Определение электрических нагрузок группы электроприемников. Компенсация реактивной мощности. Выбор схемы электроснабжения предприятия (цеха)

Наивыгоднейшая загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории надежности потребителей электроэнергии, от числа трансформаторов и способа резервирования. Рекомендуется принимать следующие коэффициенты загрузки трансформаторов:

- при преобладании нагрузки 1-й категории для двухтрансформаторных подстанций К_з = 0,65 ¸ 0,7;

- при преобладании нагрузок 2-й категории для однотрансформаторных подстанций в случае взаимного резервирования трансформаторов на низшем напряжении К_з = 0,7 ¸0,8;

- при нагрузках 3-й категории К_з = 0,9 ¸ 0,95.

Принятые к установке трансформаторы проверяются на систематическую перегрузку. Для этого по суточному графику нагрузки устанавливается продолжительность максимума нагрузки t (г) и коэффициент заполнения графика:

, где S_см - средняя мощность за максимально загруженную смену с учетом компенсации реактивной мощности; S_м - максимальная мощность, кВА.

По значениям К_зг и t (рис. 3.1)/1/ определяется коэффициент кратности допустимой нагрузки , откуда ,

кВА

Принимаем, что нагрузки 3-й категории, тогда К_з=0,9.

По /1/ принимаем К_з=0,6, тогда для t=5,ч получаем К_м=1,2

Условие выполняется.

По данным расчета принимаем КТП – 400. Параметры приводим в таблице 3.

Таблица 3 – параметры КТП

4. Выбор схемы электроснабжения предприятия ( цеха ).

Цеховые сети распределения электроснабжения должны обеспечивать необходимую надежность электроснабжения приемников электроэнергии в зависимости от их категории; быть удобными и безопасными в эксплуатации; иметь оптимальные технико-экономические показатели (минимум затрат); иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

4.1. Выбор комплектных шинопроводов

Комплектные шинопроводы типа ШМА для главных магистралей выбирают по расчетному току. Потери напряжения в главной магистрали, % определяют по формуле:

, где  - сумма моментов токовых нагрузок шинопровода, А×км; r_уд, х_уд - соответственно удельные активные индуктивные сопротивления шинопровода, Ом/км;

Распределительные шинопроводы типа ШРА выбирают по расчетному току в шинопроводе из условия  , где I_н – номинальный ток шинопровода.

Потерю напряжения в распределительном шинопроводе, % с равномерной нагрузкой и расположением вводной секции в середине шинопровода определяют по формуле:

, где I_р – расчетный ток шинопровода;

L – длина шинопровода серии ШРА;

r_уд, х_уд - соответственно удельные активные индуктивные сопротивления ШРА, Ом/км.

При расположении вводной коробки в начале шинопровода принимается вся длина шинопровода.

Тип шинопровода, удельные сопротивления выбирают по /1/ табл. 7 приложения.

Комплектные шинопроводы проверяют на электродинамическую стойкость по условию i_уд<i_{уд доп}, где i_{уд доп} – допустимый ударный ток короткого замыкания для данного типа шинопровода ( /1/ табл. 7 приложения );

i_уд – расчетный ударный ток короткого замыкания в начале шинопровода.

Расчет ведем по формуле (4.2). По таблице приложения исходя из рассчитанного ранее тока  принимаем шинопровод.

Таблица 4.1 Параметры шинопровода

Потери напряжения для ШРА –1:

Потери напряжения для ШРА –2:

4.2. Выбор сечения проводов и жил кабелей

Сечение по нагреву длительным расчетным током определяется из условия , где - допустимый ток, принимается по таблицам для выбранного сечения; - длительный расчетный ток, для одиночных электроприемников принимается равным номинальному току при ПВ=100%;

- поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей.

Для асинхронных электродвигателей длительный расчетный ток, А, определяется из выражения:

, где Р_н – номинальная мощность двигателя, кВт; U_н – номинальное линейное напряжение, В; h_н – номинальный КПД; cosj_н - номинальный коэффициент мощности.

Для группы электроприемников I_дл=I_р.

Выбранное сечение должно быть проверено по условию соответствия максимальной токовой защиты выбранному аппарату . При номинальных условиях прокладки К_попр = 1, тогда , где К_защ - коэффициент защиты (табл. 11 приложения).

Потери напряжения в цеховых сетях, выполненных проводом или кабелем, определяют из выражения

где I_р – расчетный ток линии; L – длина линии; cosj, sinj - соответствующие коэффициенты мощности потребителя.

Произведем расчет для первой мощности.

А.

%

Для остальных мощностей рассчитываем аналогично и результаты сводим в таблицу 4.2.

Выбираем 4-х жильные кабели до 1 кВ с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией, в алюминиевой оболочке, проложенные в воздухе.

Результаты также сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2. Длительный расчетный ток

Выбираем кабели соединяющие КТП с ШРА-1 и ШРА-2. 

Выбираем одножильные кабели до 1 кВ с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией, в алюминиевой оболочке, проложенные в воздухе.

I_доп=360 А, S=150мм², r_уд=0,208 мОм×м, x_уд=0,0596 мОм×м.

5. ЗАЩИТА ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ  ДО 1000В.

5.1 Выбор плавких предохранителей

В сетях напряжением до 1 кВ защиту выполняют плавкими предохранителями и расцепителями автоматических выключателей.

Плавкий предохранитель предназначен для защиты электрических уставок