Электроснабжение и оборудование промышленных предприятий

Размещено на http://www.allbest.ru/

6

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание 1.

Расчет электрических нагрузок определяется в соответствии с «Указаниями по определению электрических нагрузок в промышленных установках» по средней мощности и коэффициенту максимума К_м (метод упорядоченных диаграмм).

Исходными данными для расчета служит ведомость электроприемников (Э.П.) среднелистового стана, приведенных в табл. 1.

Расчету предшествует разделение Э.П. на характерные группы с одинаковыми (близкими по значению) параметрами:

1. По величине напряжения:

а) Высоковольтные с U=6кВ.

б) Низковольтные с U=1кВ.

2. По коэффициенту использования К_и (принимается из справочника [2] и коэффициенту мощности cos ц (табл. 1)

3. По характеру нагрузки: гр. А-с переменным графиком нагрузки; гр. Б-с постоянным графиком нагрузки.

Результаты расчетов электрических нагрузок сведены в табл. 2.

Таблица 1.Ведомость электроприемников среднелистового стана

Наименование групп электроприёмников	Кол-во	Рном	COS ц	ПВ%
1. Толкатели	3	125	0,82	60
2. Подводящий рольганг	38	11,5	0,86	80
3. Привод клети «трио» (в/в)	1	12500	0,95	100
4. Привод клети «дуо» (в/в)	1	16000	0,95	100
5. Манипуляторы	4	200	0,81	60
6. Подъёмные столы	2	320	0,84	100
7. Нажимные винты (в/в)	2	640	0,85	80
8. Цепной транспортёр	18	85	0,79	100
9. Эксгаустеры (в/в)	3	500	0,74	100
10. Краны посада	3	250	0,69	40
11. Маслонасосы	18	22,5	0,85	100
12. Сварочные агрегаты	3	85	0,91	100
13. Насосы охлаждения	8	32,5	0,87	100
14. Перевалочное устройство	1	32	0,71	25
15. Заслонки печей	3	22	0,73	40
16. Краны ремонтные	2	37	0,85	40
17. Вентиляторы пролёта	6	11,5	0,78	100

Порядок заполнения таблицы 2.

Графа1. Все в/в приемники объединены в гр. Б. н/в приемники подразделяются на гр. А и гр. Б.

Графа4. Мощность Э.П. работающих в повторно-кратковременном режиме с ПВ<1 пересчитывается на ПВ=1 по формуле: Р_н=Р_пасп,где ПВ - в отн. единицах. Например: Заслонки печей: ПВ=40% или ПВ=0,4 отн. ед. Р_пасп=3*22=66 кВт; Р_н=66=41,7 кВт и т.д.

Графа5. Значения К_и принимаются из справочника [3, табл. 2.11]

Графа 6. Значения tg ц принимается по значениям cos ц по таблицам Брадиса[4].

Например: Насосы охлаждения: cos ц=0,87; tg ц=0,57 и т.д.

Графа 7, 8. Для группы приемников электрической энергии одного режима работы средние активная и реактивная нагрузки за наиболее нагруженную смену определяются по формулам:

Р_см=К_n

Q_см=Р_см

электрический трансформатор нагрузка

где К_n-коэффициент использования активной мощности группы ПЭ [2]

Р_н-номинальная (установленная) мощность группы Э.П., кВт.

tgц - коэффициент реактивной мощности группы ЭП, соответствующий средневзвешенному значению коэффициента мощности.

Например: Привод клети «трио»:

Р_см=0,4*12500=5000 кВт

Q_см=5000*0,33=1650 кВар и т.д.

Графа 9. Расчет n_э-эффективное число электроприемников группы различных по номинальной мощности и режиму работы понимают число однородных по режиму работы Э.П. одинаковой мощности, которое обуславливает ту же расчетную нагрузку, что и данная рассматриваемая группа различных Э.П. [5].

Величина n_э может быть определена по упрощенной формуле [1]

n_э=,

где Р_нmax-номинальная активная мощность наибольшего приемника группы А

n_э=

Графа 10. Величина коэффициента максимума К_m находятся по кривым

К_m=f(К_n, n_э) [2] в зависимости от величины средневзвешенного значения коэффициента использования К_n.ср. и n_э.

Для группы А 6 кВ (табл. 2)

К_n.ср=

Из кривых [2] К_m=1.87

График зависимости К_m=f(К_n, n_э) [3]

Графа 11. Расчетная силовая нагрузка [1] группы приемников определяется по средней мощности за максимально загруженную смену Р_см и К_m [3]



Р_р= К_m

Для приемников группы А 6 кВ (табл. 2)

Р_р=1,87*11528=21557,36 кВт.

При n_Э<10 K_m'=1,1

При n_Э>10 K_m'=1

Q_p= K_m'*Q_СМ=1,1* Q_СМ= 4208,96.

Для приемников группы Б

Р_р=; Q_p= (графы 11 и 12)

Графа 13. Полная мощность.

S_p==22784,4 кВА.

Таблица 2. Результаты расчёта электрических нагрузок

Наименование групп электроприемников	Кол-во	Уст.мощность	Ки	tgц	Ср.max.нагрузка за смену	nэ (2*?Pн/Рн max)	Км (табл)	Расчетная
		одного	Общая			Рсм, кВт (Ки*ПВ)	Qсм, квар (Рсм*tg?)			Pp, кВт (Км*Рсм)	Qp, квар (Км' *Qcм)	Sp, кВА (vP^+Q^)
		кВт	ПВ=1, кВт
Электроприёмики 6кВ.
Группа А.
3. Привод клети «трио» (в/в)	1	12500	12500,00	0,4	0,33	5000,00	1643,42
4. Привод клети «дуо» (в/в)	1	16000	16000,00	0,4	0,33	6400,00	2103,58
7. Нажимные винты (в/в)	2	640	1144,87	0,2	0,62	128,00	79,33
Итого по группе А	4		29644,87	0,3		11528,00	3826,33	4	1,87	21557,36	4208,96
Группа Б.
9. Эксгаустеры (в/в)	3	500	1500,00	0,65	0,91	325,00	295,40			(Pp=? Pсм)	(Qp=? Qсм)
Итого по группе Б	3					325,00	295,40			325,00	295,40
Электроприёмники 1 кВ.
Группа А.
1. Толкатели	3	125	290,47	0,25	0,70	31,25	21,81
2. Подводящий рольганг	38	11,5	390,86	0,22	0,59	2,53	1,50
5. Манипуляторы	4	200	619,68	0,55	0,72	110,00	79,64
6. Подъёмные столы	2	320	640,00	0,15	0,65	48,00	31,00
8. Цепной транспортёр	18	85	1530,00	0,55	0,78	46,75	36,28
10. Краны посада	3	250	474,34	0,1	1,05	25,00	26,22
12. Сварочные агрегаты	3	85	255,00	0,2	0,46	17,00	7,75
14. Перевалочное устройство	1	32	16,00	0,01	0,99	0,32	0,32
15. Заслонки печей	3	22	41,74	0,1	0,94	2,20	2,06
16. Краны ремонтные	2	37	46,80	0,1	0,62	3,70	2,29
Итого по группе А	77		4304,90	0,2		286,75	208,88	27	1,25	358,44	208,88
Группа Б.
11. Маслонасосы	18	22,5	405,00	0,65	0,62	14,63	9,06
13. Насосы охлаждения	8	32,5	260,00	0,7	0,57	22,75	12,89
17. Вентиляторы пролёта	6	11,5	69,00	0,65	0,80	7,48	6,00
Итого по группе Б	32		734,00	0,67		44,85	27,95			44,85	27,95
Итого по 1 кВ.										403,29	236,83	467,69
Итого по цеху										22285,65	4741,19	22784,40

Задание 2.

Размеры цеха для нечетного варианта:

F_ц=64Ч100=6400м²

Плотность нагрузки при U=0,4кВ равна

у=

При у<0,2 целесообразно устанавливать трансформаторы S_тр.=630 кВА [1]

Число трансформаторов при коэффициенте загрузки К_з=0,7:

n_т?

При установке 1 трансформатора коэффициент загрузки составит:

Кз =

Что является допустимой величиной (допустимые значения - от 0,5 до 0,9)

Окончательно принимаем к установке 1 трансформатор ТМН - 630/6

Разработка схемы электроснабжения.

Поскольку категория электроприемников не указана, принимаем все потребители III категории и учитывая небольшую мощность цеха принимаем одиночную одноступенчатую радиальную схему без резервирования. (рис. 1)



Задание 3

Выбор марки и сечения кабелей U>1кВ

Сечения кабелей определяются по экономической плотности тока с учетом аварийной перегрузки трансформатора.

I_дл.=

Экономическая плотность тока по табл. 1.3.36 ПУЕ для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами при годовом числе использования нагрузки >5000 ч.т:J_э=1,2

Экономически целесообразно сечение:

F_э=

Ближайшее стандартное сечение F_э.ст.=70мм²

При заданном токе к.з. 6кА

Тепловой импульс тока к.з.

В=

где t_откл=1с-время отключения цехового трансформатора.

Т_а=0,15с-постоянная времени для шин цеховой подстанции.

Минимальное термическое устойчивое сечение:

S_min.т=



где с=90-конструктивный коэффициент [1]

Окончательно принимаем кабель АСБГУ-3Х70, прокладываемый внутри цеха в канале.

Задание 4, 5

Выбор выключателей, разъединителей и трансформаторов тока на U=6Кв.

Выбор выключателя.

Выключатели проверяются по длительному допустимому току, отключательной способности и стойкости к сквозным токам к.з.

Условия выбора и проверки приведены в табл. 3.

Предварительно выбираем масляный выключатель ВМП-10-630/31,5УЗ на ток 630 А.

Для его проверки определяем:

- ударный ток короткого замыкания

i_у=

где К_у=1,92 по табл. 2.45 [6]

- периодическая составляющая тока к.з. в начальный момент времени:

- в момент отключения короткого замыкания:

- полный ток к.з. в момент отключения:

i_кф=i_ao+i_aф=8,48+4,97=13,27кА

Таблица 3. Условия выбора и проверки выключателя

Условия	Номинальные параметры	Расчетные параметры
Uн?Uн.сети	10 кВ	10 кВ
Iн?Iдл.max	630 А	48,5 А
Iвкл.н?Iп.о.	31,5 кА	6 Ка
iвкл. ?iуд	80 кА	16,29 кА
iдин.т? iуд	80 кА	16,29 кА
Iдин.т? Iп.о	31,5 кА	6 Ка
I?B	3969 к	41,4 к
Iоткл.н. ?Iпt	31,5 кА	6 Ка
iоткл.н.>ixф	44,5 кА	13,27 кА

Выключатель удовлетворяет условиям нормального, ремонтного и аварийного режимов.

Выбор разъединителя

По номинальным параметрам подходит разъединитель РВ-10/400-У3

Результаты выбора и проверки приведены в табл. 4.

Таблица 4. Условия выбора и проверки разъединителя

Условия	Номинальные параметры	Расчетные параметры
Uн? Uн.c	10 кВ	10 кВ
Iн?Iдл.т.	400 А	48,5 А
Iдин. ?iуд.	41 кА	16,29 кА
I	1024 кА	41,4 к А

Выбор трансформаторов тока.

По номинальным параметрам подходят трансформаторы тока ТПЛ-10-200/5-0,510Р-У3

Результаты проверки приведены в табл. 5

Вторичная нагрузка трансформатора тока z₂ определяется для наиболее загруженной фазы при схеме соединения ТТ в неполную звезду. (рис. 2)

Таблица 5. Условия выбора и проверки трансформатора тока

Условия	Номинальные параметры	Расчетные параметры
Uн? Uн.c	10 кВ	10 кВ
Iн?Iдл.т	200 А	48,5 А
кд?iуд	70,7 кА	16,29 кА
(кт	243 к А	41,4 к А
Z2н?r2	0,4 Ом	0,03 Ом

На присоединение цехового трансформатора рекомендуется устанавливать амперметр (в фазе А), и трехфазные счетчики активной и реактивной энергии.



Для расчета вторичной нагрузки ТТ составляется табл. 6.

Таблица 6. Расчётная вторичная нагрузка

Прибор	Тип	Нагрузка по фазам, ВА
		А	В	С
Амперметр	Э-335	0,5	-	-
Счетчик активной энергии	САЗУ-И672М	2,5	-	2,5
Счетчик реактивной энергии	СРЧУ- И673М	2,5	-	2,5
Всего		5,5	-	5,0

Наиболее загруженная фаза А:

S_приб.=5,5ВА

Сопротивление измерительных приборов фазы А

r_приб=

Максимально возможное сопротивление соединительных проводов при

r_2ном.=0,4-0,22-0,05=0,13 Ом.

Сечение соединительных проводов



S_пр=

где с=0,028-для алюминиевых проводов

l=4 м-длина трассы.

Принимаем ближайшее большее S_пр=6мм².

При этом сечении сопротивление проводов

r_пр.=

Вторичная нагрузка трансформатора тока

r_2расч.=0,22+0,05+0,03=0,3 Ом.

Здесь 0,05 Ом - переходное сопротивление контактов в токовой цепи.

Трансформатор тока удовлетворяет условиям нормального, утяжеленного и аварийного режимов.



Список литературы

электрический трансформатор нагрузка

1. Малофеев А.В. «Электроснабжение и электрооборудование промышленных предприятий». Методические указания: - Магнитогорск, МГТУ, 2003 г.

2. «Справочник по электроснабжению и электрооборудованию промышленных предприятий». Под редакцией Федорова А.А.; М.ЭАИ, 1986 г.

3. Липкин Б.Ю. «Электроснабжение промышленных предприятий». Москва, Высшая школа, 1990 г.

4. Брадис В.М. «Математические таблицы», 2005 г.

5. Федоров А.А., Старкова Л.Е. «Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования». Москва, Энергоатомиздат, 1987 г.

6. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. «Электрооборудование станций и подстанций» М.ЭАИ, 1987 год.

Размещено на Allbest.ru