Таблица 3
|
Тип тр-ра |
Номи-нальная мощность кВА |
Номинальное напряжение кВ |
Потери мощности, кВТ |
UКЗ
%
|
IО
%
|
Цена У.е |
||
|
ВН |
НН |
РХХ |
РКЗ |
|||||
|
ТМ630 |
630 |
6 |
0,4 |
1,31 |
7,6 |
5,5 |
2 |
1600 |
|
ТМ1000 |
1000 |
6 |
0,4 |
2,45 |
12,20 |
5,5 |
1,4 |
2320 |
Определяем приведенные потери в трансформаторах.
Реактивные потери холостого хода
QХХ = Iхх *Sном м (3, с. 41) (23)
100
QХХ1 = 2*630 = 12,6 квар
100
QХХ2 = 1,4 * 1000 = 14 квар
100
Реактивные потери короткого замыкания
QКЗ = Uкз * Sном м (3, с. 41) (24)
100
QКЗ = 5,5 *630 = 34,6 квар
100
QКЗ = 5,5 * 1000 = 55 квар
100
Приведенные потери активной мощности при коротком замыкании
РК’ = РК + КИН * QКЗ, (3, с. 41) (25)
где КИН = 0,06 кВТ/ квар
РК’1 = 7,6 + 0,06 * 34,6 = 8, 63 кВТ
РК’2 = 12,20 + 0,06 * 55 = 15,5 кВТ
Приведенные потери активной мощности при холостом ходе
Р’ ХХ = РХХ + КИН * QХХ (3, с. 41) (26)
Р’ХХ1 = 1,31+ 0,06 *12,6 = 2, 06
Р’ХХ2 = 2,45+ 0,06 * 14 = 3,29
Полные приведенные потери мощности в трансформаторе
Р= Р’ ХХ + КЗ2 * РК’ , (3, с. 41) (27)
где КЗ – коэффициент загрузки трансформатора
КЗ = Sмах ку (28)
Sном м
КЗ1 = 496 = 0,78
630
КЗ2 = 496 = 0,496
1000
Р1 = 2, 06 +0,782 *8, 63 = 7,3 кВТ
Р2 = 3,29 + 0,4962 * 15,5 = 7, 1 кВТ
Потери электроэнергии определяются
W = Р * ТМАХ , (3, с. 42) (29)
где ТМАХ – годовое число использования максимума нагрузки
ТМАХ = Wгод (30)
РМАХ
ТМАХ = 226170,5 = 2382,2 ч
94,91
W1 = 7,3 * 2382,2 =17390,06 кВТ ч
W2 = 7, 1 * 2382,2 = 16913,62 кВТ ч
Стоимость потерь при СО = 1,7 руб/ кВТ ч
СП = СО * W (3, с. 42) (31)
СП1 = 1,7 * 17390,06 = 29563,102 руб
СП2 = 1,7 * 16913,62 = 28753,154 руб
Средняя стоимость амортизационных отчислений
СА = РА * К, (3,с. 42) (32)
где РА = 6,3% - по таблице 4.1 (2)
К – стоимость трансформатора
СА1 = 0,063 * 48000 = 3024 руб
СА2 = 0,063 * 69600 = 4384,8 руб
Годовые расходы
СГОД = СП + СА (3, с. 42) (33)
СГОД 1= 29563,102 + 3024 = 32587,102 руб
СГОД 2 = 28753,154 + 4384,8 = 33137,954 руб
Суммарные затраты определяются
З = СГОД + 0,125 * К (3, с. 43) (34)
З1 = 32587,102 +0,125 *48000 = 38587,102руб
З2 = 33137,954 + 0,125 *69600 = 41837,954 руб
Расчетные данные вносим в таблицу сравнения технико–экономических показателей.
Таблица 4
|
Вариант |
Потери электроэ- нергии W, кВТ ч |
Стоимость трансформа-тора К, руб |
Эксплуата-ционные расходы СГОД, руб |
Амортиза- ционные отчисления СА, руб |
Суммарные затраты З, руб |
|
ТМ630 |
17390,06 |
48000 |
32587,102 |
3024 |
38587,102 |
|
ТМ1000 |
16913,62 |
69600 |
33137,954 |
4384,8 |
41837,954 |
Выбираем первый вариант, т. к. при нем меньше потери электроэнергии и суммарные затраты.
2.5 Расчет и выбор питающих линий высокого напряжения
Цеховая ТП получает питание по воздушной линии от городской ГПП. Расчет сечения ВЛЭП производим по экономической плотности тока
SЭ = Iрасч (2, с. 85) (35)
JЭ
где SЭ – экономическое сечение провода;
Iрасч – расчетный ток линии;
JЭ – экономическая плотность тока, по таблице 2.26 (2) JЭ = 1,0 А/мм2 с ТМ более 5000 ч.
Определяем расчетный ток линии
Iрасч = Sмах ку (36)
√ 3 * U
Iрасч = 496 = 29,1 А
√ 3 * 10
SЭ = 29,1 = 29,1 мм2
Минимальное сечение провода сталеалюминиевого провода АС по условию механической прочности
S = 35 мм2 – (1, табл. 2. 5.4) с IДОП = 130 (1, табл. 1.3.29), активное сопротивление RО = 0,91 Ом/ мм2 (2, табл. П4).
Выбранный провод АС – 35 проверяем по нагреву.
Должно выполняться условие
Iрасч < IДОП (37)
29,1А < 130 А
Проверку выбранного провода проводим по потери напряжения. Условие проверки
UДОП > UРАСЧ, (38)
где UДОП – допустимая потеря напряжения, 5% (1, с. 146);
UРАСЧ - расчетное значение потери напряжения.
UРАСЧ = (10 5/ U 2НОМ * cos φ)( RО * cos φ +ХО) * ΣРℓ, (39) где RО – активное сопротивление на 1км длины линии, 0,91 Ом/км;
ХО – реактивное сопротивление на 1км длины линии 0,08 Ом/км;
cos φ, sin φ – коэффициенты мощности устройств с учетом установки компенсирующих устройств; 0,92; 0,39;
ΣР – максимальная расчетная мощность;
ℓ - длина кабельной (воздушной) линии.
UРАСЧ = (10 5/100002 * 0,99)( 0,91 *0,99 +0,08 * 0,39) * 94,91* 2,5 = 2,2 %
UДОП = 5% > UРАСЧ = 2,2 %
Условие проверки выполняется.
Выбираем шины на стороне ВН трансформаторной подстанции, алюминиевые прямоугольного сечения 15 *3, допустимый ток IДОП =165 А – (2, табл. П5)
Условие выбора по нагреву током
Iрасч < IДОП (40)
Выполняется , так как
Iрасч = 29,1А < IДОП =165 А
2.6 Расчет и выбор магистральных и распределительных сетей напряжением до 1000В (выбор аппаратов защиты и распределительных устройств, выбор марок и сечений проводников, типа шинопроводов)
Так как трансформаторная подстанция находится в помешении токарног цеха, то силовой пункт получает питание от шинопровода ТП по магистральной схеме. Сечение питающих кабелей определяют по расчетному максимальному току и условию нагрева
Iрасч < IДОП (41)
Так как IРАСЧ СП = 115,5 А, IРАСЧ ЩО = 37,44 А выбираем кабель АВВГ сечением S1 = 70 мм2 с IДОП =140 А; SЭ =10 мм2 с IДОП = 42 А – по таблице 2.8 (2), условие нагрева выполняется.
В качестве СП используется шинопровод, укомплектованные автоматическими выключателями ВА 51, которые защищают линии нагрузок от токов короткого замыкания.
Условия выбора занесены в таблицу 5.
рассмотрим токарно-револверный станок с данными РНОМ = 9 кВТ; IНОМ = 13,9 А ; IПУСК = 83,4 А .
Таблица 5
|
Условие выбора |
Расчетное значение |
Табличные значения ВА51 |
|
UНА > UУСТ |
UУСТ = 380 В |
UН = 500 В |
|
IНА > IРАСЧ |
IРАСЧ = 13,9 А |
IНА = 100 А |
|
IМЭА > IРАСЧ |
IРАСЧ = 13,9 А |
IМЭА =16 А |
|
IЭМ > 1,25 IПУСК |
1,25 IПУСК = 208,5 А |
IЭМ = 1000 А |
Для питания токарно-револверного станока выбирается провод АПВ 4(1*2,2) с IДОП = 19 А.
IДОП = 19 А. > IРАСЧ = 13,9 А
По соответствующему аппарату защиты
IДД = 19 А > КЗАЩ * IЗАЩ = 1*18 А
Условия выполнены. Для остального оборудования расчеты сведены в таблицу 6.
Таблица 6
|
Наименование электроприемников |
Мощность РНОМ, кВТ |
Ток IНОМ, А |
Пуск. ток IПУСК, А |
|
Шинопровод |
71,93 |
115,5 |
- |
|
Токарно- револверные станки |
9 |
13,9 |
83,4 |
|
Кран –балки |
3,36 |
5,2 |
31,2 |
|
Токарные станки с ЧПУ |
5 |
7,7 |
46,2 |
|
Сверлильно-фрезерные станки |
7,2 |
11,1 |
66,6 |
|
Кондиционер |
5,5 |
8,5 |
51 |
|
Токарные станки с ЧПУ повышенной точности |
7 |
10,8 |
64,8 |
|
Координатно- сверлильные горизонтальные станки |
9,8 |
15,1 |
90,6 |
|
Строгальный станок |
12 |
18,5 |
111 |
|
Сверлильно- фрезерные станки |
4,2 |
6,5 |
39 |
|
Шлифовальный станок |
8,5 |
13,1 |
78,6 |
|
Наждачный станок |
3,2 |
4,9 |
29,4 |
|
Токарно многоцелевые прутково- патронные модули |
15 |
23,2 |
139,2 |
|
Токарно вертикальные полуавтоматы с ЧПУ |
30 |
46,4 |
278,4 |
|
Координатно- сверлильные вертикальные станки |
8,7 |
13,4 |
80,4 |
