от агломерата отделяется возврат (< 5 мм) - эту операцию проводят на грохотах различных типов. Готовый агломерат загружают в железнодорожные вагоны и переплавляют для дальнейшей переработки на соответствующую фабрику.

К вспомогательным цехам относятся: котельная (2), материальный склад (3), насосная №1 и №2 (9, 12), энергоцех (13), термический цех (8), гараж (14), которые выполняют функции технического обслуживания основного производства. На территории агломерационной фабрики имеется административный корпус (4) и лаборатория (5).

1.2 Характеристика ЭП и потребителей в целом

Систематизацию потребителей электроэнергии и их нагрузок достаточно осуществить по следующим эксплуатационно - техническим признакам: по мощности, напряжению, частоте, роду тока, требуемой степени надежности питания, а также по стабильности расположения оборудования и электромагнитной совместимости потребителей с сетью, по режимам работы.

Агломерационная фабрика состоит из 14 цехов общей мощностью Р_р = 11 111,6 кВт. Основную часть ЭП составляют низковольтные потребители, питающиеся от сети трехфазного переменного тока напряжением 380/220 В, примышленной частоты 50 Гц. Номинальная мощность таких ЭП завода находится в пределах от 1 кВт до 120 кВт - это потребители малой и средней мощности. Для питания осветительной нагрузки применяется однофазный переменный ток напряжением 220 В и частотой 50 Гц.

Отдельную категорию электроприемников завода составляют СД - 10 кВ, N_cд = 10 шт., мощностью Р_н = 800 квт (одного СД) и 8000 кВ. (10 СД) - это ЭП спекального цеха (1) и насосных №1 и №2 (9,12).

Анализ режимов работы потребителей электроэнергии агломерационной фабрики показывает, что в продолжительном режиме работает большинство электродвигателей, обслуживающих основные технологические агрегаты и механизмы. Длительно без отключения работают электроприводы вентиляторов, насосов. В повторно - кратковременном режиме работают электродвигатели конвейеров, транспортеров, мостовых кранов.

Расположение производственных агрегатов и механизмов стационарное (барабанные смесители, дробилки, грохоты, барабанный окомкователь, агломерационные машины и т.д.), т.к. они связаны трубопроводами, транспортерами, ленточными конвейерами, необходимыми для проведения нормального производственного процесса.

Все электроприемники фабрики относятся к третьей категории совместимости с сетью, т.е. электроприемников электроэнергии несовместимых с сетью на агломерационной фабрике нет.

Требуемая степень надежности питания и характеристики производственной среды цехов представлены в таблице 1.1.

К 1 - ой категории надежности на фабрике относятся: котельная (2), насосная №1 (9) и насосная №2 (12).

I категория: Р_н = 2010 кВт; II категория: Р_н = 8057 кВт; III категория: Р_н = 250 кВт.

В цехе №1, 9, 12 установлены СД Р_н = 800 кВт спекальный цех (1): 4 СД Р_н = 800 кВт типа: СТД - 800 - 23УХЛ4 Р_н = 800 кВт; U_н = 10 кВ; n = 30 000 об/ мин S_н = 935 кВА, з = 96%, I_п /I_н =5,58; М_л./М_н = 2,01; М_мах/М_н = 2,01; (3)

насосная №1 (9) 4 СД той же мощностью и таво жн типа;

насосная №2 (12) 2 СД той же мощностью и того же типа.

В целом агломерационная фабрика относится ко 2 - ой категории надежности. По степени загрязнения - в целом производственная среда нормальная.

1.3 Анализ электроснабжения аналогичных предприятий

Электроснабжение аналогичных горнорудных предприятий средней мощности может быть осуществлено от ПС энергосистемы с применением глубокого ввода по радиальной схеме на напряжение 35 или 110 кВ. Для приема и распределения электроэнергии сооружается ГПП с напряжением 10 кВ по НН, которая располагается как можно ближе к центру электрических нагрузок или смещается к источнику питания. \11\ \17\

Из условия резерва применяется двухтрансформаторная ГПП, с расположением трансформаторов на открытой части. \11\

Работа трансформаторов на ГПП почти всегда является раздельной, это упрощает релейную защиту и уменьшает токи к.з. в сети вторичного напряжения. /16/

Распределение электроэнергии по фабрике осуществляется радиальными и магистральными схемами. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания, но они требуют больших затрат на проводку кабелей и проводов, и на установку распределительных щитов. Магистральные схемы находят наибольшее применение при равномерном распределении нагрузки по площади фабрики, они удешевляют и упрощают распределительную сеть, но к недостаткам магистральных сетей следует отнести недостаточную надежность электроснабжения. Учитывая особенности радиальных и магистральных схем, обычно применяют смешанные схемы. Выше изложенное относится как к распределительным сетям цеха, так и к внутризаводским.\11, 17,2\

Цеховые КТП встраиваются в цеха, трансформаторы в них - сухие, по условию пожарной безопасности. Сеть 10 кВ внутреннего электроснабжения выполняется силовыми кабелями, расположенными в кабельных траншеях.

Электродвигатели и другие электрические аппараты, искрящие по условиям работы, в пожароопасных помещениях класса П - IIа, П - Iа должны иметь закрытое или открытое обдуваемое исполнение. В пожароопасных помещениях, как правило, применяются защищенные виды электропроводки. Соединительные и ответвительные коробки должны иметь пыленепроницаемое исполнение. \10, 9\

Главной проблемой при проектировании является создание рациональной системы электроснабжения. Созданию таких систем способствует следующее:

1. Выбор и применение рационального числа трансформаций напряжений.

2. Выбор и применение рациональных напряжений.

3. Правильный выбор места размещения цеховых и главных распределительных подстанций.

4. Дальнейшее совершенствование методики определения электрических нагрузок.

5. Рациональный выбор числа и мощности трансформатора.

6. Применение новых технических решений.

Задачи дипломного проекта: расчет электрических нагрузок, внутреннего ЭС, КРМ и внешнего ЭС, проектирование молниезащиты и заземления, выбор средств релейной защиты и автоматики, выбор средств защиты от перенапряжений.

Таблица 1.1 Характеристика цехов завода по категорийности и окружающей среде

№пп	Наименование цеха	Категория по ПУЭ	Категория по пожарной безопасности	Производственная среда
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14	Спекалный цех Котельная Материальный склад Административный корпус Лаборатория Цех фильтрации Цех рудничной мелочи Термический цех Насосная №1 Цех шихты Цех перегрузки Насосная №2 Энергоцех гараж	II I III III II II II II I II II I II III	П - IIа Нормальная Нормальная Нормальная Нормальная Нормальная Нормальная Нормальная Нормальная Нормальная Нормальная Нормальная Нормальная П - Iа	Жаркая Жаркая Нормальная Нормальная Нормальная Нормальная Пыльная Жаркая Влажная Нормальная Нормальная Влажная Нормальная Нормальная

2. Расчет электрических нагрузок

2.1 Расчет силовой нагрузки

Первым этапом проектирования системы ЭС является определение электрических нагрузок.

Правильное определение электрических нагрузок это основа для рационального выбора мощностей всего электроснабжения для современного промышленного предприятия.

Завышенные нагрузки вызывают излишние капитальные затраты и недоиспользование дефицитного и дорогостоящего электрооборудования, проводниковых материалов. Занижение электрических нагрузок может привести к более раннему выходу из строя технологического оборудования, рассчитанного на более низкие нагрузки, чем есть на самом деле.

Главное, конечно же, от правильности оценки нагрузок зависит капитальные затраты на систему ЭС, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.

Расчет нагрузок проводится согласно действующим РТМ - 92, методом коэффициента использования и расчетного коэффициента.

Рассмотрим расчет спекального цеха (ЭП №1):

Нагрузка 0,4 кВ.

Исходные данные:

Количество ЭП: п = 150 шт.

Номинальная мощность Р_н:

одного ЭП: 10 - 80 кВт.

Суммарная: 2100 кВт.

Коэффициент использования: К_u=0,5 /2/

Коэффициент реактивной мощности: cos ц=0,7 /2/

Расчетные данные:

К_u*Р_н=0,5*2100=1050 кВт

К_u*Р_н*tg ц=0,5*2100*1,02= 1071,2 кВАр

Коэффициент расчетной нагрузки К_р=1, т.к. основное технологическое оборудование цеха в основном имеют практически постоянный график нагрузки и создают постоянную тепловую нагрузку на шинах ГПП комбината.

Рассчитываем мощности:

Активная - Р_р= К_u *К_р *Р_н=1050 кВт;

Реактивная - Q_p= К_u *Р_н *tg ц=1071,2 кВАр;

Полная - S_p=vР_р² + Q_p² =1500 кВА.

Находим расчетный ток:

I_p= S_p/v3*U_н=2290 А.

Рассмотрим пример расчета нагрузки 10 кВ:

Наименования ЭП: насосная №1 (ЭП №9)

Количество установленных ЭП: п = 4 шт. (4 СД)

Номинальная мощность Р_н:

одного ЭП: 800 кВт;

Суммарная: 3200 кВт;

Коэффициент использования: К_u=0,75 /2/

Коэффициент реактивной мощности: cos ц=0,89 /2/

Расчетные данные:

К_u*Р_н=0,75*3200=2400 кВт

К_u*Р_н*tg ц=0,75*3200*0,5= 1229 кВАр

Коэффициент расчетной нагрузки К_р=1.

Рассчитываем мощности:

Активная - Р_р= К_u *К_р *УР_н=2040 кВт;

Реактивная - Q_p= К_u *Р_н *tg ц=0,75 *3200*0,5= 1229 кВАр;

Полная - S_p=vР_р² + Q_p² =2696 кВА.

Определение расчетного тока:

I_p= S_p/v3*U_вн= 2696/v3*10= 155,6 А.

Для остальных цехов расчет аналогичен, результаты сводятся в таблицу 2.1, 2.1.1

Таблица 2.1 Расчет электрических нагрузок

Исходные данные	Расч. велич	Расч. мощность	Расч. ток
По заданию технолога	По справочнику	Кu*Рн	Кu *Рн *tg ц	Актив-ная Рр= Кu*Кр *УР	Реак- тивная №10 Qp=1.1 *Кu *Рн *tg ц; N >10 Qp= *Кu *Рн *tg ц	Полная Sp= ±vРр2+Qp2	Ip= Sp/v3*Uн
Наимен. ЭП	Кол. ЭП п	Номинальная мощность	Коэф. использ. Кu	Коэф реак мощ. Cos ц / tg ц
		Одного ЭП рн	Общая мощ. Рн=прн
Спекаль Котельн Склад АБК Лаборатор Цех фил Руд. Мел Термич Насос 1 Шихта Перегру Насос 2 Энергоц Гараж	150 30 10 20 30 30 75 48 10 50 40 4 20 10	80 80 20 10 20 20 40 50 30 50 120 20 40 20	2100 580 100 80 250 1500 1100 887 150 1200 1900 80 320 70	0,50 0,75 0,30 0,40 0,40 0,55 0,40 0,65 0,60 0,40 0,35 0,35 0,30 0,30	0,70 0,60 0,50 0,76 0,76 0,70 0,65 0,75 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65	1050 435 30 32 100 825 440 576 90 480 665 28 96 21	1071,2 580 51,9 27,3 85,5 841,6 514,4 508,4 105,2 561,1 777,4 32,7 112,2 24,5	1050 435 30 32 100 825 440 576 90 480 665 28 96 21	1071,2 580 57,1 27,3 85,5 841,6 514,4 508,4 115,7 561,1 777,4 36 112,2 27	1500 725 60 42,1 131,5 1178,5 678,9 768,7 138,4 738,4 1023 43 147,6 32,3	2279 1101 91 63 199 1790 1028 1167 210 1121 1554 65 224 49
Итого								4868,5	5314,9	7205,4

Таблица 2.1.1 Расчет электрических нагрузок

Исходные данные	Расч. велич	Расч. мощность	Расч. ток
По заданию технолога	По справочнику	Кu*Рн	Кu *Рн *tg ц	Актив-ная Рр= Кu*Кр *УР	Реак- тивная №10 Qp=1.1 *Кu *Рн *tg ц; N >10 Qp= *Кu *Рн *tg ц	Полная Sp= ±vРр2+Qp2	Ip= Sp/v3*Uн
Наимен. ЭП	Кол. ЭП п	Номинальная мощность	Коэф. использ. Кu	Коэф реак мощ. Cos ц / tg ц
		Одного ЭП рн	общая мощ. Рн=прн
Спекаль Насос 1 Насос 2	4 4 2	800 800 800	3200 3200 1600	0,75 0,75 0,75	0,89 0,89 0,89	2400 2400 1200	1229 1229 614	2400 2400 1200	1229 1229 614	2696 2696 1348	155,6 155,6 77,8
Итого								6000	3072	6740

2.2 Расчет осветительной нагрузки

Расчет осветительной нагрузки агломерационной фабрики металлургического комбината проводится согласно СНИП 355 -77 методом коэффициента спроса осветительной нагрузки.

Расчет осветительной нагрузки спекального цеха (№1)

По плану определяем площадь цеха F=2896 м². Коэффициента спроса осветительной нагрузки к_со=0,9 /2/;

Удельная осветительная нагрузка Р_уо=14,3 Вт/м² /2/.

Находим активную установленную мощность светильников:

Р_но= Р_уо *F*10^-3 =14,3*2896*10^-3= 41,1 кВт.

Расчетная осветительная мощность:

Р_ро= к_со *Р_но=0,9*41,4=37,2 кВт.

Суммарная активная нагрузка:

Р_рУ= Р_ро +Р_р= 1050+37,2= 1087,2 кВт.

Расчетная реактивная осветительная нагрузка:

Q_ро= Р_ро*arccos 0,95=37,2*0,318=11,8 кВАр.

Суммарная реактивная нагрузка:

Q_рУ= Q_ро +Q_р = 11,8+1071,2=1083,4 кВАр.

Для остальных цехов расчет аналогичен, все расчетные данные сведены в таблицу 2.2

Таблица 2.2 Расчет осветительной нагрузки

Исходные данные	Расчетные величины
По зад. технолога	По справ. дан	Установ. мощность свет-ков Рно= Руо *F*10-3 кВт	Расчет. осв Нагрузка Рро= ксо *Рно кВт	Суммарн. активная нагрузка РрУ= Рр+ Рро	Суммарн. реак-ная нагрузка QрУ= Qро +Qр кВАр	Полная мощ. наг-ка Sр = РрУ+ QрУ кВАр
Наимено- вание участка	Площадь Цеха, F, м2	Ксо	Удел. осв. Нагрузки Руо, Вт/м2
Спекаль Котельн Склад АБК Лаборатор Цех фил Руд. Мел Термичес Насос 1 ШИХТА ПЕРЕГРУ Насос 2 ЭНЕРГОЦ Гараж	2896 1428 2288 1266 931 2278 2035 729 395 1792 506 526 1205 496	0,90 0,80 0,80 0,90 0,85 0,90 0,95 0,90 0,80 0,95 0,95 0,80 0,90 0,90	14,3 13,5 13,5 19,5 19,5 14,3 14,3 14,3 9,1 14,3 14,3 9,1 14,3 19,5	41,4 19,2 30,8 24,6 18,1 32,5 19,1 10,4 3,5 25,6 7,2 4,7 17,2 9,6	37,2 15,4 24,7 22,2 15,4 29,3 27,6 9,3 2,8 24,3 6,8 3,8 15,5 8,7	1087,2 450,4 54,7 54,2 115,4 854,3 467,6 585,9 92,8 504,3 671,8 31,8 111,5 29,7	1083,4 585 60 34,6 90,5 851,3 523,5 511,5 106,1 569,1 779,7 33,9 117,3 27,4	1534,9 738,3 81,2 64,3 146,7 1206 701 777,8 141 760,4 1029,2 46,5 161,8 40,4
Итого					243	5111,6	5373,3	7430,4

2.3 Определение условного центра электрических нагрузок

Центр электрических нагрузок находят для определения оптимального места расположения ГПП. ЦЭН находят по картограмме нагрузок с помощью метода центра тяжести плоских фигур.

Определение распределения нагрузок для спекального цеха (ЭП №1)

Силовая расчетная нагрузка: Р_рУ= 1087,2 кВт;

Расчетная осветительная нагрузка: Р_ро=37,2 кВт

Принимаем для дальнейших расчетов масштаб: m=1 кВт/мм².

Радиус окружности:

r=vР_р/р*m =v107,2 / 3,14 = 19 мм;

Определение доли осветительной нагрузки:

б= (Р_ро /Р_р)*360^о=37,2 / 1087,2 *360^о = 12^о

Для нагрузки 10 кВ масштаб тот же: m=1 кВт/мм².

По генплану завода определяем геометрические координаты центра площади здания спекального цеха:

х₁=199 м, у₁=91 м.

Находим электрический момент нагрузки по осям X и Y:

X₁* Р_р1= 199*1087,2= 216352,8 кВт*м;

Y₁* Р_р1= 91*1087,2= 98935,2 кВТ*м;

Для остальных цехов расчет аналогичен, все расчетные данные сведены в таблицу 2.3.

Определение координат ЦЭН:

X_цэн= ? Р_рр * X_Я / ? Р_рр =1900083,6 / 11111,6=171 м;

Y_цэн=? Р_рр * Y_Я / ? Р_рр =533356,8 / 11111,6 = 48 м.

Координаты ЦЭН (171; 48);

Центр электрических нагрузок попал на территорию завода между основными цехами, поэтому ГПП устанавливаем ближе к месту ввода электрической энергии.

Таблица 2.3. Картограмма нагрузок

Название цеха	Smax кВАр	Росв кВт	R мм	А град	XЯ м	YЯ м
Спекаль Котельн Склад АБК Лаборатор Цех фил Руд. Мел Термич Насос 1 Шихта Перегру Насос 2 Энергоц Гараж	4184 738 81 64 146 1206 701 777 2828 760 1029 1392 161 40	37,2 15,4 24,7 22,2 15,4 29,3 27,6 9,3 2 24,3 6,8 3,8 15,5 8,7	36 15 5 4 6 19 14 15 30 15 18 21 7 3	3 7 109 124 37 8 14 4 0 11 2 0 34 77	199 105 53 12 22 78 135 235 238 183 149 111 39 9	91 100 94 93 51 42 50 31 11 23 24 16 23 23
Итого	14170,4	243
Координата Х центра электрических нагрузок 171
Координата Y центра электрических нагрузок 48

3. Расчет внутреннего электроснабжения

3.1 Выбор цеховых КТП и КУ

Выбор числа, типа и мощности КТП производится по действующим РТМ 36.18.32.6 - 92.

Число, тип и мощность КТП зависят от особенностей производства и нагрузки 0,4 кВ. Количество трансформаторов на КТП зависит от категорийности электроприемников.

Почти все электроприемники фабрики относятся ко 2 - ой категории надежности, для них КТП выполняются двухтрансформаторными (согласно ПУЭ), встроенными в цех, что значительно снижает затраты на строительство и кабельный материал. В целях пожарной безопасности трансформатора на КТП выбираем сухими, т.к. они более просты в обращении и взрыбезопасны. /9/

На предприятии обычно используются питание нескольких цехов от одной КТП, т.е. цеха объединяются в группы и каждая группа получает электроэнергию от своей подстанции. Такое построение схемы электроснабжения по сравнению и использованием отдельной подстанции для каждого цеха обеспечивает значительное сокращение числа высоковольтных кабелей, снижение расходов на ремонт КТП, капитальные затраты на электрооборудование.

За счет применения ККУ (БНК) на стороне 0,4 кВ можно снизить количество и мощность трансформаторов.

Выбор КТП и ККУ на строне 0,4 кВ приведены в таблице 3.1.

Р_рн=Р_р+Р_ро=1087,2 кВт;

Q_рн= Q_р +Q_ра =1083,4 кВАр;

S_рн=1534,9 кВА;

F = 2896 м².

Мощность трансформатора выбирается с учетом относительной нагрузки и расчетной нагрузки цехов:

S_уд= S_рн / F=0,5 кВА/м².

Единичная установленная мощность трансформатора:

S_нт=f(S_уд)=630 кВа.

Коэффициент загрузки трансформатора в=0,9 - спекальный цех относится ко второй категории надежности.

Находим количество трансформаторов в цехе:

N_тр= Р_рн / в* S_нт=1087,2 / 0,9*630=1,92 шт.;

Значит, в спекальном цехе устанавливаем двухтрансформаторную КТП мощностью 2*630 кВА.

Определим реактивную мощность, пропускаемую через трансформатор; для этого находим в_ф:

в_ф=Р_рн / N_т * S_нт= 1087,2 / 2*630= 0,86, отсюда

Q_т=v (1,1* в_ф* S_нт* N_т)² - Р_рн²=v (1,1*0,86*630*2)² - 1087,2 = 488,64 кВАр.

Определим мощность ККУ:

Q_{нк 1}= Q_pн - Q_т=1083,4 - 488,64=594,76 кВАр;

Применяем ККУ типа УКЛН - 2 - 0,38 - 300 - 150 УЗ /табл. 10.22/ 3/

Результаты сведены в таблицу 3.1

Таблица 3.1 Выбор числа, типа и мощности КТП

Исходные данные	Расчетные величины
№ цехов по плану	QрнУ, кВАр	Площадь цеха м2	вт	РрнУ = Рро+Рр кВт	Sрн кВА	Sуд= Sрн / F кВА/м2	Sнт кВА	Nт=РрнУ / в* Sнт шт.	Nт ф шт.	вф= Рр У /Nтф*Sнт
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14	1083,4 585 60 34,6 90,5 851,3 523,5 511,5 106,1 569,1 779,7 33,9 117,3 27,4	2896 1428 2288 1266 931 2278 2035 729 395 1792 506 526 1205 496	0,9 0,7 1 1 0,9 0,9 0,9 0,9 0,7 0,7 0,9 0,7 0,9 1	1087,2 450,4 54,7 54,2 115,4 854,3 467,6 585,9 92,8 504,3 671,8 31,8 111,5 29,7	1534,9 738,3 81,2 64,3 146,7 1206 701,9 777,8 141 760,4 1029,2 46,5 161,8 40,4	0,53 0,52 0,04 0,05 0,16 0,53 0,34 1,07 0,36 0,42 2,03 0,09 0,13 0,08	630 630 630 630 630 630 630 1000 630 630 1000 630 630 630	1,92 1,02 0,1 0,1 0,2 1,5 0,8 0,65 0,21 1,14 0,75 0,1 0,2 0,05	2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2	КТП №1 2*630 (1) вф=1087,2/2*630= =0,8
										КТП №1 2*630 (6,13,14,5,4,3,2) вф=1115,4/2*630= =0,89
										КТП №3 2*1000 (736311,12,19) вф=1785,5/2*1000= =0,89
										КТП №4 2*630 (8,9,10) вф=1123/2*1000= =0,89

3.2 Выбор числа и мощности БНК

Рассмотрим выбор числа и мощности БНК на примере КТП №1.

Место установки КТП №1 - спекальный цех (1)

Количество установленных трансформаторов и их мощности - 2*630 кВА

Суммарная активная нагрузка Р_{р У} = 1087,2 кВт

Суммарная реактивная нагрузка Q_{р У} = 1083,4 кВАр.

Находим реактивную мощность пропускаемую трансформатором:

Q_т=v (1,1* в_ф* S_нт* N_т)² - Р_{р У} ²=v (1,1*0,86*630*2)² - 1087,2 = 488,64 кВАр.

Определяем мощность ККУ:

Q_{нк 1}= Q_{pн У} - Q_т=1083,4 - 488,64=594,76 кВАр;

На КТП №1 устанавливаем ККУ типа:

УКЛН - 2 - 0,38 - 300 - 150 УЗ /табл. 10.22/ 3/

Для остальных КТП выбор числа и мощности ККУ производится аналогично, результаты заносятся в таблицу 3.2

Таблица 3.2 Выбор числа и мощности БНК

Исходные данные	Расчетные данные
№ цехов, где устан- ны КТП	№КТП, число и мощ- ности устано- ных тран-ов	№ цехов подключ к КТП	Суммарная акт-ая наг-ка электро-ников подключ к КТП Рр нУ, кВт	Суммарная реак-ная наг-ка электро-ников подключ к КТП Qр нУ, кВт	Qт кВАр	Qнк 1 кВАр	Тип ККУ Qнк ф, кВАр
1	КТП №1 2*630	1	1087,2	1083,4	488,64	597,76	УКЛН-2-0,38 -300-150 УЗ
6	КТП №2 2*630	6,13,14,5, 4,3,2	1115,9	1109,8	525,7	584,1	УКЛН-2-0,38 -300-150 УЗ
7	КТП №3 2*1000	7,6,11,12, 10	1785,5	1937,1	803,6	1133,5	УКЛН-2-0,38 -600-150 УЗ
10	КТП №4 2*630	8,9,10	1123	1100,7	510,4	590,3	УКЛН-2-0,38 -300-150 УЗ

3.3 Технико-экономическое обоснование выбора внутренней схемы электроснабжения

Внутризаводское распределение электроэнергии осуществляется радиальными и магистральными схемами. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания, но они имеют повышенный расход проводниковых материалов и распределительных щитов. Магистральные схемы находят наибольшее применение при равномерном распределении нагрузок по площади фабрики, они удешевляют и упрощают распределительную сеть, но к недостаткам магистральных сетей следует отнести недостаточную надежность питания. Учитывая особенности радиальных и магистральных схем, обычно применяют смешанные схемы. /17,2/

Выбор той или иной схемы зависит от территориального размещения нагрузок, их величины, требуемой степени надежности питания и других характерных особенностей проектируемого объекта. /17,2/

Выбор схемы осуществляется в результате технико - экономического обоснования альтернативных вариантов, т.е. кроме технических преимуществ учитываются также и экономические преимущества и выбирается вариант схемы с явным экономическим перевесом. /8/

Для обоснования выбора более экономической схемы внутреннего электроснабжения рассмотрим два варианта распределительных сетей, применимых для данной агломерационной фабрики: радиальную и смешанную. Сравним их экономичность по величине приведенных затрат

З = Е_н *К_об +U_ам +U_э +U_пот = min, руб./год;

где Е_н - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений 1/год;

К_об - капитальные затраты на оборудование, руб.;

U_ам - амортизационные отчисления, руб./год;

U_э - эксплуатационные отчисления, руб./год;

U_пот - затраты на возмещения потерь, руб./год;

Составим схему смешанного электроснабжения (рис 3.3.1).

Данные линий для выбранных вариантов:

Смешанный вариант:

Линия 1 ГПП - КТП 1 - 84 м

Линия 2 КТП 1 - КТП 3 - 72 м

Линия 3 КТП 4 - КТП 2 - 172 м

Линия 4 ГПП - КТП 4 - 80 м

Линия 5-14 ГПП - СД

Радиальный вариант:

Линия 1 ГПП - КТП 1 - 84 м

Линия 2 ГПП - КТП 2 - 216 м

Линия 3 ГПП - КТП 3 - 96 м

Линия 4 ГПП - КТП 4 - 80 м

Линия 5-14 ГПП - СД

Найдем сечение линий по экономической плотности тока.

Смешанный вариант:

Линия 1 ГПП - КТП 1

/выбираем для прокладки в траншее кабель марки ААШВУ/

S_л = 1630 кВА I_л = 1630/v3*10 = 94,11 А

(j_эк = 1,2 т.к. Т_м =6000 ч)

F_эк = 94,11/1,2 = 78,4 мм²

F_ст = 95 мм²

R_о = 0,34 Ом/км С_уд = 90,2 тыс. руб./км.

Линия 2 КТП 1 - КТП 3

S_л = 1000 кВА I_л = 1000/v3*10 = 57,7 А

F_эк = 57,7/1,2 = 48,1 мм²

F_ст = 50 мм²

R_о = 0,63 Ом/км С_уд = 74 тыс. руб./км.

Линия 3 КТП 4 - КТП 2

S_л = 630 кВА I_л = 630/v3*10 = 36,4 А

F_эк = 57,7/1,2 = 30,3 мм²

F_ст = 50 мм²

R_о = 0,63 Ом/км С_уд = 74 тыс. руб./км.

Линия 4 ГПП - КТП 4

S_л = 1260 кВА I_л = 1260/v3*10 = 72,7 А

F_эк = 57,7/1,2 = 60,6 мм²

F_ст = 70 мм²

R_о = 0,45 Ом/км С_уд = 81 тыс. руб./км.

Линия 5-14 ГПП - СД

S_{ном СД} = 935 кВА S_л = 935 кВА

I_л = 935/v3*10 = 53,98 А

F_эк = 53,98/1,2 = 45 мм²

F_ст = 50 мм²

R_о = 0,63 Ом/км С_уд = 74 тыс. руб./км.

Составим радиальную схему электроснабжения (рис. 3.3.2)

Произведем расчет для радиальной схемы внутреннего электроснабжения.

Линия 1 ГПП - КТП 1

S_л = 630 кВА I_л =1630/v3*10 = 36,4 А

F_эк =36,4/1,2 = 30,3 мм²

F_ст = 50 мм²

R_о = 0,63 Ом/км С_уд = 74 тыс. руб./км.

Линия 2 ГПП - КТП 2

S_л = 630 кВА I_л =1630/v3*10 = 36,4 А

F_эк =36,4/1,2 = 30,3 мм²

F_ст = 50 мм²

R_о = 0,63 Ом/км С_уд = 74 тыс. руб./км.

Линия 3 ГПП - КТП 3

S_л = 1000 кВА I_л =1000/v3*10 = 57,7 А

F_эк =57,7/1,2 = 48,1 мм²

F_ст = 50 мм²

R_о = 0,63 Ом/км С_уд = 74 тыс. руб./км.

Линия 4 ГПП - КТП 4

S_л = 630 кВА I_л =1630/v3*10 = 36,4 А

F_эк =36,4/1,2 = 30,3 мм²

F_ст = 50 мм²

R_о = 0,63 Ом/км С_уд = 74 тыс. руб./км.

Линия 5 ГПП - СД

S_{ном СД} = 935 кВА S_л = 935 кВА

I_л = 935/v3*10 = 54 А

F_эк = 54/1,2 = 45 мм²

R_о = 0,63 Ом/км С_уд = 74 тыс. руб./км.

Покажем расчет приведенных затрат на примере линии №1 смешанного варианта внутреннего электроснабжения:

Линия №1 ГПП - КТП 1

Длина - 0,084 км, число кабелей - 2

I_р =94,11 А; F_эк =78,4 мм²; F_ст =95 мм²

Удельное сопротивление линии: R_о = 0,34 Ом/км /3, табл 7.2./

Удельная стоимость кабельной линии: С_уд = 90,2 тыс. руб./км /3, табл 10.5/

Капитальные затраты:

К_об=К_кл+К_яу;

где К_яу = С_яу*п_яу*К_уд, руб.; п_яу = 2

С_яу = 2,53 тыс. руб. - удельная стоимость первой ячейки /3, табл 10.34/

К_яу = 2,53*2*20 = 101,2 тыс. руб.;

К_кл = п_кл*С_уд*L, руб.;

Где п_кл - число кабельных линий, L - длина кабельных линий, км; С_уд - удельная стоимость 1 км кабельной линии;

К_кл = 2*90,2*0,084 = 15,154 тыс. руб.;

К_об = 15,154+101,2 = 116,354 тыс. руб.;

Амортизационные отчисления:

U_АМ = Р_АМ* К_об / 100 = руб./год;

где Р_АМ = Р_КР + Р_рен - сумма амортизационных отчислений, на капитальный ремонт и ренновацию, %: Рам_кл = 5% /табл. 12,8/

U_АМ = 5*116,354/100 = 5,818 тыс. руб./ год;

Эксплуатационные отчисления:

U_Э = Р_Э* К_об / 100 руб./год;

где Р_Э - норма отчислений на текущий ремонт и обслуживание, Рэ_кл =2%/табл. 12,8/

U_Э = 2*116,354/100 = 2,327 тыс. руб./ год;

Затраты на возмещение потерь в КЛ:

U_пот = ?Р_М * ф_max* Ц_э, руб./ год;

где ?Р_М - максимальная мощность потерь, кВ;

ф_max - время пользования максимума потерь, ч/год;

Ц_э - стоимость электроэнергии, руб./кВт*ч.

?Р_М =n*(3*с_о*L*I_М²*10^-3), кВт;

где n =2 - число кабелей в линии.

?Р_М =2*(3*0,34*0,084*(94,11)² *10^-3) = 1,518 кВт;

ф_max = (0,124 +(Т_м / 10000))^2, ч/год;

ф_max =(0,124+(6000 / 10000))² * 8760 = 4591,78 ч/год.

Ц_э= (а / Т_м)*к_у+в, руб./кВт*ч;

Ц_э =(2800/6000)*0,9+0,51 = 0,93 руб./кВт ч;

где а=2800 руб./кВт год, в=0,51 руб./кВт ч - ставки двухставочного тарифа;

к_у = 0,9 - коэффициент участия в максимуме энергосистемы.

U_пот = 1,518*4591,78*0,93 = 6,482 тыс. руб./ год.

Данные расчетов для каждого варианта схемы ЭС заносим в таблицу 3.3.

По результатам данных таблицы 3.3. посчитаем приведенные затраты по обоим вариантам схем электроснабжения:

З_рад = 0,3*1062,352+53,118+21,248+39,082=432,154 тыс. руб.;

З_смеш = 0,3*853,73+42,688+17,075+44,699= 360,581 тыс. руб.;

Приведенные затраты варианта смешанного на 17% получилось меньше, чем приведенные затраты варианта радиального электроснабжения, поэтому смешанный вариант принимаем как более рациональный.

После выбора варианта схемы распределительной сети агломерационной фабрики произведем окончательный расчет кабельных линий с учетом возможных перегрузок трансформаторов в 1,4 раза. Ход расчета и его результаты приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 Выбор сечения кабельных линий

Исходные данные

Расчетные величины

№ каб- ных линий

Назначение линии

Длина линии, км

Способ проклад км

Коэф. проклад км

Расчет. ток Iр, А

Расч. сечен кабель мм2

Длительно- допустим. ток

Принят. станд-ное сечение Fст, мм2

Сечение с учет термич стой-ти

Норм режим

Авар. режим

Норм режим

Авар. режим

1 2 3 4 5 6 7

ГПП-КТП1 КТП1-КТП3 КТП4-КТП2 ГПП-КТП4 ГПП-СД (4*800) ГПП-СД (4*800) ГПП-СД (2*800

0,168 0,144 0,344 0,16 0,448 0,224 0,424

Траншея Траншея Траншея Траншея Траншея Траншея Траншея

0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92

94,11 57,7 36,4 72,7 54 54 54

131,8 80,8 50,96 101,8 75,6 75,6 75,6

78,4 48,1 30,3 60,6 45 45 45

239,2 156,4 156,4 193,2 142,8 142,8 156,4

334,89 218,96 218,96 251,2 185,6 185,6 218,96

95 50 50 70 50 50 50

95 50 50 70 50 50 50

Пояснение к таблице 3.4.

В столбце 5 записывается коэффициент прокладки, при прокладке кабелей в траншее, он зависит от числа кабелей, проложенных в траншее и расстояния между ними. Принимаем расстояние между кабелями в траншее 200 мм, число кабелей в траншее п=2, коэффициент прокладки равен 0,92./3, табл. 7.17/

При числе кабелей в траншее п=4 - коэффициент прокладки равен 0,84. /3, табл7.17/

В столбцах 9, 10 производим проверку на возможность работы выбранного сечения кабеля при токах нормального и аварийного режима. Для этого в столбце 9 записывается длительно - допустимый ток, умноженный на коэффициент прокладки (ст. 5), для кабеля марки ААШВ /3, табл. 7.13/

При F_ст=50 мм² I_{ДЛ, Д} = 170 А

При F_ст=70 мм² I_{ДЛ, Д} = 210 А

При F_ст=95 мм² I_{ДЛ, Д} = 260 А

Для аварийного режима допускается некоторая перегрузка кабеля по сравнению с нормальным режимом и ток этого режима будет определяться как

I_{ДЛ, Д. авар. р.}=1,3*к_пр* I_{ДЛ, Д. нор. р.}, А

Прокладка кабелей в земле осуществляется на глубине 0,7-1 м по дну траншеи на подсыпке из песка, не содержащей камней, строительного мусора и шпака, и такой же засыпкой сверху. В одной траншее укладывается не более 4-6 кабелей. Между кабелями 10 кВ, расстояние должно быть не менее 100 мм (в данном случае 20 мм). От механических повреждений кабели защищают сверху кирпичом или железобетонными плитами. Пересечение кабелей с другими подземными сооружениями, с автомобильными дорогами выполняются в трубах, блоках и т.д. /9,17/

Вопросы обеспечения безопасности жизнедеятельности при эксплуатации кабельных линий. /10/

При работах на КЛ необходимо соблюдать следующие правила:

На рабочем месте, подлежащий ремонту кабель в траншее, следует определять сверкой их расположения с чертежами прокладки;

В тех случаях, когда нет уверенности в правильности определения подлежащего ремонту кабеля, применяется специальный кабелеискательный аппарат;

На кабельной линии, перед разрезанием кабеля или вскрытием кабельной муфты, необходимо проверить отсутствие напряжения с помощью специального приспособления, состоящего из изолирующей штанги и стальной иглы, приспособление должно обеспечивать прокол брони и оболочки до жил с замыканием их между собой и на землю - кабель у места прокола предварительно перекрывается экраном;

Прокалывать кабель следует в диэлектрических перчатках и, пользуясь предохранительными очками, стоять при этом следует на изолирующем основании сверху траншеи как можно дальшеот прокатываемого кабеля;

Сосуды с разогретой кабельной массой следует передавать только с земли или с подставки передавать из рук в руки запрещается. /10/

4. Электроснабжение цеха

4.1 Характеристика технологического процесса и электроприемников цеха

Расчет будем проводить на примере термического цеха. /8/

Рассматриваемый термический цех является звеном обработки готовой продукции в производственной системе. Он разделен на два участка: термическое отделение и заготовительно-прессовое отделение. Электроприемниками термического цеха являются электродвигатели металлообрабатывающих станков - прессы, голтовочные барабаны, механические ножницы и т.д.; также электроприемниками термического цеха являются - электропечи камерные, шахтные, печи сопротивления, электропечи поверхностной закалки и высокого частотного нагрева - это ЭП термического отделения. Все ЭП являются потребителями малой и средней мощности от 1 кВт до 50 кВт, питаются от сети трехфазного переменного тока с промышленной частотой 50 Гц, с напряжением 380 В. Почти все оборудование заготовительно-прессового отделения работает в повторно-кратковременном режиме, вентиляторы и электропечи работают в продолжительном режиме с постоянной нагрузкой.

Потребителями цеха относятся ко 2-ой категории надежности. Окружающая среда в цехе с повышенной температурой. Расположение ЭП стационарное, неравномерное. Питание электроприемников осуществляется по смешанной схеме ЭС проводами, проложенных в трубках.

4.2 Расчет силовой нагрузки

агломерационный трансформатор мощность электроснабжение

Расчет электрических нагрузок производим с использованием метода коэффициента использования и коэффициента расчета.

Питание электроприемников термического цеха осуществляется от 7 распределительных шкафов ШР-1 - ШР-2.

Расчет нагрузок покажем на примере ШР-1

Голтовочный барабан №1,2

n = 2

P_н =3 кВт (гр. 3 табл. 4.1)

P_{н ?} =6 кВ (гр. 4 табл. 4.1)

К_u*Р_н = 0,2*6=1,2 кВ (гр. 7 табл. 4.1)

К_u*Р_н*tg ц = 1,2*1,17=1,401 кВАр (гр. 8 табл. 4.1)

n* P_н² = 2*3² =18 кВт (гр. 9 табл. 4.1)

Для остальных групп электроприемников, получающих питание от ШР-1 производим аналогичные расчеты и результаты сводим в табл. 4.1.

Определим групповой коэффициент использования:

К_u= ?К_u*Р_н / ?Р_н=11,74 / 68=0,17.

Находим эффективное число ЭП:

N_э=(?Р_н)² / ? n* P_н²=68² / 1860=2,49.

Округляем N_э до ближайшего меньшего числа: N_э=2.

Находим по таблице расчетный коэффициент нагрузки: К_р=f(К_u, N_э)

К_р=3,95. /21, табл 2/

Определяем расчетную мощность:

Р_р= К_р*К_u*Р_н=3,95*11,74=46,37 кВт;

Т.к. N_э<10, то Q_р=1,1* К_u*Р_н*tg ц=15,11 кВАр;

S_р= vР_р² + Q_p²=v 46,37²+15,11² = 48,77 кВА.

Расчетный ток шкафа:

I_p=S_p/v3*0,4=48,77/v3*0,4 =70,38 А.

4.3 Разработка схемы 0,4 кВ и выбор элементов распределительной сети

Выбор оборудования проведем на примере ШР-1

Голтовочный барабан №1

Р_н =3 кВт

cos ц=0,65 К_u=0,2

I_р= Р_н/ v3*U_н*cos ц =3/ v3*0,4*0,65=6,67 А.

Выбор предохранителя производим по 2 условиям:

1) I_{ном пр}? I_р*к_п, где к_п=5 - кратность пуска для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

2) I_нпв? I_р * к_п / 2,5, где 2,5 - коэффициент пуска (пуск легкий)

I_{ном пред} ? 6,67*5 =33,35 А

I_нпв ? 33,35 / 2,5 =13,34 А

В соответствии с полученными токами выбираем предохранитель типа ПН-2-100/ 31,5 /3, табл. 6.4/

I _нпр =100 А

I_нпв = 31,5 А

I_{пр откл} = 100 кА

Проверка: 100 А >33,35 А

31,5 А >13,34 А

Условия выполняются.

Предохранители для других ЭП выбираем аналогично, результаты сводим в табл. 4.2.

Выбор проводов производим по 3 условиям:

1) I _{длит доп} ?I_p,

2) I_длит ?I_нпв*к_з; к_з=0,33 - коэффициент защиты

Для питания выбираем четырехжильный алюминиевый провод марки АПВ 4*2,5, для которого I_длит = 19 А /17, табл. 4.7/

Проверка:

1) по длительному току:

19 А > 6,67 А

2) по установке защитного аппарата:

19 А > 0,33*6,67 =2,2 А

3) по потерям напряжения

?U=(v3*?*I_p*(r_уд*cos ц+x_уд*sin ц) / U_н)%;

?U=(v3*6,67*100*5,5*10^-3*(0,117*0,65+0,0065*0,76)) / 380=0,001%? 5%

Длина провода берется по плану.

Провода для других электроприемников выбираем аналогично, результаты после проверки сводим в таблицу 4.2.

Выбор выключателя для ШР 1 - ШР 3, ШР 7:

Расчетный ток I_р = 262,88 А

Найдем пиковый ток:

I_пик = I_{пик нб.} + I_р - К_u* I _{н max},

где I_{пик нб} - номинальный ток самого мощного потребителя.

I _{н max} = Р_max / v3*U_н* cos ц = 50 / v3*0,4*0,95 = 75,99 А

I_{пик нб} = 5* I _{н max} =5*75,99 = 379,94 А

I_пик = 379,94+262,88 - 0,5*75,99 = 604,83 А

Ток срабатывания отсечки мгновенного расцепителя

I_{ср отс} ?1,25*I_пик =1,25*604,83 =756,03 А

Выбираем вводной выключатель типа:

ВА 52 - 37: I_ном = 400 А, I_{ср отс}=800 А /11, табл. 10.12/

Проверка:

I_н ? I_р; 400 А ? 262,88 А

I_{ср отс} ?1,25*I_пик; 800 А ? 756,03 А.

Выбор вводного выключателя для ШР -4:

I_р= 188,66 А

I_пик= I_{пик нб}+ I_р - К_u* I_{н max;}

I_{н max}=50 /v3*0,4*0,85 = 50/ 0,589= 84,89 А

I_{пик нб} =5* I_{н max} = 5*84,89=424,45 А

I_пик = 424,45+188,66 - 0,5*84,89 = 570,66 А.

Выбираем выключатель для ШР - 4 типа: ВА 52 - 37: I_ном = 400 А, I_{ср отс}=800 А /11, табл. 10.12/

Проверка:

I_н ? I_р; 400 А ? 188,66 А

I_{ср отс} ?1,25*I_пик=1,25*570,66=713,33 А; 800 А ? 713,33 А.

Выбор вводного выключателя для ШР -5:

I_р= 226,08 А

I_пик= (5*50/v3*0,4*0,65)+226,08 - 0,75*50/v3*0,4*0,65=698,34 А.

Выбираем выключатель для ШР - 5 типа ВА 52 - 37: I_ном = 400 А, I_{ср отс}=1000 А /11, табл. 10.12/

Проверка:

I_н ? I_р; 400 А ? 226,08 А

I_{ср отс} ?1,25*I_пик=1,25*698,34=872,93 А; 1000 А ? 872,93 А.

Выбор вводного выключателя для ШР -6:

I_р= 94,88 А

I_пик= (5*40/v3*0,4*0,65)+94,88 - 0,17*40/v3*0,4*0,65=524,18 А.

Выбираем выключатель для ШР - 6 типа ВА 52 - 33: I_ном = 160 А, I_{ср отс}=800 А /11, табл. 10.12/

Проверка:

I_н ? I_р; 160 А ? 94,88 А

I_{ср отс} ?1,25*I_пик=1,25*524,18=655,225 А; 800 А ? 655,225 А.

Выбор кабелей питающих ШР 1 - ШР 7, ШР 1 - ШР 3, ШР 7: I_р = 262,88 А

Выбираем кабель марки ААША (4*120);

I_{длит доп} = 270 А; r_уд = 0,26 мОм / м; х_уд = 0,06 мОм / м; cosц=0,95; sinц=0,31 /3, табл 7.10/

Потери напряжения в кабеле:

?U=(v3*262,88*100*40*10^-3*(0,26*0,95+0,06*0,31)) / 380=1,3%? 5%

Условия выполняются.

ШР 4: I_р=188,66 А;

Выбираем кабель марки ААША (4*70);

I_{длит доп} = 200 А; r_уд = 0,42 мОм / м; х_уд = 0,061 мОм / м; cosц=0,85; sinц=0,53 /3, табл 7.10/

Потери напряжения в кабеле:

?U=(v3*188,66*100*17*10^-3*(0,42*0,85+0,061*0,53)) / 380=0,57%? 5%

Условия выполняются.

ШР 5: I_р=226,08 А;

Выбираем кабель марки ААША (4*95);

I_{длит доп} = 240 А; r_уд = 0,31 мОм / м; х_уд = 0,06 мОм / м; cosц=0,95; sinц=0,31 /3, табл 7.10/

Потери напряжения в кабеле:

?U=(v3*262,08*100*36*10^-3*(0,31*0,95+0,06*0,31)) / 380=1,16%? 5%

Условия выполняются.

ШР 6: I_р=94,88 А;

Выбираем кабель марки ААША (4*25);

I_{длит доп} = 115 А; r_уд = 1,17 мОм / м; х_уд = 0,066 мОм / м; cosц=0,65; sinц=0,76 /3, табл 7.10/

Потери напряжения в кабеле:

?U=(v3*94,88*100*56*10^-3*(1,17*0,65+0,066*0,76)) / 380=2%? 5%

Условия выполняются.

4.4 Расчет токов короткого замыкания

Сопротивление системы:

Хс=U_ср²_нн /v3*I_отк*U_{ср ВН}=400²/v3*10*20*10⁶=0,46 мОм;

Активное сопротивление трансформаторов:

Rт=P_к* U_н²_ном / S²_ном= (7,3*0,38²/ 630²)*10⁶=2,656 мОм;

Индуктивное сопротивление трансформаторов:

Хт=(vU² _к - (100* P_к/ S_ном)²)* U_н²_ном / S ²_ном =(v5,5² - (100*7,3/630)²)*(0,38 / 630)*10⁴= = 12,33 мОм;

R_{к ав 1} = 1 мОм - сопротивление контактов выключателя;

R_{ав 1} = 0,25 мОм - активное сопротивление выключателя;

Х_{ав 1} = 0,1 мОм - индуктивное сопротивление выключателя;

Rта=0,03 мОм - активное сопротивление трансформатора тока;

Хта=0,02 мОм - индуктивное сопротивление трансформатора тока;

Rд1=15 мОм - сопротивление дуги в точке К -1;

R_{У К-1}=Rт+R_{к ав 1}+ R_{ав 1} +Rта+ Rд1 =2,656+1+0,25+0,03+15 =18,94 мОм;

X_{У К-1}=X_т+Xс+ Х_{ав 1} + Хта =0,46+12,33+0,1+0,02 =12,91 мОм;