Вибір мереж до 1000 в

Надмірно висока температура нагріву провідників може привести до

передчасного зношування ізоляції, погіршенню контактних з’єднань і пожежної безпеки. Тому встановлюються гранично допустимі

значення температури провідників в заложності від марки, матеріалу ізоляції провідника у різних режимах табл.3.8[2] стор.156

_{Струм окремих споживачів визначається за формулою}

н

_{I } ^Pн

3 ^{U н  cos i}

де U_н- номінальна напруга(380 В) cos ,i - згідно табл..1,2

Спочатку по додатковій літературі [2]стор.511 вибирається кабель прокладений у землі (або у повітрі) при нормальних умовах (t^o=15^o) за заданими параметрами, виписується тип( марка), S – перетин кабелю, допустимий струм I_доп,, матеріал жил, кількість жил за умовами

^Ідоп^>Ін

Далі враховуючи умови прокладання визначається можливість

встановлення того чи іншого кабелю, для цього по [1] стор.358 ви-

значаються коефіціени поправки на температуру К_п1 і на кількість кабелів К_п2,

повинні тепер виконуватися умови

1

_{І доп} ^ _кп1 ^ _{кп 2} ^ _{І доп} ^ _{І н}

_{кп1, кп 2}

- поправочні коефіціенти на температуру, кількість кабе-

лів.На цьому етапі роботи зробити висновки чи підходить даний

кабель, у разі , якщо не підходить вибрати інший, перевірити зно-

ву. Мідні кабелі вибирати для механізмів, що рухаються. якщо не враховувати умови прокладання кабелів вибирати провідники тільки за величиною струму

Шину і кабель вводу вибирати по струму вузла електропостачання

В курсовому проекті умови прокладання можуть не твраховувати-

ся

Приклад вибору мереж до 1000 В

Для споживачів виберемо кабелі, прокладені у землі

за умовою:

^І доп ^{ І} н

де І_н - номінальний струм ЕП

Визначимо номінальний струм окремого споживача за формулою

н

_І ^Рн

^{3  U} _н ^{ cos i}

(18)

^Р_п ^{- паспортна потужність одного приймача, кВт;}

_cos

_{- коефіцієнт потужності;}

^U _н ^{- номінальна напруга приймачів, кВ}

Визначаємо номінальний струм рудно грейферного крану

₂₅₀

^І _н ^

_{3  0,4 0,75 0,8}

 601,4 А

Вибираємо 4 мідні кабелі марки АБ S=50х4

І _доп  215 А

Визначаємо номінальний струм кранів баштових:

₇₅

^І _н ^

_{3  0,4 0,7 0,8}

 186,3 А

Вибираємо кабель марки АБ S=50х4

^І _доп ^{ 215 А}

Захист мереж до 1000 В

Провідники і кабелі, які були обрані по номінальному і макси- мальному струму у нормальному режимі можуть витримувати наван- таження яке значно перебільшує допустиме по причині перенаванта- ження ЕП, при однофазних і міжфазних коротких замиканнях , тому ЕП і мережі повинні захищатися апаратами захисту:плавкими запобі- жниками, автоматичними вимикачами, магнітними пускачами.

В якості апаратів захисту до 1000 В обираємо автоматичні вимикачі, які можуть захистити споживачів від короткого замикання, теплових перевантажень, а також від недопустимого зниження напруги. Автоматичні вимикачі мають переваги перед запобіжниками при експлуатації.

Виберемо автоматичні вимикачі для кожного споживача за формулами, номінальний струм автомата

^І н а

 I _н

де І_н - номінальний струм споживача, А

Номінальний струм розціплювала автоматичного вимикача

^І _{н р} ^{ 1,25  І} _н

Приклад вибору апаратів захисту

Вибираємо автоматичний вимикач для крана рудногрейферного:

^І _{н а}

 601,4 А

(Номінальний струм , розрахований при

виборі кабелю)

І _{н р}  1,25 601,4  751,8 А

Вибираємо автоматичний вимикач типу АВМ-10Н

І _{н а}  1000 А І _{н р}  1000 А

Вибираємо автоматичний вимикач для кранів баштових:

^І _{н а}

 186,3 А

І _{н р}  1,25 186,3  232,9 А

Вибираємо автоматичний вимикач типу А3720Б

І _{н а}  200 А І _{н р}  250 А

Вибір числа и потужності силовых трансформаторів.

Вибір типа, числа и потужності силових трансформаторів, схем їх живлення обумовлений величиной і характером электричного навантаження, умовами зовнішнього середовища , охолодження, надійністю електропостачання , вимогами пожежної і електробезпеки.

Для споживачів І і ІІ категорії кількість трансформаторів, встановлених на підстанції, повинна бути не менше двох і потужність кожного трансформатора повинна обиратися с таким розрахунком,

щоб при виході з строю одного трансформатора , той який залишився

в роботі міг нести все навантаження споживачів, при цьому споживачі третьої категорії можуть на час ліквідації аварії бути вимкненими .

Для цього номінальна потужність кожного трансформатора приймається рівною 60-75 % от загального розрахункового

навантаження цеха на 0,4 кВ, щоб при виході із строю одного трансформатора, той який залишився у роботі трансформатор на час

ліквідації аварії повинен бути завантажений не більше , як на 140 % в продовж 5 діб на час використання максимуму навантажень не більш

6 годин за добу (ПУЕ).

Найбільш прийнятний варіант вибирається на основі техніко-

економічного обґрунтування..

Згідно розрахункового навантаження на шинах 0,4 кВ - Sср, Sм,

намічаються до встановлення два силових трансформатора.

Визначається коефіцієнт заповнення графіка:

_Scp

_{К з.г. }

^S

.

макс

По величині Кз._г і t_макс=4-6 год визначаємо коефіцієнт допустимих на-

вантажень Кн [1] стор 222 мал.5.48

Визначимо номінальну потужність трансформаторів

_{S } ^S макс н _k

^н

Перевіряється потужність одного трансформатора в аварійному ре- жимі при відключенні другого трансформатора і необхідності забез- печити електропостачання споживачів І і ІІ категорії

Виписуємо паспортні данні трансформаторів з каталогу

^S_н^,P_к.з^,P_х.х^,u_к.з^,I_х.х ^.

Далі будується картограма навантажень підприємства для активної

потужності, визначається місце розташування трансформаторної під-

станції , для цього виписуються активні номінальні потужності спо- живачів, визначається масштаб і радіуси кіл, які нанесуться на діаг- раму [2] стор.235-238 (електроприймачі розмістити на картограмі сту- дентам самостійно)

Приклад розрахунку і вибору трансформаторів Встановимо на трансформаторній підстанції два трансформатори враховуючи, що є споживачі I та II категорії.

Визначимо коефіцієнт заповнення графіка за формулою:

k 

S

сер

_{з г}

^S_max

^{де S}_сер

- сумарна середня потужність електроприймачів обох

_{силових пунктів, кВ.А;}

^S_max

- сумарна максимальна потужність електроприймачів

обох силових пунктів, кВ.А

Визначаємо сумарну максимальну потужність електроприймачів

_{обох силових пунктів за формулою:}

^Smax

₍₂₄₎

^{ S}max СП 1 ^{ S}max СП 2

^{де S}_{max СП 1}

- сумарна максимальна потужність електроприймачів

СП1, кВ^.А;

^Smax СП 2

_{СП2, кВ}^._А

- сумарна максимальна потужність електроприймачів

^S_max

 739,8  703,4  1443,2 кВ  А

Визначаємо сумарну середню потужність електроприймачів обох силових пунктів за формулою:

^S_сер ^{ S}_{сер СП 1} ^{ S}_{сер СП 2}

^{де S}_{сер СП 1}

- сумарна середня потужність електроприймачів СП1,

кВ^.А;

^Sсер СП 2

_кВ^._А

- сумарна середня потужність електроприймачів СП2,

^S_сер ^{ 630,7  562,2  1192,9 кВ  А}

^k з г

_ ^1192,9 _{ 0,9}

1443,2

За величиною

^k_{з г}

та часу максимуму навантаження

t_max  5 годин знаходимо коефіцієнт допустимого навантаження:

k_н  1,04

Визначаємо номінальну потужність двох трансформаторів за формулою:

_{S } ^Smax

^н _k

(26)

н

^{де S} _max

- сумарна максимальна потужність електроприймачів

_{обох силових пунктів, кВ.А;}

^k _н ^{- коефіцієнт припустимого навантаження}

S_н 

1443,2

_1,04

 1387,7 кВ  А

Приймаємо до встановлення два трансформатора потужністю по

1600 кВ·А

Перевіряємо встановлену потужність трансформаторів в аварійному режимі при відключенні одного трансформатора і необхідності забезпечити електропостачання споживачів I та II категорії у період максимуму з допустимим навантаженням 140 %. Приймаємо, що споживачів I та II категорії 100%:

1,4  S_н  1 S_max

1,4 1600  1 1443,2

2240  1443,2

Вибираємо два різних види трансформаторів: сухий та масляний. Записуємо їх паспортні дані:

_{Таблиця 26 Паспортні дані трансформаторів}

	Сухий	Масляний
Тип	ТС3-1600/10	ТМ-1600/10
Sн тр	1600 кВ·А	1600 кВ·А
ВН	6 кВ	6 кВ
НН	0,4 кВ	0,4 кВ
ΔРхх	4,2 кВт	3,3 кВт
ΔРкз	16 кВт	16,5 кВт
Іхх	1,5 %	1,3 %
Uкз	5,5 %	5,5 %
Вартість	81,45 тис. грн.	41,5 тис. грн.

Техніко економічний розрахунок

Знаходимо приведені втрати потужності у масляному та сухому трансформаторах за формулою:

_{/ І хх 2}

_{U кз}

Р  п

^{ Рхх  К п } ₁₀₀ ^{ Sн тр   К затр  Ркз  К п } ₁₀₀ ^{ Sн тр }

₍₂₈₎

де п  2

^Р_хх

- число трансформаторів, шт.;

- втрати холостого ходу, кВт;

^К _п ^{- коефіцієнт утрати потужності енергосистеми, вибираємо}

_{з меж [0,05 - 0,07];}

^I _хх

- струм холостого ходу, %;

^Sн тр

^К _затр

- номінальна потужність трансформатора, кВ·А;

- коефіцієнт завантаження трансформатора в

_{номінальному режимі при максимумі;}

^Р_кз

- втрати короткого замикання, кВт;

^U _кз

- напруга короткого замикання, %

^К затр

^Smax

_{2  S}

^{де S} _max

н тр

- сумарна максимальна потужність електроприймачів

_{обох силових пунктів, кВ.А;}

^S_{н тр}

- номінальна потужність трансформатора, кВ.А

^К затр

_ 1443,2

_{2 1600}

 0,5

Таблиця 27 Приведені втрати потужності

Р /  2 4,2  0,05  1,5    0,52 16  0,05  5,5    21 кВ  1600  1600  100   100 	т Сухий транформ атор
Р /  2 3,3  0,05  1,3 1600  0,52  ,5  0,05  5,5 1600   19,1 кВт  100  16 100     	Масляний трансфор матор

Визначаємо річні втрати електроенергії у трансформаторах за формулою:

_/

^W _р ^{ Р}

^{ Т} _д

_{де Р} ^/

_{- втрати потужності в трансформаторі, кВт;}

Т _д  8760 - дійсне число годин роботи трансформатора у рік

_{Таблиця 28 Річні втрати електроенергії у трансформаторах}

Сухий	Масляний
W р  21 8760  168000 кВт год	W р  19,1 8760  152800 кВт  год

Визначимо капітальні витрати та вартість втраченої електроенергії за формулою:

_3

^С_п ^{ W}_р ^{ С}₀ ^10

(31)

^{де W}_р

- річні втрати електроенергії у трансформаторі,

кВт^.годину;

^С₀ ^{ 0,3}

- вартість одного кВт енергії, грн./кВт^.годину

Таблиця 29 Капітальні витрати та вартість втраченої електроенергії

^п п

Сухий	Масляний
С  168000  0,3 103  50,4 тис. грн.	С  152800  0,3 10 3  45,8 тис. грн.

Визначаємо номінальні витрати за формулою:

^{К  К} ₀ ^{ п}

^{де К} ₀

- вартість трансформатора, тис. грн.;

_{п  2}

- число трансформаторів, шт.

Таблиця 30 Номінальні витрати

Сухий	Масляний
К  81,45  2  162,9 тис.грн.	К  41,50  2  83 тис.грн.

_{Визначаємо амортизаційні відчислення за формулою:}

С_а 

^Рат _К

100

де Р_ат - відсоток амортизаційних відчслень ( 7  7,5 ), %;

_{К - номінальні втрати, тис. грн.}

_{Таблиця 31 Амортизаційні відчислення}

Сухий	Масляний
С  7 162,9  11,4 тис.грн. а 100	С  7  83  5,81 тис.грн. а 100

Визначаємо сумарні річні експлуатаційні витрати за формулою:

^{С  С}_втр ^{ С}_а

^{де С}_втр

- вартість втраченої електроенергії, тис. грн..;

^С_а ^{- амортизаційні відхилення, тис. грн.}

_{Таблиця 32 Сумарні річні експлуатаційні витрати}

Сухий	Масляний
С  50,4  11,4  61,8 тис.грн.	С  45,8  5,81  51,6 тис.грн.

Зробивши техніко-економічні розрахунки, для економії грошових витрат приймаємо до встановлення 2 трансформатори типа ТМ-1600/10.

Знаходимо місце розташування трансформаторної підстанції

Розташовуємо електроприймачі та визначаємо координати їх розміщення на координатній площі Х₀ та У₀ за формулами:

_{X X  Pn1  X  Pn 2  X  Pn3  X  Pn 4  X  Pn5  X  Pn 6}

_{0 (35)}

_ ^P_n

_{де X - координата по х відповідно центру навантажень;}

^Р_п ^{- паспорта потужність одного електроприймача, кВт;}

 ^Рп

- сума потужностей всіх електроприймачів напругою

_{0,4 кВ, кВт}

0

_{X } (3250925021250) (5751675) (2908901690) (245545

11 45134514 452245) (96011601860) (455135514551855

_{25037529034566035551501}

_{2255) 17150}

^

_11,3см

^X ₀ ^{ 11,3см}

_{Y  Y  Pn1  Y  Pn 2  Y  Pn 3  Y  Pn 4  Y  Pn 5  Y  Pn 6}

n

⁰ _{ P} ⁽³⁶⁾

_{де Y - координата у відповідна центру навантажень;}

Р_п

 ^Рп

_{кВ, кВт}

- паспорта потужність одного електроприймача, кВт;

- сума потужностей всіх електроприймачів напругою 0,4

0

_{Y } (6 250 10 250 11250) (5 75 12 75) (2 90 6 90 10 90) (1 45 3 45 

 4  45  6  45  7  45  11  45)  (2  60  7  60  9  60)  (3  55  4  55  7  55  8  55 

250  3  75  2  90  3  45  6  60  3  55  5  150 1

9 55) 10 150 _{ 7,5см}

Y₀  7,5 см

Випишемо номінальну потужність та кількість електроспоживачів, та позначимо їх номерами, для побудови графіку

–картограми навантажень

Таблиця 33 потужність та кількість електроспоживачів

№	Найменування	Рп , кВт	n, шт
1	Крани рудногрейферні	250	3
2	Крани баштові	75	2
3	Вагон – ваги	90	3

4	Вентилятори	45	6
5	Вагоноопрокидувач	60	3
6	Компресори	55	5
7	Освітлення	150	1

_{Визначаємо радіуси кіл електроприймачів за формулою:}

_r ^Pn

 m

(37)

де Р_п - паспортна потужність одного приймача, кВт;

т - масштаб площі кругу, кВт/см2

_{m } ^P

^{r 2 }

_{m } ²⁵⁰

3²  3.14

 8,8 кВт/см²

(38)

Таблиця 34 Радіуси кіл потужностей електроприймачів

1	Крани рудногрейферні	r  Pn  250  3 см 1  m 3,14 8,8
2	Крани баштові	r  Pn  75  1,6 см 2  m 3,14 8,8
3	Вагон – ваги	r  Pn  90  1,8 см 3  m 3,14 8,8
4	Вентилятори	r  Pn  45  1,3 см 4  m 3,14  8,8
5	Вагоноопрокидувач	r  Pn  60  1,5 см 5  m 3,14 8,8

6	Компресори	r  Pn  55  1,4 см 6  m 3,14 8,8
7	Освітлення	r  Pn  150  2,3 см 7  m 3,14 8,8

Приймемо масштаб для побудови картограми навантаження (радіусів)

(Приведений малюнок, тільки як приклад такої схеми, розрахунковим данним не відповідає)

Вибір високовольтного електроустаткування