Проектирование схемы электроснабжения лянторской средней школы, расчет питающего напряжения и схемы электроснабжения

известны определим коэффициент максимума по таблице (1 стр. 34)

К_mах = 1,2

2.2.9  Определим расчетную максимальную нагрузку по формуле ( 4,стр. 38)

Р_mах = SР_см. ∙ К_mах                               (9)

где К_mах - коэффициент максимума

Р_mах = 51,6 ∙ 1,2 = 61,92 кВт

16

2.2.10 Определим расчетную максимальную реактивную нагрузку по формуле ( 3,стр. 37)

Q_max = 1,1 · SQ_cм                                                      (10)

где SQ_cм - суммарная сменная реактивная нагрузка, кВАр

   Q_max = 1,1 · 25,45 = 28 кВАр

2.2.11 Определим общую максимальную активную нагрузку      по формуле

SP_max = p_c + Р_о + Р_ш                             (11)

где Р_с - активная нагрузка силовой сети, кВт

Р_о - активная нагрузка освещения, кВт

Р_ш - активная нагрузка штепсельных розеток, кВт

SP_max = 71,2 + (7,56 + 4,97) + 0,9 = 84,63 кВт

2.2.12 Определим общую максимальную реактивную нагрузку  по формуле

SQ_max = Q_c + Q_o                                          (12)

где Q_c - реактивная нагрузка силовой сети, кВАр

Q_o - реактивная нагрузка освещения, кВАр

SQ_max = 28 + 1,34 = 37,52 кВАр

2.2.13 Определим расчетную полную мощность сети по формуле  (1,стр. 37)

S_p = √ SP_max² + SQ_max²                                   (13)

S_p = √ 84,63²+ 37,52² = 92,57 кВА

2.2.14 Определим полный ток сети по ( 3,стр. 39)

I_p = S_p / √ 3 · U_hom                                                    (14)

17

где S_p - полная мощность сети, кВА

U_hom - номинальное напряжение сети, кВ

I_p = 92,57 / √ 3 · 0,38 = 140,7 А

2.3 Выбор типа и мощности силовых трансформаторов

Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции предприятия является одним из важных вопросов рационального построения систем электроснабжения.

Когда трансформаторы выбираются с учетом после аварийного режима, при нормальном режиме они работают с недогрузкой.      

Благодаря этому трансформатор в определенные периоды времени может быть перегружен сверх номинальной мощности в зависимости от графика его нагрузки и окружающей температуры без какого-либо ущерба для нормального срока его службы.

Расчитаем тип и мощность силового трансформатора требующегося для питания средней школы № 4.

Так как школа относится к 2  категории электроприемников выбираем два трансформатора, следовательно n = 2

Определим границы мощности трансформаторов по формуле

S_{ном  max} = S_max / n · Кз.1                      (15)

S_{ном  min} = S_max / n · Кз.1                       (16)

где S_max - максимальная мощность

n - количество трансформаторов

К_з - коэффициент загрузки, имеющий предел 0,6 - 0,8

S_{ном  max} = 92,57 / 2 · 0,6 = 77,1 кBA

S_{ном  max} = 92,57 / 2 · 0,8 = 58 кВА

Данные трансформатора имеют номинальную мощность в пределах: S_ном  = 58 ÷ 77,1  кВА                                                        

18

Выбираем по ( 3,стр. 341) тип трансформаторов:

ТМ - 100 ,его  параметрами являются:

- номинальная мощность - 100 кВА

- номинальное напряжение ВН - 6 кВ

- номинальное напряжение НН - 0,4 кВ

- напряжение К.З. - 4,5%

- ток Х.Х.-2,6%

Проверяем мощность трансформатора в аварийном режиме, при этом должно выполняться условие:

1,4 S_ном. > 0,75 S_max.

1,4 ∙ 100 > 0,75 ∙ 92,57

140 кBA > 69,43 кBA

Условие выполняется, следовательно тип трансформатора выбран правильно.

2.4 Расчет и выбор распредсети и её защиты

2.4.1 Выберем сечение проводов по условию нагрева. Определим расчетный ток для выбора сечения провода для электросковороды по формуле 9.9 ( 4 стр.163)

I_р = Р_mах / √ 3 × U_ном  ∙ cos j                        (17)

I_р = 12,5 / √ 3 × 0,38 · 0,9  = 21 А

Выберем провод марки по каталогу АВВГ 3 х 4.

При выборе автоматов будем соблюдаться следующие условия:

а) номинальный ток автомата не должен быть меньше расчетного:

I_н.а ³ I_р

19

б) уставка тока мгновенного срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя принимается по пиковому току линии или по пусковому току электроприемника из условия:

I_у.э ³ (1,25 ¸ 1,5) I_пик

в) уставки тепловых расцепителей с нерегулируемой обратнозависимой от тока характеристикой выбираются по (6.28). Для тепловых расцепителей с регулируемой обратнозависимой от тока характеристикой должно соблюдаться условие:

I_у.т ³1,6 I_р

2.4.2 Выберем автомат для защиты электросковороды по условию 6.26 ( 3, стр.74)

I_н.а ³ I_р                                   (18)

где I_н.а – номинальный ток;

I_р – расчетный ток

50 А ³ 21 А

2.4.3 Выберем уставку тока мгновенного срабатывания для автомат по условию 6.27 ( 3, стр.74)

I_у.э ³ (1,25 ¸ 1,5) I_пик                        (19)

где I_у.э – ток мгновенного срабатывания электромагнитного     расцепителя, А

I_пик. – пиковый ток линии, А

I_у.э  ³  1,5 · 21

150 А ³ 31,5 А

2.4.4 Выберем уставку тепловых расцепителей для автомат по условию 6.28 (1, стр.76)

20

I_у.т ³ 1,6 I_р                                (20)

где I_у.т – ток теплового расцепителя, А

I_у.т ³ 1,6 ·  21

40 А ³ 33,6 А

Так как условие выполняется, марка автомата АП – 50:

I_н=50 А; I_у.т = 40 А; I_у.э = 150 А.

Выбираем марку провода АВВГ 3 x 6. По ПУЭ гл.1.3 сечение провода составляет не менее 6 мм².

Выбор сечения проводов и автоматов для других электроприемников заносим в таблицу 3.

Таблица 3 - Сводная ведомость расчета сечений проводов и    автоматов.

Наименование потребителей	Рном, кВт	Iр, A	Марка провода	Марка автомата
Холодильник	2,50	4,22	АВВГ  3 x 6	АЕ - 1000
Мясорубка	2,20	3,71	АВВГ  3 x 6	АЕ - 1000
Жарочный шкаф	18,00	30,40	АВВГ  3 х 10	АП - 50
Электроплита	22,00	37,14	АВВГ  3 х 10	АП - 50
Вентильный мармит	3,50	5,90	АВВГ  3 x 6	АЕ - 1000
Электросковорода	12,50	21,00	АВВГ   3 х 6	АП - 50
Посудомоечная машина	16,30	27,52	АВВГ  3 х 6	АП - 50
Электрокипятильник	3,00	5,07	АВВГ  3 x 6	АЕ - 1000
Протирочная машина	0,75	1,27	АВВГ  3 x 6	АЕ - 1000

21

2.5 Расчет и выбор магистральной сети и её защиты

2.5.1 Выберем сечение проводов по условию нагрева. Определим расчетный ток для выбора сечения провода по формуле 9.8 ( 4, стр.163)

I_р = Р_mах / Ö 3 × U_ном                          (21)

I_р = 84,63 / Ö 3 × 380 = 123,6 А

Выберем провод марки по каталогу АВВГ 3х50 + 1х35.

2.5.2 Выберем автомат для защиты электроплиты по условию 6.26 ( 3, стр.74)

I_н.а ³ I_р                                    (22)

200 А ³ 123,6 А

2.5.3 Выберем уставку тока мгновенного срабатывания для автомат по условию 6.27 ( 3, стр.74)

I_у.э ³ (1,25 ¸ 1,5) I_пик                        (23)

I_у.э  ³ 1,5 · 123,6

1000 А ³ 185,4 А

2.5.4  Выберем уставку тепловых расцепителей для автомат по условию 6.28 ( 3, стр.76)

I_у.т ³ 1,6 I_р                                  (24)

I_у.э ³ 1,6 · 123,6

200 А ³ 197,76 А

22

Так как условие выполняется марка автомата АЗ130: I_н.а=200А, I_у.э=1000А, I_у.т=200А.

2.6  Расчет токов короткого замыкания

В электрических установках могут возникать различные виды коротких замыканий, сопровождающихся резким увеличением тока. Поэтому электрооборудование, установленное в системах электроснабжения, должно быть устойчивым к токам короткого замыкания и выбираться с учетом величин этих токов. Расчет токов короткого замыкания в системах электроснабжения напряжением до 1000 В требуется еще для проверки работы электроприемников и проводников в режиме короткого замыкания.

Рис 2.6.1 а) расчетная схема; б) схема замещения.

23

2.6.1 Определим активное сопротивление трансформатора напряжения мощностью 100 кВА по формуле 9.68 ( 3, стр.171)

r_т = Р_к × U_ном² / S_ном²                                  (25)

где Р_к - потери короткого замыкания, кВт

r_т = 2,65 × 0,4² /100² = 0,042 мОм

2.6.2 Определим полное сопротивление трансформатора напряжения по формуле