Проектирование системы электроснабжения производственного участка, страница 3

1.3.  Выбор силового трансформатора цеховой подстанции

2.  Выбор трансформатора цеховой подстанции производится по ГОСТ 14209-85. Трансформатор выбираем масляный. Номинальная мощность трансформатора выбирается из стандартного ряда мощностей [4, стр. 215-218].

3.    Рассчитаем значения активной, реактивной и полной мощностей в течении суток по типовому графику электрической нагрузки. Результаты расчетов сведены в таблицу 1.2.

Таблица 1.2.

Изменение активной, реактивной и полной мощности в течение суток

№ часа	Мощность, %	P, кВт	Q, кВАр	S,кВА
1-2	10	33,945	43,717	55,348
3-4	20	67,89	87,434	110,696
5-6	20	67,89	87,434	110,696
7-8	30	101,835	131,151	166,044
9-10	50	169,725	218,585	276,74
11-12	90	305,505	393,453	498,132
13-14	100	339,45	437,17	553,48
15-16	60	203,67	262,302	332,088
17-18	80	271,56	349,736	442,784
19-20	60	203,67	262,302	332,088
21-22	50	169,725	218,585	276,74
23-24	30	101,835	131,151	166,044

На основании полученной таблицы построим типовой ступенчатый график полной мощности– рис. 1.2.

Рис. 1.2. Типовой график полной мощности

На основании графика предположим, что целесообразно будет выбрать трансформатор с номинальной мощностью Sнт = 400 кВА. Обозначим на графике (рис.1.2) предполагаемую номинальную мощность трансформатора. Из графика видно, при такой номинальной мощности большую часть времени трансформатор будет работать без перегрузки, но при этом он не будет слишком недогружен. Проверим, подойдет ли трансформатор такой мощности в действительности.

Определим, полную эквивалентную мощность в часы перегрузки трансформатора:

.                                                         (1.16)

Для выбранного трансформатора получим:

кВА

Определим полную эквивалентную мощность в часы недогрузки трансформатора:

.                                                         (1.17)

Для выбранного трансформатора получим:

кВА

Преобразуем типовой график полной мощности в двухступенчатый график нагрузки – рис. 1.3:

Рис. 1.3. Двухступенчатый график нагрузки

Исходя из графика (рис.1.3), принимаем ориентировочное время перегрузки h`=6 часов.

Рассчитаем коэффициент начальной нагрузки:

К1=Sэкв.min/Sнт=183.736/400=0.459                                                        (1.18)

Рассчитаем приблизительный коэффициент перегрузки:

K2'=Sэкв.max/Sнт=500.178/400=1.25                                                         (1.19)

Рассчитаем максимальный коэффициент перегрузки:

Kmax=Smax/Sнт=553.48/400=1.384                                                           (1.20)

где Smax – максимальная мощность нагрузки в течение суток.

Если , то К2 = К2` и h = h`,

если , то  и  ,

где К2 – коэффициент перегрузки,

                 h – время перегрузки.

В нашем случае, Кmax·0,9 = 1,245, следовательно,  К2 = К2` = 1,25,

                                                                                           h = h`= 6 часа.

По таблицам систематических перегрузок, приведенных в ГОСТ 14209-85, определяется допустимое значение коэффициента перегрузки К2доп. Оно зависит от коэффициента начальной нагрузки К1, средней температуры охлаждающей среды за время действия графика Θохл, длительности перегрузки, а также от системы охлаждения трансформатора.

Для Новосибирской области Θохл = +10°С.Тогда, с учетом коэффициента начальной нагрузки и длительности перегрузки, для масляного трансформатора

К2доп=1,404.

Если К2доп ≥ К2, то мощность трансформатора выбрана верно, если К2доп < К2, следует использовать трансформатор следующей ступени напряжения.

В нашем случае К2доп ≥ К2 (1,404 ≥ 1,25), следовательно, мощность трансформатора выбрана верно. Таким образом, выбираем масляный трансформатор со следующими параметрами [4,стр. 215]:

номинальная мощность трансформатора Sнт = 400 кВА,

напряжение на высокой стороне трансформатора Uвн = 10 кВ,

напряжение на низкой стороне трансформатора Uнн = 0,4 кВ,

потери короткого замыкания ∆Ркз = 5,5 кВт,

потери холостого хода ∆Рхх = 0,83 кВт,

напряжение короткого замыкания Uкз,% = 4,5,

ток холостого хода Iхх,% = 1,8.

3.1.  Выбор марки питающего кабеля и расчет его сечения

 Выбор сечения жил кабелей осуществляется по двум параметрам.

1.4.1. Расчет сечения жил кабеля по нагреву рабочим током

Выбор сечения проводника по нагреву длительным током нагрузки сводится к сравнению расчетного тока с допустимым табличным значением для принятых марок провода или кабеля и условий их прокладки. То есть основным условием является:

                                                                                                     

Где IΣ=SΣ/1,732*U=553,48/1,732*10=31.955  А                               (1.21)

Исходя из условия , выбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами  с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в алюминиевой оболочке, прокладываемый в земле:

ААБ 3*16 с Iдд = 75 А [3, табл.1.3.16], где

3 – количество жил кабеля,

16 – сечение кабеля, мм².

1.4.2.Выбор сечения кабеля по экономической плотности тока

Выбор сечения кабеля по экономической плотности тока позволяет найти оптимальное сечение кабеля одновременно как с точки зрения капитальных затрат на сооружение линии, так и с точки зрения потерь электроэнергии в линии.

Экономическая плотность тока jэ зависит от материала проводника, конструктивного исполнения линии и от числа часов использования максимума нагрузки.