рефераты, курсовые

Опубликовать

Продать работу

Загрузка...

Электроснабжение машиностроительного предприятия Реконструкция ра

Категория: Физика
Тип: Курсовая
Размер: 1631.1кб.
скачать
Загрузка...
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
6
КП 181300.022.2004 ПЗ
1.1 Характеристика потребителей. Расчет электрических нагрузок.
Введение
Около 70 % всей вырабатываемой в нашей стране электроэнергии потребляется промышленными предприятиями. Приемники электроэнергии промышленных предприятий делят на: приемники трехфазного тока напряжением до 1 кВ, частотой 50 Гц; приемники трехфазного тока напряжением выше 1 кВ, частотой 50 Гц; приемники однофазного тока напряжением до 1 кВ, частотой 50 Гц; приемники, работающие с частотой, отличной от 50 Гц, питаемые от преобразовательных подстанций и установок; приемники постоянного тока, питаемые от преобразовательных подстанций и установок.
Согласно ПУЭ электротехнические установки, производящие, преобразующие, распределяющие и потребляющие электроэнергию, подразделяют на электроустановки напряжением до 1 кВ и электроустановки на­пряжением выше 1 кВ. Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяют на: электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью (с большими токами замыкания на землю); электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью (с малыми токами замыкания на землю); электроустановки напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью; электроустановки напряжением до 1 кВ с изолированной нейтралью.
По частоте тока приемники электроэнергии делят на приемники промышленной частоты (50 Гц) и приемники с высокой (выше 10 кГц), повышенной (до 10 кГц) и пониженной (ниже 50 Гц) частотами. Большинство приемников использует электроэнергию нормальной промышленной частоты.
Приемники электроэнергии могут быть разделены на группы по сходству режимов работы, т. е. по сходству графиков нагрузки. Деление приемников электроэнергии на группы позволяет более точно находить среднюю и расчетную нагрузку узла системы электроснабжения, к которому присоединены группы различных по режиму работы приемников.
 
 
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
7
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
 Различают три характерные группы приемников электроэнергии:
1)   приемники,   работающие   в   режиме с продолжительно неизменной или маломеняющейся нагрузкой. В этом режиме электрическая машина или аппарат может работать продолжительное время без повышения температуры отдельных частей машины или аппарата выше допустимой. Примерами приемников, работающих в этом режиме, являются электродвигатели компрессоров, насосов, вентиляторов и т. п.:
2)   приемники,   работающие в режиме кратковременной  нагрузки. В этом  режиме рабочий период машины или аппарата не настолько длителен, чтобы   температура отдельных частей машины или аппарата могла достигнуть  установившегося   значения.   Период  останова   машины   или   аппарата   на­столько длителен, что машина практически успевает охладиться до  температуры  окружающей среды. Примерами такой группы приемников являются электродвигатели электроприводов вспомогательных механизмов   металлорежущих, гидравлических затворов и т. п.;
3)  приемники, работающие в режиме повторно-кратковременной нагрузки. В этом режиме кратковременные рабочие  периоды машины или аппарата чередуются с кратковременными периодами отключения. Повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжитель­ностью  включения   (ПВ)   и   длительностью цикла. В повторно-кратковременном режиме электрическая  машина  или   аппарат   может работать с допустимой для них относительной продолжительностью включения неогра­ниченное время, причем повышение температур отдельных частей машины или аппарата не выйдет за пределы допустимых значений. Примером этой группы приемников являются электродвигатели кранов, сварочные аппараты и т. п.
В отношении обеспечения надежности и бесперебойного питания приемники электроэнергии в соответствии с ПУЭ делят на три категории. Приемники электроэнергии I категории приемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей или значительный ущерб
 
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
8
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
народному хозяйству, связанный с повреждением дорогостоящего оборудования, массовым браком продукции, расстройством сложного технологического процесса промышленного предприятия, нарушением функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Из состава приемников электроэнергии I категории выделяется особая группа приемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждений доро­гостоящего основного технологического оборудования. Приемники электроэнергии II категории приемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Все остальные при­емники электроэнергии, не подходящие под определения I и II категорий, относят к приемникам III категории.
В практике проектирования систем электроснабжения применяют различные методы определения электрических нагрузок, которые подразделяют на основные и вспомога­тельные. В первую группу входят методы расчета по:
·       установленной мощности и коэффициенту спроса;
·       средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней (статистический метод);
·       средней мощности и коэффициенту формы графика на­грузок;
·       средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных диаграмм).
Вторая группа включает в себя методы расчета по:
ü удельному расходу электроэнергии на единицу продук­ции при заданном объеме выпуска продукции за определен­ный период времени;
ü удельной нагрузке на единицу производственной пло­щади.
Применение того или иного метода определяется допу­стимой погрешностью расчетов. При проведении укрупнен­ных расчетов (в частности, на стадии про-
 
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
9
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
ектного задания) пользуются методами, базирующимися на данных о суммарной установленной мощности отдельных групп приемников отделения, цеха, корпуса.
Анализируя задание на проектирование, приходим к выводу о целесообразности использования метода установленной мощности и коэффициента спроса.
Результаты расчета электрических нагрузок сведены в таблицу 1 (см. Приложение). Приемники электрической энергии, описанные в задании на проектирование (см. Приложение) можно отнести к потребителям II ,III категории. Действительно, обращаясь к определению категории потребителей, можно сделать вывод о том, что перерыв электроснабжения данных потребителей не приведет к появлению угрозы для жизни людей. Принимая во внимание небольшую суммарную мощность предприятия (порядка 7,5 МВ·А, предприятие относится к объекту средней мощности), предположим, что перерыв электроснабжения также не приведет к значительному ущербу народному хозяйству, а также нарушению функционирования важных элементов коммунального хозяйства. Таким образом, наиболее подходящим вариантом является отнесение приемников электрической энергии данного предприятия ко II ,III категориям. Эта особенность будет учитываться при выборе схемы электроснабжения машиностроительного предприятия.
 Приведем некоторые соображения по поводу выбора напряжения приемников. Выбор напряжения сопряжен с выбором мощности тех или иных приемников, так как именно мощность зачастую оказывается решающим фактором, определяющим напряжение потребителей. Так как не указано точное количество приемников по отдельным корпусам и участкам, выбор мощности и напряжения потребителей проведем условно.
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
47
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
По экономической плотности тока:
 Стандартное ближайшее сечение 150 мм 2.
По потере напряжения проверять кабель не имеет смысла по причине небольшой длины.
По экономической плотности тока:
 Стандартное ближайшее сечение 150 мм 2
Проверим кабель по потере напряжения:

Потери напряжения незначительны.
Расчет токов короткого замыкания проводился в относительных единицах. Расчет для кабельной линии длиной 1, 76 км проводится аналогично, поэтому приведем значения токов короткого замыкания без расчетных формул.
Итак, ток короткого замыкания на второй шине составит: 7,39 кА, действительно, так как линия короче, то  ток будет несколько выше. Причем активным сопротивлением в данном случае принебрегли. Ударный ток короткого замыкания при коэффициенте ударном 1,4 составил на шине 14,7 кА.
 

Составим итоговую таблицу расчета токов короткого замыкания:
Таблица  SEQ Таблица \* ARABIC 3
Место расчета тока короткого замыкания
От источника
 ПС №1
 
От источника
 ПС №2
 
Iп,кА
iуд,кА
Iп, кА
iуд,кА
Шины РУ-6 кВ
6,9
13,2
7,39
14,7
Ввод трансформатора КТП №1
6,8
12,9
7,36
14,3
Ввод трансформатора КТП №2
6,3
11,1
6,5
11,7
Ввод трансформатора КТП №3
5,8
9,8
6
10,2
 
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
48
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Результаты полностью соответствуют теоретическим положениям. Действительно, чем меньше сопротивление, тем больше ток. Результаты в первом и во втором случае отличаются незначительно. Выбранные ранее марка и сечение кабелей при расчете токов короткого замыкания применимы и во втором случае.
Действительно, наибольшее минимальное сечение термически устойчивое к току короткого замыкания составит:
 
Ближайшее стандартное сечение 50 мм 2.
Выбрано сечение 150 мм 2.
Проверка по потере напряжения для кабеля длиной 1,76 км не требуется, так как суммарная потеря напряжения для линий  от источника питания (ПС) до трансформатора КТП №3 (самой удаленной) при длине кабелей 2 км и 0,63 км составит: , что составляет в процентном соотношении 3,7% (нормированное отклонение U =5%).

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
49
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Выбраны марки следующих кабелей:
Для прокладки в траншее от ЗРУ подстанции до проектируемого распред-устройства принимаем кабель: ААПл 2(3ģ185)-6. Кабель с алюминиевыми жилами, с бумажной изоляцией, пропитанной вязким (нестекающим) составом, бронированный круглыми стальными оцинкованными проволоками (защитный покров типа Пл) (АО «ВНИИКП», Москва, Россия). Примем при этом, что кабель может быть подвержен растягивающим усилиям. Общее количество кабелей: 4.
Для прокладки открыто от РУ -6 кВ до КТП принимаем кабель:
 ААШв 3(ģ150) - 6. Кабель с алюминиевыми жилами, с бумажной изоляцией, пропитанной вязким (нестекающим) составом, в защитном шланге из поливинилхлоридного пластиката (защитный покров типа Шв) (АО «ВНИИКП», Москва, Россия). Примем при этом, что для кабеля не существует опасности механического повреждения. Общее количество кабелей: 6.
Выбор и проверка шин  проектируемого распредустройства.
Выбор сечения шин производится по нагреву. Проверку шин производят на электродинамическую и термическую стойкость к токам короткого замыкания.
Суммарная нагрузка приходящаяся на шину в условиях работающего секционного выключателя (аварийный режим):
 
Определим ток при максимальной нагрузке:

Принимаем алюминиевые шины прямоугольного сечения 50ģ5, для которых токовая нагрузка определяется следующим образом:
 при условии расположения шин на ребро.
Проверяем сборные шины на термическую стойкость при К.З.

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
50
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
, где α - коэффициент термической стойкости принимаемый по таблицам.
Сечение выбранных шин 249 мм 2.
Для алюминия (сплав алюминия АД31Т) допустимое напряжение составляет 91 МПА.
Определим максимальное расчетное напряжение в материале шин:

Частота собственных колебаний шины определяется выражением:

где m - масса шины на единицу длины (кг/м), E = 6,5Ĥ10 10  - модуль упругости для сплава АД31Т (Па), J - момент инерции.
Таким образом, механического резонанса не возникнет. Проверка на электродинамическую стойкость согласно ПУЭ не требуется. Найденное значение частоты собственных колебаний приводится лишь для демонстрации того, что на практике условия, при которых механического резонанса не возникнет соблюдены.
Таким образом, шины проходят проверку по механической прочности:
  : 6,443 < 91.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
                                            

1.8.  Выбор и расчет аппаратов
 
Основным заданием является реконструкция распределительного устройства. Ввиду отсутствия точных данных о помещении, в котором располагаются РУ, примем вариант замены камер КСО -272 на камеры КСО - 298.
Основные технические данные:
(Промышленный каталог 02.64.01 - 2001)
 Камеры  КСО-298  напряжением  6  и  10  кВ   предназначены   для распределительных  устройств  переменного  трехфазного  тока частотой 50 Гц  систем  с   изолированной   нейтралью   или  заземленной через дугогасительный реактор и изготовляются для нужд народного  хозяйства и для поставки на экспорт и предназначены взамен камер серий КСО-272, КСО-285, КСО 2УМ3. Камеры имеют меньшие габариты,  что  позволяет  их использовать для модернизации  и  расширения  (увеличения  количества фидеров) на уже существующих площадях РУ.
Таблица  SEQ Таблица \* ARABIC 4
Признак классификации
Исполнение камер КСО
Вид камер КСО в зависимости от установленной в них аппаратуры
С высоковольтными выключателями и электромагнитным приводом:
    с высоковольтными выключателями и пружинным (двигательным) приводом;
    с силовыми предохранителями;
    с выключателями нагрузки;
    с трансформаторами напряжения;
    с разъединителями;
    с силовыми трансформаторами собственных нужд;
    с кабельными сборками;
    с аппаратурой собственных нужд;
    с ограничителями перенапряжений

Уровень изоляции по ГОСТ 1516.179
С нормальной изоляцией
Система сборных шин
С одной системой сборных шин
Изоляция ошиновки
С неизолированными шинами
Исполнение линейных высоковольтных вводов
С кабельными вводами;
с шинными вводами (от силового трансформатора)

Род установки
Для внутренней установки в электропомещениях
Степень защиты по ГОСТ 1425496
IP20 для наружных оболочек фасада и боковых стенок; IP30 для боковых стенок крайних в ряду камер; IP00 для остальных частей камер
Условия обслуживания
Одностороннего обслуживания
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
51
КП 181300.022.2004 ПЗ
 

 
Таблица  SEQ Таблица \* ARABIC 5
Основные технические параметры
Значение параметра
Номинальное напряжение (линейное), кВ
6; 10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ
7,2; 12
Номинальный ток главных цепей камер КСО, А
200; 400; 630
Номинальный ток сборных шин, А
630; 1000
Номинальный ток шинных мостов, А
630; 1000
Номинальный ток отключения высоковольтного выключателя, кА
20
Номинальный ток плавкой вставки силового предохранителя, А
2; 3; 5; 8; 10; 16; 20; 31,5 -160;
160 (для 6 кВ)

Номинальный ток электродинамической стойкости главных цепей камер КСО (амплитуда), кА
51
Ток термической стойкости (3 с), кА
20
Номинальное напряжение вспомогательных цепей, В:
цепи защиты, управления и сигнализации постоянного
и переменного тока

220
цепи трансформаторов напряжения
100
цепи освещения:
внутри камеры КСО
36
 
В таблицах 4 и 5 даны основные технические данные камер КСО-298.                                               
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
52
КП 181300.022.2004 ПЗ
 

Максимальные расчетные токи кабельных линий, идущих от РУ -6 кВ до подстанций не превышают значения 225 А. Минимальное значение тока составляет 203,5 А. В этом случае целесообразнее было бы установить выключатели нагрузки с предохранителями ПКТ на 400 А, однако максимальный ток плавкой ставки силового предохранителя в камерах КСО - 298 составляет только 160 А.
Следовательно, примем к рассмотрению вариант с вакуумными выключателями ВВ/TEL - 10 на 400 А.
В качестве измерительного трансформатора напряжения примем к рассмотрению вариант с установкой трансформатора 3ģ3НОЛ-6 (трансформатор напряжения однофазный с литой изоляцией).

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
53
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
В цепи трансформатора напряжения устанавливается ограничитель перенапряжения ОПН-КР/ТЕL-6 и предохранитель ПКН 001 -10 (изготовитель допускает установку предохранителя в цепь 6 кВ).
Выбор и проверка выключателей 6 кВ сведена в таблицу 6:
Таблица  SEQ Таблица \* ARABIC 6
Параметры
Усл.
обознач.
Ед.
изм.
Условие
выбора
Данные выключателя
Дополнительные
сведения
Расчетные
Каталог
Выбор
Номинальное напряжение,
Uн
кВ

6
10
Вводной
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
Номинальный ток
Iн
 
А

560,8
215,5
222,9
203,5
630
400
400
400
Вводной
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
Проверка
Ток отключения
Iн.откл
кА

7,39
20
Вводной
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
Проверка
Допустимый ударный ток К.З.
iном.дин
кА

14,7
52
Вводной
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
Проверка
Ток термической стойкости за время tном.т.с.3 с.
Iном.т.с.
кА

3,207
20
Вводной
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
Номинальная мощность отключения
Sном.откл
кВА

76,8
207,8
Вводной
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
 
Выбор выключателей проведен для одной секции шин (с большими токами короткого замыкания), выбор для другой секции осуществляется аналогично.
Выбор секционного и подстанционного выключателя проведем отдельно.
                                        

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
54
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Секционный выключатель должен обеспечить коммутацию в условиях аварии, когда отключен один из вводов. Поэтому выбор в общем случае должен осуществляться по току наиболее загруженной секции. В нашем случае это не принципиально, так как нагрузка распределена равномерно. Приведем итоговые таблицы распределения нагрузок.
Таблица  SEQ Таблица \* ARABIC 7
1 секция
КТП №1
2 секция
КТП №1
1 корпус
2 корпус (без учета шлифовального участка и столовой АБК)
3 корпус
Вспомогательные: склад ГСМ, вентиляция,
станочное отделение
2 корпус (шлифовальный участок, столовая)
Суммарная нагрузка:
P = 958,77 кВт; Q = 345,32 кВАр
Суммарная нагрузка:
P = 1055,94кВт; Q = 375,72кВАр
Таблица  SEQ Таблица \* ARABIC 8
1 секция
КТП №2
2 секция
КТП №2
6 корпус+Сторонние
76% мощности 5 корпуса
24 % мощности 5 корпуса
Суммарная нагрузка:
P = 1112 кВт; Q = 194,35 кВАр
Суммарная нагрузка:
P = 1117 кВт; Q = 92,52 кВАр
Таблица  SEQ Таблица \* ARABIC 9
1 секция
КТП №3
2 секция
КТП №3
Вспомогательные: компрессорная, гараж.
Вспомогательные: КНС, очистные
4 корпус
Суммарная нагрузка:
P = 942,45 кВт; Q = 353,12 кВАр
Суммарная нагрузка:
P = 902,2 кВт; Q = 460,1 кВАр
 
Таблица  SEQ Таблица \* ARABIC 10
Общая нагрузка РУ -6кВ 1 секции
Общая нагрузка РУ -6кВ 2 секции
Суммарная нагрузка (без потерь):
P = 3013,02 кВт; Q = 892,9 кВАр
Суммарная нагрузка (без потерь):
P = 3075,34 кВт; Q = 928,64 кВАр
S = 3142,538 кВА
S = 3212,494 кВА

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
55
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Необходимо различать два режима: нормальный и аварийный. При выборе аппаратов необходимо за расчетный режим работы сети принимать наиболее тяжелый. В нашем случае самым тяжелым режимом будет режим, при котором будет отключен один из вводов, а также выйдут из строя ( в результате аварии или ремонта) трансформаторы на комплектных трансформаторных подстанциях, то есть в работе будут принимать участие не 6 трансформаторов, а только 3.
Таким образом, секционный выключатель должен быть проверен на коммутацию полной расчетной мощности предприятия. При определении суммарной нагрузки необходимо учитывать потери, возрастающие в аварийном режиме пропорционально квадрату коэффициента загрузки трансформатора при работе одного трансформатора. Как уже отмечалось выше, на КТП установлены масляные трансформаторы. Такой выбор обусловлен прежде всего соображениями экономии (так как в камерах КСО установлены вакуумные выключатели, то при установке сухих трансформаторов пришлось бы рассматривать варианты защиты от перенапряжений, возникающих в процессе коммутации, при установке масляных трансформаторов такой защиты не требуется).
Суммарная нагрузка на одной из секции шин с учетом потерь в трансформаторах, работающих в аварийном режиме, составит:
P = 5566 кВт, Q = 4557 кВАр.
Сравнивая это значение со значением нагрузки, полученным выше (при расчете компенсирующих устройств P =5549 кВт и Q = 4462 кВАр), получим практически одинаковые результаты. Следовательно, потери в 6 трансформаторах, нормально работающих, и потери в 3 трансформаторах, работающих в режиме аварийной перегрузки, практически равны.
С учетом компенсации расчетная мощность S = 5874 кВА.
Следовательно, расчетный ток:
                                                        

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
56
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Выбираем выключатель ВВ/TEL на 630 А (ближайшее большее значение тока).
Проверка выключателя осуществляется аналогично проверке других выключателей в соответствии с таблицей 6.
В задании на проектирование не указан тип выключателя на подстанции. Примем к рассмотрению вариант, при котором в ЗРУ подстанции установлены камеры КМ -1Ф с выключателями ВКЭ-М-10.
Расчетный ток кабельного ввода был найден ранее и составил 560,8 А.
По расчетному току выбираем выключатель ВКЭ-М-10-31,5/630. Номинальный ток выключателя 630 А.
Осуществим проверку выключателя:
По току отключения: на шинах подстанции Iк.з = 8,5 кА. Номинальный ток отключения 31,5 кА. (8,5 кА < 30 кА).
 Проверка на электродинамическую стойкость:
Ток электродинамической стойкости выключателя 80 кА.
Расчетный  ударный ток К.З.:  
, где ударный коэффициент принят 1,94 (по таблице 2.45 стр.127 (8)).
23,32 кА < 80 кА.
Проверка тока термической стойкости
Для выключателя ток термической стойкости для промежутка времени 3 с составляет 31,5 кА.
Приведенное время К.З.  (собственное время выключателя составляет 0,05с). Апериодическую составляющую не учитываем, так как действительное время К.З больше 1 с. Приведенное время приравниваем к действительному, так как считаем энергосистему удаленной, мощность которой равна бесконечности. Итак, 31,5 кА > 5,487 кА.

Номинальная мощность отключения выключателя составляет:

    
Sном.откл ³ Sрасч.откл.
Итак, выбранные выключатели удовлетворяет всем условиям проверки.
Разъединители не проверяются по условию отключения токов К.З. и отключаемой расчетной мощности К.З. В остальном выбор и проверка разъединителей не отличается от выбора и проверки выключателей высокого напряжения.
Выбор и проверка разъединителей представлены в таблице 11.
Таблица  SEQ Таблица \* ARABIC 11
Параметры
Усл.
обознач.
Ед.
изм.
Условие
выбора
Данные выключателя
Дополнительные
сведения
Расчетные
Каталог
Выбор
Номинальное напряжение,
Uн
кВ

6
10
Вводные
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
Номинальный ток
Iн
 
А

560,8
215,5
222,9
203,5
630
400
400
400
Вводные
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
Проверка
Допустимый ударный ток К.З.
iном.дин
кА

14,7
50
40
40
40
Вводной
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
Проверка
Ток термической стойкости за время tном.т.с.4 с.
Iном.т.с.
кА

2,79
20
16
16
16
Вводной
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
                                             
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
57
КП 181300.022.2004 ПЗ
 

Выбираем разъединители РВЗ-10/400 и РВЗ-10/630 (на 400 А и 630 А).
Выбор разъединителей проведен для одной секции шин, выбор для другой секции аналогичен.
                                        

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
58
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Выбор и проверка трансформаторов тока и трансформаторов напряжения
Принимаем предварительно к установке в камерах КСО -298 трансформаторов тока
ТПОЛ10-0,5/10Р-600/5 и ТПОЛ10-0,5/10Р-400/5.
Выбор  и проверку сведем в таблицу:
Параметры
Усл.
обознач.
Ед.
изм.
Условие
выбора
Данные выключателя
Дополнительные
сведения
Расчетные
Каталог
Выбор
Номинальное напряжение,
Uн
кВ

6
10
Вводные и секц.
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
Номинальный ток
Iн
 
А

560,8
215,5
222,9
203,5
600
400
400
400
Вводные и секц.
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
Проверка кратности электродин. Стойкости ударн. тока К.З.
-
-

17,3
26
26
26
81
114
114
114
Вводной и секц.
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
Проверка
Кратность термической стойкости за время tном.т.с.3 с.
-
-

5,3
8
8
8
32
32
32
32
Вводной и секц.
Отх. к КТП №1
Отх. к КТП №2
Отх. к КТП №3
Определим кратность допустимого тока электродинамической стойкости:
;

По справочным данным кдин = 114 (при первичном токе 400 А) и кдин = 81 ( номинальный первичный ток 600 А) :
                                    

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
59
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Основной проверяемой величиной является вторичная нагрузка, условие проверки: S2ном ³ S2p .
Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому Z2 = r2 .
Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов. 
Примем длину проводников в пределах РУ - 6 кВ l = 6 м.
Трансформаторы тока соединены в неполную звезду, поэтому расчетная длина будет равна 10,4 м.
Примем к установке следующие приборы:
1.   Амперметр Э351 , класс точности 1,5 потребляемая мощность 0,5 ВА.
2.  Вольтметр Э351, класс точности 1,5, потребляемая мощность 3 ВА.
3.  Счетчик СЭТ3а-01П26(Г), класс точности 0,5, потребляемая мощность катушки тока 0,05 ВА, напряжения - 10 ВА.
Определим сопротивление приборов:
1. В цепь отходящей линии включен амперметр:
;
Допустимое сопротивление проводов:
Ом
Сечение проводников составит:
мм 2.
Принимаем кабель АКВБбШв с жилами 4 мм 2.
2. В цепь линии присоединены амперметр и счетчик активной энергии (в одну фазу)
;
Ом

;
Принимаем кабель АКВБбШв с жилами 4 мм 2.
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
60
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Во втором случае получим rсумм = 0,12 + 0,05 + 0,074 = 0,244 Ом
Таким образом, 0,4 Ом (Z2ном) > 0,244 Ом (Z2p) (в первом случае вторичная нагрузка будет меньше, поэтому проверку не производим). Следовательно, трансформаторы тока проходят все проверки. Выбираем трансформаторы тока
ТПОЛ10-0,5/10Р-600/5 и ТПОЛ10-0,5/10Р-400/5 (класс точности 0,5, вторичный ток 5 А).
Проведем выбор и проверку трансформаторов напряжения.
По напряжению выбираем 3НОЛ.06 - 6 кВ.
Определим нагрузку цепей напряжения при подключении перетокового счетчика и вольтметра:
Принимаем cos φ = 1 - для вольтметра и cos φ = 0,38 - для счетчика.
Определим общую потребляемую мощность:

Три трансформатора, соединенных в звезду имеют мощность 150 ВА в классе точности 0,5. Таким образом, трансформаторы напряжения будут работать в выбранном классе точности, так как 31,221 < 150.
Для соединения трансформаторов напряжения с приборами принимаем контрольный кабель АКВБбШв с сечением жил 2,5 мм 2 по условиям механической прочности.
Выбор и проверка трансформаторов тока на подстанции №2 проводится аналогично. Выбираем трансформаторы тока ТЛМ - 10-0,5/10Р-600/5. (ударный ток 100 кА > 23,32 кА, ток термической стойкости 23 кА > 8500Ĥ(1,25/3)1/2, номинальная нагрузка 0,4 Ом, принимаем к установке амперметр Э351 и счетчик активной энергии СЭТ3а - выбор см. выше).
                                           

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
61
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Проведем выбор и проверку аппаратов, установленных в шкафу ввода трансформаторных подстанций. Расчетной точкой короткого замыкания в этом случае будет ввод силового трансформатора.
Ввод ВН в трансформаторные подстанции может осуществляться от радиальных или магистральных линий. В первом случае в конце линий не требуется коммутационных аппаратов, и линия может наглухо соединиться с зажимами ВН трансформатора. Для удобства проведения ремонтных и профилактических работ предусматриваются разъединители с заземляющими ножами.
Шкафы ввода КТП ( г.Чирчик, Узбекистан) комплектуются выключателями нагрузки для отключения токов холостого хода и токов нагрузки силового трансформатора (нормальный режим). Учтем тот факт, что данные выключатели нагрузки не предназначены для отключения токов короткого замыкания, так как не оборудованы предохранителями. Установка предохранителей необходима при применении магистральных схем питания. В нашем случае выключатель нагрузки является эффективной заменой разъединителя.
В качестве выключателей нагрузки примем выключатель нагрузки
ВНРу-10/400-10з У3 без предохранителей согласно схемам завода-изготовителя КТП. Проведем проверку:
1.  (10 кВ  > 6 кВ);
2.  (400 А> 215,5 А; 400 А> 222,9 А; 400 А> 203, 5 А);
3. (25 кА > 14,2 A (max));
4.   

5.
Расчет производился для самого тяжелого режима работы выключателя.
                                   

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
62
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Использовать выключатель ВНП -10/630 в данном случае нецелесообразно ввиду его завышенных показателей.
Расчет разъединителей, отделителей и короткозамыкателей на стороне 110 кВ по условиям задания на проектирование не выполняем (точки короткого замыкания даны на шинах подстанции). Поэтому проверку и выбор элементов проведем в общем виде:
Разъединитель:
1. ;
2. ;
3. ;
4.
Для отделителя условия выбора и проверки аналогичны выбору и проверке разъединителя.
Выбор и проверка короткозамыкателя:
1. ;
2.
3.
Иногда при проверке на термическую стойкость пользуются формулой
 , где  Ta - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока коротко замыкания.
 
 
 
 

1.9. Расчет заземления
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
63
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Согласно ГОСТ Р 50 571 (МЭК 364) заземление открытых проводящих частей электроустановок следует выполнять:
1. при номинальном напряжении выше 50 В переменного тока, и более 120 В постоянного тока - во всех электроустановках;
2. при номинальных напряжениях выше 25 В переменного тока или выше 60 В постоянного тока - в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных электроустановках.
Заземляющее устройство электроустановки напряжением выше 1 кВ сети с изолированной нейтралью следует выполнять с соблюдением требований либо к напряжению прикосновения (ГОСТ 12.1.038-82), либо с соблюдением требований к его сопротивлению и конструктивному выполнению.
Заземляющее устройство, выполняемое с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года сопротивление не более 2, 4, 8 Ом с учетом при напряжениях 660, 380, 220 В соответственно - для установок напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью без компенсации емкостных токов, если заземляющее устройство используется одновременно для электроустановок напряжением до 1 кВ.
Предполагается сооружение заземлителя с расположением вертикальных электродов (угловая сталь 63•63•6 мм, длина 3 м) по контуру. В качестве горизонтальных заземлителей используются стальные полосы.
Таким образом, принимаем Rи =Rз = 4 Ом (без учета естественных заземлителей).
Определяем расчетные удельные сопротивления грунта для горизонтальных и вертикальных заземлителей:
, где коэффициенты повышения для вертикальных и горизонтальных электродов приняты по табл.10-2 ().
 
 
Сопротивление растеканию одного вертикального электрода стержневого типа определяем по формуле:

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
64
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Определяем примерное число вертикальных заземлителей (Ки = 0,7)

Определяем расчетное сопротивление растеканию горизонтальных электродов:
Принимаем горизонтальный проводник из полосовой стали сечением 48 мм 2, толщиной 4 мм, шириной 12 мм.

Коэффициент использования горизонтальных электродов принят по таблице 10.7 ().
Уточняем сопротивление вертикальных электродов с учетом сопротивления горизонтальных заземлителей:
 
Определяем число вертикальных электродов при коэффициенте использования 0,7:
 
Ввиду достаточно существенной ошибки вновь определим сопротивление горизонтальных заземлителей:


Уточняем сопротивление вертикальных электродов
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
65
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
:

Определяем число вертикальных электродов при коэффициенте использования 0,71:
 
Окончательно принимаем к установке 6 вертикальных электродов, расположенных по выносному контуру.
 
1.10. Молниезащита
Здания и сооружения, отнесенные ко второй категории, должны быть защищены от прямых ударов молнии, вторичных проявлений молнии и заноса высоких потенциалов через наземные и подземные коммуникации.
В конструктивном отношении защита от прямых ударов молнии выполняется отдельно стоящими или установленными на здании металлическими стержневыми или тросовыми молниеотводами, а также путем наложения молниеприемной сетки на кровлю или использования металлической кровли.
Молниеприемная сетка должна иметь ячейки площадью не более 36 м 2 (например, 3 • 12 м), и уложена на кровлю непосредственно или под слой негорючих или трудно сгораемых утеплителей гидроизоляции.
Предполагается, что распределительное устройство 6 кВ и КТП встроены в контур здания производственных цехов, которые в свою очередь обеспечены молниезащитой. Следовательно, проведение дополнительных расчетов по установке отдельно стоящих или устанавливаемых на зданиях молниеотводов не требуется.
 
 
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
66
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Литература:
1.                  Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для дипломного и курсового проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1987;
2.                  Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. - М.: Высшая школа, 1990
3.                  Федоров А.А., Ристхейн Э.М. Электроснабжение промышленных предприятий. - М.: Энергия, 1981;
4.                  Баумштейн И.А., Хомяков М.В. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. - М.: Энергоиздат, 1981;
5.            Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть станций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1989;
6.                  Александров К.К., Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы. - М.: Энергоатомиздат, 1990;
7.                  Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. - М.: Форум - Инфра - М, 2004;
8.                  Справочник по проектированию электроснабжения. Под редакцией Барыбина Ю.Г.,Федорова Л.Е. и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990;
9.                   Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. Под редакцией Барыбина Ю.Г.,Федорова Л.Е. и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990;
10.            Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1995;
11.        Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Под редакцией Федорова А.А. Том 1 ,2 . - М.: Энергоатомиздат, 1986;
12.            Правила устройства электроустановок. 6 издание. - М.: Энергоатомиздат, 1986;

13.           
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
67
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Карпов Ф.Ф., Козлов В.Н. Справочник по расчету проводов и кабелей. - М.: Энергия, 1964;
14.            Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под редакцией Федорова А.А., Сербиновского Г.В.Том 1 ,2 . - М.: Энергия, 1973;
15.        Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций. - М.: Энергия, 1975;
16.        Карякин Р.Н. Нормы устройства сетей заземления.- М.: Энергосервис, 2000;
17.        Каталоги «Информэлектро».
                                         

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
68
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Приложение:
Электрические нагрузки
Pпасп,кВт
Кс
ПВ
Cos φ
tg φ
Ррасч ,кВт
Qрасч,кВА
Корпус 1 
 
 
 
 
 
 
 
термический участок
100,00
0,90
1,00
0,97
0,25
90,00
22,56
вентиляция 
140,00
0,75
1,00
0,80
0,75
105,00
78,75
освещение 
21,00
0,80
1,00
0,95
0,33
16,80
5,52
шлифовки 
334,20
0,25
0,40
0,65
1,17
52,84
61,78
заточный 
72,00
0,25
0,25
0,65
1,17
9,00
10,52
сварочный 
172,00
0,50
0,25
0,50
1,73
43,00
74,48
Абразивный участок
 
 
 
 
 
 
 
термическое 
73,00
0,90
1,00
0,97
0,25
65,70
16,47
вентиляция 
30,00
0,75
1,00
0,80
0,75
22,50
16,88
станочное
30,00
0,15
0,25
0,50
1,73
2,25
3,90
  
 
 
 
 
Сумма
407,09
290,85
Корпус 2
 
 
 
 
 
 
 
токарный
228,60
0,20
0,20
0,65
1,17
20,45
23,90
шлифовальный
841,00
0,20
0,60
0,65
1,17
130,29
152,32
термопласт-автоматы
395,00
0,50
0,40
0,50
1,73
124,91
216,35
сборочный
58,00
0,50
0,40
0,65
1,17
18,34
21,44
сортировочный
16,00
0,50
0,40
0,65
1,17
5,06
5,92
мойка
156,00
0,75
0,25
0,85
0,62
58,50
36,26
шаровый
841,00
0,20
0,60
0,65
1,17
130,29
152,32
галтовки
63,00
0,25
0,60
0,65
1,17
12,20
14,26
термический
350,00
0,90
1,00
0,97
0,25
315,00
78,95
вентиляция
250,00
0,75
1,00
0,80
0,75
187,50
140,63
освещение
100,00
0,80
1,00
0,95
0,33
80,00
26,29
АБК
 
 
 
 
 
 
 
сил
85,00
0,87
1,00
0,82
0,70
73,95
51,62
освещение
35,00
0,85
1,00
0,95
0,33
29,75
9,78
Столовая
 
 
 
 
 
 
 
сил
62,00
0,87
1,00
0,82
0,70
53,94
37,65
освещение
10,00
0,85
1,00
0,95
0,33
8,50
2,79
 
 
 
 
 
Сумма
1248,67
970,48
 

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
69
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Электрические нагрузки
Pпасп,кВт
Кс
ПВ
Cos φ
tg φ
Ррасч ,кВт
Qрасч,кВА
Корпус 3
530,90
-
-
-
-
191,40
184,00
Корпус 4
1960,00
-
-
-
-
543,40
593,00
Корпус 5
2975,00
-
-
-
-
1470,00
827,40
Корпус 6
1003,00
-
-
-
-
549,00
341,00
Вспомогательные
 
 
 
 
 
 
 
КНС
152,00
0,75
1,00
0,80
0,75
114,00
85,50
очистные
272,00
0,90
1,00
0,80
0,75
244,80
183,60
склад ГСМ
94,00
0,75
1,00
1,00
0,00
70,50
0,00
компрессорная
1103,00
0,75
1,00
0,80
0,75
827,25
620,44
вентиляция
120,00
0,75
1,00
0,80
0,75
90,00
67,50
гараж
128,00
0,90
1,00
0,65
1,17
115,20
134,68
станочное
70,50
0,20
0,25
0,50
1,73
7,05
12,21
Сторонние
300,00
0,70
1,00
0,74
0,91
210,00
190,87
 
                                                                                           

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
70
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
10
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Сварочный участок может содержать оборудование для различных типов сварки. Например, ультразвуковые машины для шовной сварки мягких термопластичных материалов типа УЗСМ1-0,4/44(УЗОР), применяемые в различных отраслях промышленности (в том числе и машиностроительной), питаются от сети 380 В.
Шлифовальный, заточный, станочный участки могут содержать станки, в приводах которых могут использоваться различные асинхронные двигатели, напряжение которых 220/380 В (двигатели асинхронные трехфазные с короткозамкнутым ротором серии RА71 и А71, АИР71, АИС80,  АИРМ63,  АИСМ71 и т.д. и т.п.).
Вентиляционный участок также может содержать вентиляторы, осевые и радиальные, с различными сериями асинхронных двигателей (4А132S4,  4А180М2, АИР100S4, АИР112МА6), которые также питаются от 3-х фазной сети 380 В.
Корпус 2. Выбор оборудования проводится аналогично. Основным напряжением будем считать также 380 В.
В качестве осветительной нагрузки примем люминесцентные лампы, напряжение которых должно быть не выше 220 В. Электроснабжение рабочего освещения выполняется самостоятельными линиями от щитов подстанции. При этом электроэнергия от подстанции передается питающими линиями на осветительные магистральные пункты или щитки, а от них групповым осветительным щиткам.
Вспомогательные и сторонние. Ввиду небольшой мощности приемников примем за основное напряжение 380 В.
Таким образом, основным напряжением данного машиностроительного предприятия будет считаться напряжение 0,4 кВ. Соответственно для преобразования высокого напряжения 6 кВ потребуются трансформаторные подстанции.
Характерной особенностью предприятия является отсутствие приемников с резкими ударными нагрузками.
Режимы работы (ПР, ДР, ПКР) указаны в задании на проектирование.
 
1.2 Выбор питающих напряжений
Выбор напряжения пи­тающих и распределительных сетей зависит от мощности, потребляемой предприятием, его удаленности от источника питания, напряжения источника питания (особенно для небольших и средних предприятий), количества и единичной мощности электро­приемников (электродвигатели, электропечи, преобразователи и др.).
напряжение 35 кВ имеет экономи­ческие преимущества при передаваемой мощ­ности не более 10 МВ • А. Его применение целесообразно, например, для удаленных на­сосных станций водозаборных сооружений промышленных предприятий. Это же напря­жение может применяться и для распреде­ления электроэнергии на предприятиях ука­занной мощности при помощи глубоких вводов в виде магистралей, к которым при­соединяются трансформаторы 35/0,4-0,66 или 35/6 - 10 кВ, а также для питания мощ­ных электроприемников (сталеплавильные электропечи) на предприятиях большей мощ­ности;
напряжение 110 кВ целесообраз­но применять при потребляемой промыш­ленным предприятием мощности 10-150 МВ • А даже при необходимости соот­ветствующей трансформации на РПС.
Значение первичного напряжения су­щественно не влияет на экономические показатели, важнее значение напряжения, на   которое   производится   трансформация.
При мощностях, превышающих 120 - 150 МВ • А, для электроснабжения промыш­ленных предприятий возможно применение напряжения 220 кВ при наличии свободной мощности на РПС на этом напряжении;
напряжения 10 и 6 кВ применя­ются в питающих и распределительных сетях небольших и средних предприятий и на второй и последующих ступенях распре­делительных сетей крупных предприятий при применении глубоких вводов
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
11
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
12
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Задание на проектирование включает в себя реконструкцию существующего распределительного устройства. Напряжение КСО - 272 6 кВ, кроме этого предприятие получает питание от собственной подстанции 6 кВ. Следовательно, номинальным напряжением будет являться 6 кВ. При отсутсвии этих условий целесообразным был бы переход на напряжение 10 кВ. Таблица 1.1 включает в себя характеристику приемников.
Таблица  SEQ Таблица \* ARABIC 1

Наименование
Категория потребителей
Напряжение электроприемников
Суммарная расчетная мощность, кВА
Примечание
1
Корпус 1
-термический уч-к
-шлифовки
-заточной
-сварочный
-вентиляция
-освещение
Абразивный участок
2+3
380/220
500,31
Напряжение 220в относится к цепям управления и освещению.
Подключение к 2-х трансформаторной подстанции.
2
Корпус 2
-токарный
-шлифовальный
термопласт-автоматы
-сборочный
-сортировочный
-мойка
-шаровый
-галтовки
-термический
-вентиляция
-освещение
-АБК корпуса 2
-столовая
2
380/220
1581,46
Подключение к 2-х трансформаторной подстанции
3
Корпус 3
2+3
380/220
265,5
То же
4
Корпус 4
2+3
380/220
804,32
То же
5
Корпус 5
2+3
380/220
1686,86
То же
6
Корпус 6
2+3
380/220
646,28
То же
7
Вспомогательные
-КНС
-очистные
-склад ГСМ
-компрессорная
-станочное
-вентиляция
-Гараж
+ сторонние
2+3
380/220
1837,4
+283,78
То же
 

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
13
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Итак, потребители данного машиностроительного предприятия относятся к 3,2 категориям, напряжение 380/220 В.
Расчет нагрузок, приведенный в приложении, таким образом, носит ориентировочный характер. Нагрузка, рассчитанная методом коэффициента спроса, относится к 3 уровню, то есть она определена  для шин НН цеховых ТП.
Учтем тот факт, что при расчете нагрузки на 3 уровне не вводится коэффициент разновременности максимумов. Следовательно, расчетные нагрузки будут равны:
Pрасч = 6088,36 кВт; Qрасч =  4501,161 кВАр; Smax = 7551,99 кВА.
Следует отметить то, что реактивная мощность (и полная мощность) дана без учета компенсации реактивной мощности.
В теории выбор мощности цеховых трансформаторов производится по средней мощности за наиболее загруженную смену на 3 уровне. Лишь в исключительных случаях выбор осуществляется по максимальной нагрузке. Будем считать наш случай исключительным, так как расчет производился не методом упорядоченных диаграмм.

1.3  Выбор мощности и числа цеховых трансформаторов
 
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
14
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
При выборе числа и мощности цеховых трансформаторов одновременно должен решаться вопрос об экономически целесообразной величине реактивной мощности, передаваемой через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ.
Суммарную расчетную мощность конденсаторных батарей низшего напряжения, устанавливаемых в цеховой сети, определяют расчетами по минимуму приведенных затрат в два этапа:
1.   Выбирают экономически оптимальное число цеховых трансформаторов;
2.  Определяют дополнительную мощность НБК в целях оптимального снижения потерь в трансформаторах и в сети напряжением 6-10 кВ.
По условию предприятие получает питание от двух подстанций. Исходя из наличия на предприятии потребителей второй и третьей категории, принимаем за основную схему - радиальную, ввод от одной подстанций на одну секцию РУ.
Коэффициент мощности на границе балансовой принадлежности должен быть равен 0,967 (по условию).
Исходя из типа предприятия, принимаем плотность нагрузки при напряжении 380 В - 0,25 кВА/м 2. Принимаем трансформаторы мощностью 1600 кВА с коэффициентом загрузки 0,75 (преобладают потребители второй категории).
Проведем выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности.
, где

Экономически оптимальное число трансформаторов определяется:
, m - дополнительно установленные трансформаторы

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
15
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
m определяем по таблице стр.106 (1) m = 0.
Находим наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ:

Суммарная мощность конденсаторных батарей на напряжение до 1 кВ составит:

Дополнительная мощность НБК в целях снижения потерь:


Следует отметить, что при расчете были приняты  некоторые допущения, в частности за расчетную нагрузку была взята максимальная мощность, а не средняя максимальная за наиболее загруженную смену (причина указана выше). Ввиду этих допущений данный расчет нельзя считать окончательным.
Определим число трансформаторных подстанций. Предприятие получает питание от двух подстанций, причем расчетная их нагрузка неизвестна, поэтому количество цеховых ТП и их мощность будем выбирать исходя из равномерности нагрузки шин НН (при 2-х трансформаторных подстанциях).
Исходя из указанной плотности нагрузки 0,25 кВА/м 2 за основную мощность трансформаторов выбираем 1600 кВА.(1 , 2)
Распределим нагрузки следующим образом:
1 ТП: Корпус 1, Корпус 2, Корпус 3, склад ГСМ, вентиляция, станочное отделение.
2 ТП: Корпус 5, Корпус 6, сторонние.

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
16
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
3 ТП: Корпус 4, КНС, очистные, компрессорная, гараж.
Определим коэффициенты загрузки трансформаторов:
для КТП 1 -

для КТП 2-
 

 
  для КТП 3 -

 
Итоги удовлетворительны, однако данные коэффициенты загрузки даны без учета компенсации.
Расчет, приведенный выше, показал целесообразным установить в сети до 1 кВ конденсаторные батареи, суммарная мощность которых составляет 1458 кВАр.
Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
17
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Проверим перегрузочную способность трансформаторов:
Согласно ГОСТ 14209 - 69 общая перегрузка не должна превышать 30% сверх номинальной мощности трансформатора, ГОСТ 14209-85 допускает максимальное значение систематической перегрузки 1,5. Однако, для расчета систематических перегрузок необходимы графики нагрузок. Систематическая перегрузка трансформаторов, установленных в помещении не должна превышать 20 % сверх номинальной мощности и 30% для трансформаторов, установленных открыто, причем среднегодовая температура не должна превышать 5 градусов. Расчетная мощность трансформаторов выбирается с учетом систематической перегрузки с помощью коэффициентов кратности, определяемых временем перегрузки и коэффициентом заполнения графика. В нашем случае определение таких коэффициентов невозможно, поэтому выбор был осуществлен по максимальной нагрузке.
Таким образом, проверка сведется к перегрузочной способности в аварийном режиме.
Для ТП 1: кВА где коэффициент 0,8 взят при условии отключения потребителей 3 категории, количество которых можно условно принять 20% от общего числа потребителей, получаемых питание от данной КТП.
Для КТП 2: 2240 > кВА
Для КТП 3: 2240 > 1963 кВА
Таким образом, все трансформаторы ТП удовлетворяют условиям аварийной перегрузки.
Определим коэффициент мощности на 5 уровне системы электроснабжения.
Для этого вводится коэффициент разновременности максимумов: примем
.
Тогда расчетная нагрузка на шинах РП Sрасч = 6814,61 кВА.
 
                                 

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
18
КП 181300.022.2004 ПЗ
 
Коэффициент мощности: ;
По условию задачи
Таким образом, необходимо принять меры по обеспечению повышения коэффициента мощности.
Предварительный расчет показал целесообразным  установить ККУ Суммарной мощностью 1458 кВАр.
Однако данные расчеты производились без учета потерь в трансформаторах. Поэтому примем к рассмотрению потери активной и реактивной мощности в трансформаторах. На трансформаторных подстанциях установлены трансформаторы типа ТМЗ-1600/6. 
 
1.4. Компенсация реактивной мощности
Данные трансформаторов: Потери Pхх =2650 Вт, Pкз = 16500 Вт, Uкз = 6%,   Iхх = 1%.
Определим потери в трансформаторах:
Активные потери:
Потери реактивные
Аналогично, для других комплектных трансформаторных подстанций:




 

Перв. примен.
 
Справ. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № дубл.
 
Взам. инв. №
 
Подпись и дата
 
Инв. № подл.