150732 (621371), страница 3
Текст из файла (страница 3)
— активная, кВт,
,
где кс – коэффициент спроса на освещение, для производственных зданий состоящих из многих отдельных помещений кс=0,85;
кпот – коэффициент потерь в ПРА, для ЛЛ равный 1,2;
,
- номинальная мощность светильников с ЛЛ и ЛН соответственно, кВт, берется по таблице 2.2;
=54,026.
— реактивная, квар,
,
где tgφo – коэффициент реактивной мощности освещения,о.е.,
tgφo=tg(arccosφо),
cosφo=0,9;
tgφo=tg(arccos0,9)=0,484;
=22,954.
2.3 Выбор силовых трансформаторов
Принимается комплектная двухтрансформаторная подстанция, т.к. большинство потребителей электрической энергии данных цехов относятся к потребителям II категории надежности, и перерыв электроснабжения допустим на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала .
Расчет силовой нагрузки трансформаторов подстанции приведен в таблице 2.1, расчет осветительных нагрузок выполнен в п.2.2.3. Осветительная нагрузка присоединяется к трансформатору №1 трансформаторной подстанции.
Нагрузки трансформаторов:
Трансформатор №1
Рсм1=Рссм1+Росм,
Рсм1=251,719+54,026=305,745 кВт;
Qсм1=Qссм1+Qосм,
Qсм1=305,097+22,954=328,051 квар;
Рр1=Рср1+Рор,
Рр1=266,511+54,026=320,537 кВт;
Qр1=Qср1+Qор,
Qр1=305,097+22,954=328,051;
Трансформатор №2
Рсм2=274,212 кВт;
Qсм2=237,434 квар;
Рр2=290,502 кВт;
Qр2=237,434 квар.
По подстанции в целом
=545,347 кВт;
=542,530 квар.
При проектировании целесообразно отдавать предпочтение комплектным трансформаторным подстанциям (КТП). КТП состоит из трех узлов: шкафа ввода ВН, силового трансформатора, РУ НН. Шкаф ввода ВН предназначен для глухого присоединения трансформатора к линии или через выключатель нагрузки, или через разъединитель с предохранителем. Трансформатор КТП может быть один из марок ТМЗ, ТНЗ или ТС. РУ НН состоит из набора металлических шкафов, в которых устанавливают предохранители типа ПН-2 для отходящих линий или автоматические воздушные выключатели.
Выбор числа и мощности трансформаторов производится по средней мощности за наиболее загруженную смену Sсм. В этом случае число и мощность трансформатора можно определить по Sсм из того предложения, что в сети НН осуществляется полная компенсация реактивной мощности до cos = 1, и тогда Sсм = Рсм:
где КЗ – коэффициент загрузки трансформатора, который принимается для КТП Кз = 0,65;
Рсм – среднесменная мощность трансформатора, кВт.
Значения коэффициентов загрузки трансформаторов определены из условия взаимного резервирования трансформаторов в аварийном режиме с учетом допустимой перегрузки оставшихся в работе трансформаторов в 1,3 раза на время максимума нагрузки с общей продолжительностью по 6 ч в каждые из пяти суток
Мощность трансформаторов, кВА,
Трансформатор №1
,
;
Трансформатор №2
,
.
Принимаются к установке на КТП два трансформатора типа ТМЗ-630/6.
Коэффициент загрузки трансформатора, о.е., в максимальном режиме при условии полной компенсации реактивной мощности,
Кз=Рр/Sном.тр,
Трансформатор №1
Кз=320,537/630=0,509;
Трансформатор №2
Кз=290,502/630=0,461.
Коэффициент загрузки в аварийном режиме при отключении одного трансформатора,о.е.,
,
=0,866,
что меньше допустимого значения 1,3.
2.4 Выбор сечений кабельных линий напряжением 6 кВ, питающих
КТП
Выбор сечений производится по экономической плотности тока и проверяется по условию нагрева.
Экономическое сечение определяется из выражения
где IP – расчетный ток линии в нормальном режиме работы, А,
,
;
jэк – экономическая плотность тока /3/, А/мм2;
.
Выбирается кабель марки ААБ 350 (Iдоп = 155А – кабель проложен в земле).
Проверка по нагреву:
Расчетный ток в линии в послеаварийном режиме, А,
Проверка выбранного кабеля по нагреву в послеаварийном режиме:
Все условия выполняются
2.5 Компенсация реактивной мощности
Компенсация реактивной мощности на шинах 0,4 кВ подстанции выполняется исходя из двух условий: потребление реактивной мощности ниже экономического значения и допустимая загрузка трансформаторов.
Предприятию задано экономическое значение коэффициента реактивной мощности на шинах 0,4 кВ подстанции tgφэ=0,3. Принимается, что при соблюдении данного значения, предприятие в целом не превышает экономической величины потребляемой реактивной мощности.
Первое условие.
Необходимая мощность компенсирующих устройств, квар,
,
где tgφф – фактический коэффициент реактивной мощности, о.е.,
tgφф=Qp/Pp;
Трансформатор №1
tgφф=328,051/320,537=1,023;
=231,890;
Трансформатор №2
tgφф=237,434/290,502=0,817;
=150,189.
Второе условие.
Коэффициент загрузки трансформаторов в расчетном режиме до компенсации, о.е.,
,
Трансформатор №1
=0,728;
Трансформатор №2
=0,595.
Реактивная мощность, которую можно передавать через трансформатор в нормальном режиме работы, квар,
,
Трансформатор №1
=272,416;
Трансформатор №2
=304,135.
Необходимая мощность компенсирующих устройств, квар,
=Qp-Qпер,
Трансформатор №1
=328,051-272,416=55,635;
Трансформатор №2
=237,434-304,135=-66,701.
Из мощностей компенсирующих устройств, выбранных по двум условиям, принимается наибольшая. Устанавливаются комплектные компенсирующие устройства ККУ – 0,38 -240 для секции РУ НН первого трансформатора и ККУ – 0,38 —160 – для второго.
Коэффициент загрузки трансформатора после компенсации реактивной мощности, о.е.,
,
Трансформатор №1
=0,527;
Трансформатор №2
=0,477.
2.6 Выбор осветительной сети. Электротехнический расчет
В осветительных установках общего освещения применяется преимущественно напряжение 380/220 В переменного тока при заземленной нейтрали. Так как расчёт ведётся только для общего освещения, то для других видов освещения расчёт не выполняется.
Схема питания осветительной установки состоит из питающих и групповых линий. К питающим линиям относятся участки сети от распределительных устройств подстанций до групповых щитков. К групповым линиям относятся участки сети от групповых щитков до светильников.
Питающие линии выполняются четырёхпроводными, а групповые в зависимости от нагрузки и протяженности бывают двухпроводными, трёхпроводными и четырёхпроводными. Питающие линии осветительной сети могут быть выполнены по радиальной, магистральной или смешанной схемам.
Групповые линии могут быть как однофазными, так и трехфазными. Однофазные групповые линии целесообразно прокладывать для помещений небольшой площади, а также для средних и крупных помещений, освещаемых не слишком часто установленными светильниками с ДРЛ и ЛН небольшой мощности до 150-200 Вт и люминесцентными светильниками. Трехфазные групповые линии экономичны в больших помещениях, освещаемых мощными светильниками с ЛН 500-1000 кВт или лампами ДРЛ.
Групповые щитки необходимо располагать ближе к центру осветительных нагрузок и в местах, доступных для обслуживания.
Для светильников аварийного освещения устанавливается отдельные щитки, которые присоединяются к сети, не зависящей от рабочего освещения. При этом освещенность, создаваемая светильниками аварийного освещения, входит в общий баланс освещенности производственного помещения.
Согласно вышеприведенным рекомендациям питающие линии выбираются четырёхпроводными, а групповые – двухпроводными. К РУ НН КТП присоединяется магистральный щит освещения (МЩО), от которого отходят питающие линии щитов освещения (ЩО), выполненные по смещанной схеме.
Сечение проводников осветительной сети определяется по допустимой потере напряжения. В тех случаях, когда рассчитывается разветвленная сеть, то есть когда имеются трехфазные и однофазные ответвления, сечение вычисляется по формуле, мм2,
,
где М – сумма моментов рассчитываемого и всех последующих по направлению потока энергии участков с тем же числом проводов в линии, что и рассчитываемый участок, кВт·м,
m – сумма моментов всех ответвлений, питаемых через рассчитываемый участок с отличным числом проводников в линии, кВтм;
– коэффициент приведения моментов, когда ответвления имеют иное число проводов, чем рассчитываемый участок /3/, о.е.;
– коэффициент, зависящий от системы сети, рода тока, материала проводника /3/, о.е.;
– допустимая потеря напряжения осветительной сети /2/, %.
Момент нагрузки i-ого участка сети, кВт·м,
,
где Ppi – расчетная мощность i-ого участка сети, кВА;
Lпрi – приведенная длина i-ого участка сети, м;
Lпрi=Loi+Lpi,
где Loi - длина i-ого участка до распределенной нагрузки, м;
Lpi - длина распределенной нагрузки i-ого участка, м;
Схема осветительной сети представлена на рисунке 2.3.
В качестве проводников осветительной сети для питающих линий используется четырехжильный кабель марки АВВГ, для групповых линий – двухжильный марки АВВГ.
Пример расчёта приводится для линии МЩО –ЩО1.
Сумма моментов, кВт·м,
;
Сечение проводника, мм2,
.
Полученное значение округляется до стандартного мм2.
Проверка выбранного кабеля по допустимому длительному току, А,
где Iдоп – допустимый длительный ток на кабели данного сечения /1/, А,
Iдоп=17,48 А;
Iр - расчетный ток в линии, А,
Условие выполняется.
Действительная потеря напряжения на участке 1-2, %,
,
.
Допустимая потеря напряжения на оставшихся участках, %,
,
.
Дальнейший расчёт выполняется аналогично, результаты расчёта сводятся в таблицу 2.3.
Прокладка трасс проводников системы освещения выполняется на лотках и по строительным конструкциям на высоте, зависящей от типа помещения и наличия производственных конструкций.
Щиты освещения располагаются на колоннах на высоте 1,5 м от пола. Расположение ЩО показано на рисунке 2.1.
2.7 Выбор схемы и конструктивное выполнение внутрицехового
электроснабжения напряжением до 1 кВ
Основной тенденцией в проектировании электроснабжения является сокращение протяженности сетей низшего напряжения путем максимального приближения высшего напряжения (трансформаторной подстанции) к потребителям электроэнергии.
Сети напряжением до 1000 В подразделяются на питающие, прокладываемые от трансформаторной подстанции или вводного устройства до силовых пунктов, и распределительные, к которым присоединяются ЭП. В комплекс внутрицехового электроснабжения входят питающие и распределительные линии, РП напряжением до 1000 В, аппаратура коммутации и защиты сетей и ответвлений к отдельным ЭП. Питающие и распределительные сети могут быть выполнены по радиальным, магистральным и смешанным схемам.
Радиальные схемы наиболее часто используются для питания отдельных относительно мощных ЭП (двигатели компрессорных и насосных установок, печи и т.д.), а также в случаях, когда мелкие по мощности ЭП распределяются по цеху неравномерно и сосредоточены группами на отдельных участках (ремонтные мастерские, отдельные участки с непоточным производством и т.п.). К достоинствам радиальных схем относятся: высокая надежность питания (выход из строя одной линии не сказывается на работе потребителей, питающихся от других линий), а также возможность автоматизации переключений и защиты.