(11)
10) Визначаємо загальну розрахункову потужність для групи приймачів
(12)
11) Визначаємо розрахунковий струм для групи приймачів
(13)
Розрахунок інших груп електроприймачів робимо аналогічно першій групі. Результати розрахунків заносимо в таблицю 1.
Правильний вибір числа й потужності трансформаторів на цехових трансформаторних підстанціях є одним з основних питань раціональної побудови СЕС.
Двох трансформаторні підстанції застосовують при значному числі споживачів 1 і 2-й категорії. Доцільне застосування двох трансформаторних підстанцій при нерівномірному добовому й річному графіках навантаження підприємства, при сезонному режимі роботи. Як правило, передбачається роздільна робота трансформаторів для зменшення струмів КЗ.
Вибір потужності трансформаторів виробляється виходячи з розрахункового навантаження об'єкта електропостачання, числа годин використання максимуму навантаження, темпів росту навантажень, вартості електроенергії, припустимої перевантаження трансформаторів і їхнього економічного завантаження.
Найвигідніша (економічна) завантаження цехових трансформаторів залежить від категорії ЕП, від числа трансформаторів і способів резервування.
Сукупність припустимих навантажень, систематичних і аварійних перевантажень визначає навантажувальну здатність трансформаторів, в основу розрахунку якої покладений теплове зношування ізоляції трансформатора. Припустимі систематичні навантаження й аварійні перевантаження не приводять до помітного старіння ізоляції й істотному скороченню нормальних термінів служби.
Припустимі аварійні перевантаження трансформаторів при виборі їхньої номінальної потужності залежать від тривалості перевантаження в плині доби, від температури навколишнього середовища й системи охолодження трансформатора.
1) Тому що в цеху переважають приймачі 2-й категорії, то доцільно вибрати 2 трансформатори для установки на цехову трансформаторну підстанцію.
2) Номінальну потужність трансформаторів визначаємо за умовою
(14)
Sр=S+S/, де S/= кВа
Sр=125+12,9=137,9ВА (15)
,
де вт – коефіцієнт завантаження трансформатора, для приймачів другої категорії приймається 0,7-0,8; Sр – розрахункова максимальна потужність об'єкта.
Приймаємо до установки трансформатор з номінальною потужністю 160 кВа.
3) Перевіряємо перевантажувальну здатність трансформатора в аварійному режимі за умовою
kав.п. < 1,4 – коефіцієнт аварійного перевантаження.
(16)
Таке перевантаження трансформатора за умовою допускаються протягом 6 годин 5 доби.
4) За умовою коефіцієнт завантаження трансформатора ? живильні приймачі 2 і 3-й категорії надійності електропостачання повинен становити 0,5 - 0,7
(17)
Умова по завантаженню трансформатора виконується.
Таким чином, приймаємо до установки на цехову трансформаторну підстанцію 2 трансформатори потужністю 160 кВа марки ТМ?160/10.
Основними споживачами реактивної потужності є асинхронні двигуни й індукційні печі. Проходження в електричних мережах реактивних струмів спричиняється додаткові втрати активної потужності в лініях, трансформаторах, генераторах електростанцій, додаткові втрати напруги, вимагає збільшення номінальної потужності або числа трансформаторів, знижує пропускну здатність всієї системи електропостачання.
Заходу щодо зниження реактивної потужності: природна компенсація без застосування спеціальних пристроїв, що компенсують; міри із застосуванням пристроїв, що компенсують.
До природної компенсації ставляться: упорядкування й автоматизація технологічного процесу, що ведуть до вирівнювання графіка навантаження; створення раціональної схеми електропостачання за рахунок зменшення кількості щаблів трансформації; заміна трансформаторів і двигунів трансформаторами й двигунами меншої потужності і їхнє повне завантаження; застосування синхронних двигунів замість асинхронних; обмеження тривалості холостий хід двигунів і зварювальних апаратів.
До технічних засобів компенсації реактивної потужності ставляться: конденсаторні батареї, синхронні двигуни, вентильні статичні джерела реактивної потужності.
Вибір пристроїв, що компенсують
1) Визначаємо потужність пристрою, що компенсує
(18)
де tgцk – є залежним від cosцk=0,92, якому необхідно одержати після установки КУ, Рм – загальна активна потужність системи електропостачання;
Вибираємо дві комплектні конденсаторні установки КУ – УКН-0,38-75УЗ потужністю Qк.ст = 75 квар;
2) Визначаємо фактичний tg?
(19)
3) Визначаємо cos? залежно від tg?
cosцф = cos (arctg цф) = 0,97
Отриманий cosцф задовольняє умові, тому обрані пристрої, що компенсують, можна прийняти до установки.
1.4 Розрахунок і вибір елементів електропостачання
1.4.1 Вибір апаратів захисту й розподільних пристроїв
Згідно ПУЕ від перевантажень необхідно захищати силові й освітлювальні мережі, виконані усередині приміщень відкрито прокладеними ізольованими незахищеними провідниками з горючою ізоляцією; силові мережі, коли за умовою технологічного процесу або режиму їхньої роботи можуть виникати тривалі перевантаження; мережі вибухонебезпечних приміщень або вибухонебезпечних зовнішніх установок незалежно від умов технологічного процесу або режиму роботи мережі.
Для захисту електричних мереж напругою до 1 кВ застосовують плавкі запобіжники, автоматичні вимикачі, теплові реле магнітних пускачів.
Для захисту електричних мереж від струмів КЗ служать плавкі запобіжники. Вони є найпростішими апаратами фотополяриметр захисту, дія яких засноване на перегорянні плавкої вставки. Запобіжники є обмежуючими апаратами, тому що в них забезпечується близько дуговий простір і відключення ланцюга настільки швидко, що при більшої кратності струму в запобіжнику струм не встигає досягти граничного значення.
Магнітні пускачі призначені головним чином для дистанційного керування асинхронними двигунами з короткозамкненим ротором до 100 кВт; для пуску безпосереднім підключенням до мережі й зупинка електродвигуна й реверса. У виконанні з тепловим реле пускачі також захищають керований електродвигун від перевантаження. Магнітний пускач являє собою триполюсний контактор змінного струму із магнітною системою, у який додатково убудовані два теплових реле захисту, включених послідовно у дві фази ланцюга ЕД.
Автоматичні вимикачі призначені для автоматичного розмикання електричних кіл при анормальних режимах (КЗ і перевантаження), для рідких оперативних включень (3-5 у годину) при нормальних режимах, а також для захисту ланцюгів від неприпустимих зниженнях напруги. Для захисту від струмів КЗ в автоматичному вимикачі застосовується електромагнітний апарат миттєвої дії. Тепловий (звичайно біметалічний) апарат призначений для захисту від перевантажень, за рахунок згинання біметалічної пластини. Апарат мінімальної напруги спрацьовує при неприпустимому зниженні напруги в мережі (30-50%). Такі апарати застосовують для ЕД, само запуск яких небажаний при мимовільному відновленні харчування.
Зробимо вибір апаратів захисту, установлюваних у силових шаф.
1) До силових шаф приймемо до установки автоматичні вимикачі, тому що вони захищають одночасно від струмів КЗ і перевантажень одночасно.
2) Зробимо розрахунок для силової шафи 1
Iр = 32,5 А – розрахунковий струм силової шафи;
Iн.а.>=Iн.р. (21)
Iн.р.>=Iр=32,5 А
Вибираємо автоматичний вимикач серії ВА51Г-31, Iн.а. = 100 А, Iн.р.= 40 А, U = 380 У.
Аналогічно вибираємо автоматичні вимикачі до всіх силових шаф. Результати розрахунків заносимо в таблицю 2.
Таблиця 2.
|
|
Iр, А |
Iном, А |
Iн.р. А |
Uном, В |
Тип АВ |
|
СШ1 |
32,5 |
100 |
40 |
380 |
ВА51Г-31 |
|
СШ2 |
89 |
100 |
80 |
380 |
ВА51Г-31 |
|
СШ3 |
132 |
100 |
100 |
380 |
ВА51Г-31 |
Для інших приймачів малої потужності доцільно застосувати магнітні пускачі разом із запобіжниками.
Зробимо вибір для токарських верстатів з Iном = 30 А
1) Вибираємо магнітний пускач типу ПМЛ-2200 з Iном = 35 А и номінальним струмом головних контактів Iном.гл.кін = 35 А, номінальна напруга U = 380У;
2) Вибір запобіжника. Визначаємо струм плавкої вставки
(22)
Вибираємо запобіжник типу НПН-60М с номінальним струмом патрона Iном= 250 А, і номінальним струмом плавкої вставки Iном.вст= 125 А
Аналогічно вибираємо магнітні пускачі й запобіжники до інших приймачів. Результати заносимо в таблицю 3.
Таблиця 3.
|
Приймачі |
Тип магнітного пускача |
Iном, А |
Iном.гл.кін, А |
Тип запобіжника |
Iном, А |
Iном.вст, А |
|
Електропривод |
ПМЛ-1200 |
10 |
10 |
НПН2-60 |
60 |
10 |
|
Універсальні заточувальні верстати |
ПМЛ-1200 |
10 |
10 |
НПН2-60 |
60 |
10 |
|
Заточувальні верстати для черв'ячних фрез |
ПМЛ-3200 |
35 |
35 |
НПН-60М |
60 |
32 |
|
Шліфувальні верстати |
ПМЛ-2200 |
25 |
25 |
НПН-60М |
60 |
32 |
|
Заточувальні верстати для фрезерних голівок |
ПМЛ-2200 |
25 |
16 |
НПН-60 |
60 |
20 |
|
Кругло шліфувальні верстати |
ПМЛ-3200 |
40 |
40 |
ПН2-100 |
100 |
50 |
|
Токарські верстати |
ПМЛ-3200 |
35 |
35 |
ПН2-250 |
250 |
125 |
|
Кран-балка |
ПМЛ-3200 |
40 |
40 |
ПР2-60 |
60 |
45 |
|
Заточувальні верстати |
ПМЛ-1200 |
10 |
10 |
ПР2-60 |
60 |
15 |
|
Внутрі шліфувальні верстати |
ПМЛ-3200 |
45 |
45 |
ПР2-100 |
100 |
60 |
|
Плоско шліфувальні верстати |
ПМЛ-4200 |
70 |
70 |
ПН2-250 |
250 |
80 |
