~1 (Электроснабжение механического цеха), страница 2

где Qср - средняя реактивная мощность подгрупп электро приемников

n

åQср= 4.56 + 80.1=84.66 [квар]

1

Ки.с.= åРср / åРном

Ки.с.= 40.69 / 203.44 = 0.2

Определим отношение Рном наибольшего электро приемника к Рном наименьшему электро приемнику

m= Рном макс / Рном мин

m=42.6 / 9.1= 4.68

m=4.68

В соответствии с практикой проектировании установлено, что при m>3 и Ки³0.2 эффективное число приемников принято считать по формуле

n

nэ= 2åРном / Рном макс

1

nэ= 2×112.37 / 91.07

nэ= 9.5

По графику 2.15.[1] находим коэффициенты максимальной активной мощности: Кмax=1.84

Максимальная активная нагрузка

n

Рмах= Кмах × åРср

1

Рмах= 1.84×40.69=74.86 [кВт]

Рмах=74.86 [кВт]

Максимальная реактивная нагрузка определяется в соответствии со следующими параметрами , при nэ £10

n

Qмах= åQср

1

где Qср - средняя реактивная мощность электро приемников входящих в данную группу

Qмах=84.66 [квар]

С постоянным графиком нагрузки

Для них Рном=Рпасп

Токарные станки

Рном1= n × Рпасп

где n - количество станков

Рном1= 20×5.2= 104 [кВт]

Рном1=104[кВт]

Рср1= Ки×Рном1

Рср1= 0.2×104=20.8 [кВт]

Qср1=Рср1×tgj

Qср1=20.8×1.15= 23.92 [квар]

Qср1=23.92[квар]

Фрезерные станки

Рном2= n×Рпасп

Рном2=12×7.2=86.4 [кВт]

Рном2=86.4 [кВт]

Рср2=Ки×Рном2

Рср2=0.2 × 86.4= 17.28 [кВт]

Рср2=17.28 [кВт]

Qср2=Рср2 × tgj

Qср2=17.28 × 1.15= 19.872 [квар]

Qср2=19/872 [квар]

Станки плоскошлифовальные

Рном3= n × Рпасп

Рном3= 3 × 8.3 = 24.9 [кВт]

Рном3= 24.9 [кВт]

Рср3= Ки × Рном3

Рср3= 0.14 × 24.9 = 3.486 [кВт]

Рср3= 3.486 [кВт]

Qср3=Рср3 × tgj

Qср3=3.486 × 1.15= 4.009 [квар]

Qср3=4.009 [квар]

Кругло шлифовальные станки

Рном4= n × Рпасп

Рном4=2 × 12.2 =24.4 [кВт]

Рном4=24.4 [кВт]

Рср4= Ки × Рном4

Рср4=0.14 × 24.4 =3.416 [кВт]

Рср4=3.416 [кВт]

Qср4= Рср4 × tgj

Qср4=3.416 × 1.15 = 3.93 [квар]

Qср4=3.93 [квар]

Станки сверлильные

Рном5= n × Рпасп

Рном5=2 × 2.2 =4.4 [кВт]

Рном5=4.4 [кВт]

Рср5= Ки × Рном5

Рср5=0.12 × 4.4 = 0.528 [кВт]

Рср5=0.528 [кВт]

Qср5= Рср5 × tgj

Qср5=0.528 × 1.15 = 0.607 [квар]

Qср5=0.607 [квар]

Станки заточные

Рном6= n × Рпасп

Рном6=1 × 1.3 = 1.3 [кВт]

Рном6=1.3 [кВт]

Рср6= Ки × Рном6

Рср6=0.12 × 1.3 = 0.156 [кВт]

Рср6=0.156 [кВт]

Qср6= Рср6 × tgj

Qср6=0.156 × 1.15 = 0.179 [квар]

Qср6=0.179 [квар]

Насосы

Рном7= n × Рпасп

Рном7=4 × 35 = 140 [кВт]

Рном7=140 [кВт]

Рср7= Ки × Рном7

Рср7=0.7 × 140 = 98 [кВт]

Рср7=98 [кВт]

Qср7= Рср7 × tgj

Qср7=98 × 0.75 = 73.5 [квар]

Qср7=73.5 [квар]

Вентиляторы

Рном8= n × Рпасп

Рном8=3 × 25 = 75 [кВт]

Рном8=75 [кВт]

Рср8= Ки × Рном8

Рср8=0.8 × 75 = 60 [кВт]

Рср8=60 [кВт]

Qср8= Рср8 × tgj

Qср8=60 × 0.75 = 45 [квар]

Qср8=45 [квар]

Электропечи

Рном10= n × Рпасп

Рном10=2 × 40 = 80 [кВт]

Рном10=80 [кВт]

Рср10= Ки × Рном10

Рср10=0.7 × 80 = 56 [кВт]

Рср10=56 [кВт]

Qср10= Рср10 × tgj

Qср10=56 × 0 = 0 [квар]

Qср10=0 [квар]

Итоговые данные по электро приемникам с постоянным графиком нагрузки

n

åРном = Рном1 + … Рном8+ Рном10

1

n

åРном=104+86.4+24.9+24.4+4.4+1.3+140+75+80=540.4 [кВт]

1

n

åРср= Рср1+…+Рср8+Рср10

1

åРср=20.8+17.28+3.486+3.416+0.528+0.156+98+60+56=218.06 [кВт]

n

åQcр= Qср1+…+Qср8+Qср10

1

åQcр=23.92+19.872+4.009+3.93+0.607+0.179+73.5+45+0=171.01 [квар]

для приемников с постоянным графиком нагрузки

n

Кмакс=1 - Рмакс=åРср=218.06 [кВт]

1

n

Qмакс=åQср=171.01 [квар]

1

2.5. Выбор компенсирующих устройств и выбор мощности трансформатора

Средняя мощность все потребителей

n

Рср=åРср = Рср1+Рср2+…+Рср11

1

n

Рср=åРср = 218.06+40.69 = 258.75 [кВт]

1

Рср= 258.75 [кВт]

n

Qср=åQср = Qср1+Qср2+…+Qср11

1

n

Qср=åQср=171.01+84.66 = 255.67 [квар]

1

Qср= 255.67[квар]

2 2

S=ÖРср + Qср

где Рср и Qср - средняя активная и реактивная мощности для всех потребителей

2 2

Sср=Ö 258.75 + 255.67 = 363.75[кВА]

Sср=363.75 [кВА]

Определяем максимальные мощности всех электро потребителей

Рмакс=Рмакс1 + Рмакс2

где Рмакс1 и Рмакс2 - активные мощности потребителей с постоянным и переменным графиком нагрузки

Рмакс=218.06 + 74.86 = 292.92 [кВт]

Рмакс= 292.92[кВт]

Qмакс=Qмакс1 + Qмакс2

где Qмакс1 и Qмакс2 - реактивная мощность потребителей с постоянным и переменным графиком нагрузки

Qмакс=171.01 + 84.66 = 255.67 [квар]

Qмакс= 255.67 [квар]

2 2

Sмакс= ÖРмакс + Qмакс

Sмакс= Ö 85790.4+65367.1=388.7

Sмакс= 388.7 [кВА]

Определяем cosj по формуле

cosj = Рмакс / Sмакс

где Рмакс - активная максимальная мощность всех потребителей

Sмакс - полная максимальная мощность

cosj = 292.92 / 388.7 = 0.753

Так как cosj слишком мал , то требуется компенсация с помощью батарей статических конденсаторов мощностью Qс= 220 [квар]

Определяем максимальную реактивную мощность с учётом статических конденсаторов

Q'макс = Qмакс - Qс

где Qс - мощность статических конденсаторов

Q'макс = 255.67 - 220 = 35.67[квар]

Q'макс = 35.67[квар]

Уточним значение S'макс

2 2

S'макс=Ö Рмакс + Q'макс

2 2

S'макс=Ö292.9 + 35.67 = 295.06[кВА]

S'макс= 302.872 [кВА]

Подсчитаем значение cosj с учетом применения компенсирующий устройств

соsj = Рмакс / S'макс

где Рмакс - активная максимальная мощность всех потребителей

S'макс - полная максимальная мощность всех потребителей с учетом статических конденсаторов.

cosj = 292.9 / 295.06= 0.99

cosj = 0.99

Cхема подключения батарей конденсаторов

~ 380 В

Р

П

где П - предохранитель ,

Р - трех фазный рубильник

Выбираем мощность трансформатора (приложение 12)

Sтр ³ S'макс

Sтр = 295.06 [кВА]

Sном.тр. = Sмакс / b

Sном.тр. = 295.06 / 0.75 = 393.41 [кВА]

Sном.тр. = 393.41 [кВА]

Возьмем один трансформатор типа ТС3-400

80х50 ; ШРА4-630-32 IУ3

2.6. Расчет заземления

Определяем число электродов заземления подстанции 604 [кВ] на стороне с напряжением 6 [кВ]

Нейтраль изолирована на стороне 0.4 [кВ] , наглухо заземлена .Заземление общей протяженностью воздушной линии lвл=0 км , кабельной линии lкаб=5 км

4

y2 = 1.5 , Ãизм.= 0.6 × 10 [Ом]

Решение :

Ток однофазного заземления на землю в сети 6 [кВт]

Iз = U ( 35 lкаб + lв) / 350

где U - напряжение питающей сети

lкаб - длина кабеля

lв - длина воздушной линии

Сопротивление заземляющего устройства для сети 6 [кВт]

R = Uз / Iз

где Uз - заземляющее напряжение

Iз - ток однофазного заземления на землю

Rз = 125 /3 = 41.7 [Ом]

Rз = 41.7 [Ом]

Сопротивление заземления для сети 0.4 [кВт] с глухо заземленной нейтралью должно быть не более 4 [Ом]

Расчетное удельное сопротивление группы равняется

гр = y2 × Ãизм.

4 3

Ãгр = 1.5 × 0.6 × 10 = 9 × 10 [Ом × м]

3

Ãгр = 9 × 10 [Ом × м]

Выбираем в качестве заземлителей прутковое заземление длиной l = 5м

Сопротивление одиночного пруткового электрода равно

Rо.пр. = 0.00227 × 9000 = 20.43 [Ом]

Rо.пр. = 20.43 [Ом]

Применяемые заземлители размещаются в ряд с расстоянием между ними а=6м

Коэффициент экранирования h=0.8 при а>1 , R=4 [Ом]

n = Rо.пр. / hRэ

где Rо.пр. - сопротивление одиночного пруткового электрода

Rэ - сопротивление взятое из правил установки электро оборудования

n = 20.43 / 0.8 × 4 = 6.38 , округляем в большую сторону

n = 7 [шт]

Заземление включает в себя семь прутков.

2.7. Расчет токов короткого замыкания от источников питания с неограниченной энергии

При расчете токов короткого замыкания важно правильно составить расчетную схему , т.е. определить что находиться между точкой короткого замыкания и источником питающим место короткого замыкания , а для этого необходимо рассчитать токи короткого замыкания . Предположим , что подстанция подключена к энергосистеме мощностью S = ¥ , питающее режимное сопротивление системы Хо = 0

Uн=10 кВт

К1 К2

э нергосистема

кабель ТС3-400

l=5 км l=0.4 км

АСБ(3х15) ААБ(3х70) Uк=5.5%

Sc=¥ ; Хс=0 шины ГРП

подстанция потребителя

Для удобства расчета используются системы относительных и базисных величин. Sб - базисная мощность , величина которой принимается за 1.

Для базисной мощности целесообразно принимать значения 100 , 1000 [кВт]

или номинальную мощность одного из источников питания.

Uб - базисное напряжение , принимается равным номинальным (250,115,15,3,0.525,0.4,0.25)

Сопротивление в относительных единицах при номинальных условиях:

2

реактивное - Х* = Ö3 × Iном×Х/Uном = Х ( Sном /Uном )

где Iном - номинальный ток питающей сети

Х - реактивное сопротивление сети

Uном - номинальное напряжение сети

Sном - номинальная мощность

2

активное - R* = Ö3 × Iном× R/Uном = R ( Sном /Uном )

где R - активное сопротивление сети