Электроснабжение цеха по переработке германиевых концентратов ФГУП «Германий»

соответствующий нормативному значению коэффициента cos = 0,93,  = 0,4.

Q_К.У.=324,42 · (0,72–0,4) = 104 кВАр.

Принимаем для установки одну конденсаторную установку напряжением 380 В, с номинальной мощностью 110 квар, типа УК-0,38-110Н [19].

Определяем окончательное значение фактического средневзвешенного коэффициента мощности после компенсации. Для этого находим фактический .

                             = (∑ P_P ∙ tgφ₁- Q_{К.У.факт})/ ∑ P_P                                       (4.8)

 = (324,42 · 0,72-110)/324,42 = 0,381   

При  = 0,381   = 0,93.

Таблица 4.2 – Расчет нагрузки потребителей цеха

	РН, кВт	n, шт.		РН, кВт	КС	cos	tg	PP, кВт	QP, квар	t, ч	WA, кВт*ч	WP, кВАр*ч
Передел разложения концентрата
Реактор разложения	85	3	425,0		0,65	0,8	0,75	276,25	207,19	24	6630	4972,56
Насос водяной	0,55	1	0,55		0,8	0,5	1	0,33	0,4	24	9,6	10,6
Передел дистилляции
Нагреватель куба-испарителя колонны дистилляции	6	1	6,0		0,8	0,95	0,33	4,8	1,58	22	105,6	34,76
Передел экстракции
Насос газовый	0,33	1		1,0	0,45	0,6	1,33	0,45	0,60	18	8,10	10,80
Передел ректификации
Нагреватель куба-испарителя колонны ректификации	2,5	2		5,0	0,8	0,95	0,33	4,0	1,32	20	80,0	26,40
Нагреватель среднего куба колонны ректификации	1	2		2,0	0,8	0,95	0,33	1,60	0,53	20	32,0	10,60
	РН, кВт	n, шт.		РН, кВт	КС	cos	tg	PP, кВт	QP, квар	t, ч	WA, кВт*ч	WP, кВАр*ч
Холодильник шариковый	1,2	1		1,20	0,45	0,6	1,33	0,54	0,72	14	7,56	10,08
Передел гидролиза
Гидролизер	2,4	1		2,40	0,65	0,8	0,75	1,56	1,17	24	37,44	28,08
Насос газовый	1	1		1,0	0,45	0,6	1,33	0,45	0,60	14	6,30	8,40
Фильтр-пресс	2,8	1		2,8	0,45	0,6	1,33	1,26	1,68	10	12,60	16,80
Передел сорбции
Реактор нейтрализации	1,7	2		3,40	0,65	0,8	0,75	2,24	1,68	0,5	1,12	0,84
Фильтр-пресс рамный	2,8	1		2,80	0,45	0,6	1,33	1,26	1,68	10	12,60	16,80
Насос	4,0	5		20,0	0,45	0,6	1,33	9,0	11,97	18	162,0	215,46
Передел восстановления
Печь восстановления	20	1	20,0		0,8	0,95	0,33	16,0	5,28	24	384,0	126,72
Освещение
Производственные помещения	-	-		6,4	0,8	0,95	0,33	5,01	1,65	24	120,2	39,60
Итого								324,42	237,65		7599,6	5517,9

Окончание таблицы 4.2

4.5Выбор числа и мощности трансформаторов

По суммарной активной нагрузке  (таблица 4.2) и фактическому коэффициенту мощности определяем расчётную мощность для выбора трансформаторов на цеховой подстанции по формуле:

                                                                                      (4.9)

 кВ*А

Поскольку у нас имеются потребители первой категории, выбираем два трансформатора типа ТМ-250/6 [19, таблица 2-93].

На двух трансформаторных подстанциях мощность трансформаторов выбираем так, чтобы при аварии с одним трансформатором, второй обеспечивал питание всех электроприёмников первой и второй категории. Для проверки выполнения этого условия вычисляем коэффициент загрузки трансформатора в номинальном К_з.н. и аварийном К_з.ав. режимах, который в соответствии с требованиями правил технической эксплуатации (ПТЭ) электроустановок потребителей, должны находиться в следующих пределах:

                                     ;                             (4.10)

                                     .                              (4.11)

Коэффициент загрузки трансформатора в номинальном и аварийном режимах соответственно будет:

;

.

Так как К_з.н меньше 0,8, а К_зав равно 1,4, то принятые трансформаторы удовлетворяют требованиям ПТЭ. Для защиты трансформаторов на стороне 6 кВ принимаем предохранители ПК-6.

4.6 Выбор кабелей напряжением 0,4 кВ и 6 кВ

Прокладку силовых кабелей предусматриваем в каналах, устроенных в полу цеха. Принимаем четырехжильные кабели напряжением 1 кВ с алюминиевыми жилами без брони с поливинилхлоридной оболочкой марки АВРГ [19, таблица 4-50].

Выбор сечения кабелей производим по длительно допустимой токовой нагрузке и проверяем по потере напряжения. Выбираем кабель для питания РП-1 (передел восстановления). Расчетный ток на кабель составляет:

                            ,                                     (4.12)

где Р_р.1 – расчётная нагрузка на кабель;

U_н – номинальное линейное напряжение сети, В;

cos j_{ср.вз.к1} – средневзвешенный коэффициент мощности, определённый с учётом нагрузок только выбираемого кабеля;

h_с = (0,92¸0,95) – КПД электрической сети.

А

По [19, таблица 4-32], принимаем один кабель с сечением жилы 4 мм² для которого I_доп = 27 А.

Проверяем выбранный кабель по потере напряжения:

                                     ;                                 (4.13)

где l – длина, м;

S – сечение кабеля, мм²;

g – удельная проводимость материала жилы кабеля, g = 32 м/(Ом×мм²).

.

,

Потеря напряжения в кабеле, выраженная в процентах от номинального напряжения, не должна превышать 5 %, т.е. выбранный кабель удовлетворяет нормам.

Выбираем кабель для питания РП-2 (передел разложения концентрата)

J_р.2=276,25*10³/(1,73*380*0,8*0,95) = 552,92 А.

Принимаем 4 кабеля с сечением жилы 70 мм², для которого J_ДОП.=140 А.

Проверяем выбранный кабель по потере напряжения

∆U ₂ =1,73*552,92*(50/(32*70))*0,93 = 19,86 B,

∆U _2%=∆U ₂/∆U _и∙100%= 19,86/380*100 = 5,23 %,                                                

т.е. выбранный кабель удовлетворяет нормам.

 Выбираем кабель для питания РП-3 (передел очистки тетрахлорида германия, гидролиза и сорбции).

J_р.3= 27,16*10³/(1,73*380*0,73*0,95) = 59,57 А.

Принимаем один кабель с сечением жилы 16 мм², для которого J_ДОП. = 60 А.

Проверяем выбранный кабель по потере напряжения

∆U ₃=1,73*59,57*30/(32*16)*0,93 = 5,62 B,

∆U _3%=∆U ₃/∆U _и∙100%= 5,62/380*100%= 1,75 %,                                               

т.е. выбранный кабель удовлетворяет нормам.

Результаты расчета сведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Результаты расчета кабелей

Наименование кабеля	Длина кабеля, м	Принятая марка и сечение кабеля	Расчетный ток, А	IДОП., А	Потеря напряжения , %
к РП-1	30	АВРГ 3х4+11,5	26,97	27	2,68
к РП-2	50	4АВРГ3х70+150	552,92	140	5,23
к РП-3	30	АВРГ 3х16+110	59,57	60	1,75

Участковый распределительный пункт РП-1 служит для распределения электроэнергии между потребителями передела восстановления.

Распределительный пункт РП-2 является распределителем электроэнергии на переделе разложения концентрата.

Распределительный пункт РП-3 служит распределителем электроэнергии на переделе очистке тетрахлорида германия, гидролиза и сорбции.

Таким образом, передел разложения концентрата (как наиболее ответственный) питается по двум кабельным линиям, а остальные – по одной.

Выбор кабелей 6 кВ производим по расчётному току.

                                                                       (4.14)

А

Выбираем кабель с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией в алюминиевой оболочке, проложенный в воздухе, типа ААБ–310 с сечением жилы 10 мм, для которого I_доп = 60 А.

Потери напряжения для этого кабеля составят:

В

%

4.7 Определение годовой стоимости электроэнергии

Стоимость электроэнергии рассчитываем по формуле:

,                                (4.15)

где а – годовая стоимость 1 кВт максимальной активной мощности за расчетный период;

Р_макс – максимальная активная мощность, кВт;

в – стоимость 1 кВт×ч потребляемой активной энергии по тарифу