Электроснабжение корпуса промышленного предприятия содержащего компрессоры и сварочные выпрямители

3 39 291 139

4 39 35 396

РЕЗУЛЬТАТЫ

Реактивная мощность источников (квар)

Синхронные двигатели

39.3

Энергосистема Конденсаторы 0.38 кВ

35.0 395.5

Итого : 469.8

8 Выбор сечений проводников на первом, втором и четвертых уровнях

8.1 Выбор сечения проводников на первом уровне

Сечение проводов и жил кабелей выбирают по техническим и экономическим условиям в /6/.

На первом уровне линия электрической сети связывает электроприемники с РП, к которым они присоединены. В качестве проводника используются провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией, алюминиевыми жилами, три одножильных в одной трубе. К РП подсоединен асинхронный двигатель (АД). Провод выбираем по нагреву из условия

, (8.1)

где – допустимый ток проводника перед АД;

– номинальный ток АД, , c.Кроме фазных проводов используется нулевой защитный проводник, который в расчет не принимаем (п. 1.3.10 /3/), так как в нормальном режиме он не обтекается током, так если не участвует в тепловом процессе. По данным подраздела 1.3 /3/ выбираем провод сечением 2,5 мм2 с. .

Условие согласования предохранителя защищающего АД только от короткого замыкания

(8.2)

где – номинальный ток плавкой вставки, , с. .

Получаем, что , то есть номинальный ток плавкой вставки согласуется с допустимым током проводника перед асинхронным двигателем.

Окончательно на первом уровне выберем провод сечение 2,5 мм2 с , марки АПВ (4х2,5) мм2.

8.2 Выбор сечения проводников на втором уровне

На втором уровне линия распределительной сети до 1 кВ обеспечивает связь РП с щитами управления магистральных шинопроводов, связанных с шинами НН трансформаторной подстанции. На данном уровне выбираем проводник из условия согласования теплового расцепителя автомата с допустимым током проводника

, (8.3)

где – допустимый ток для кабеля перед РП;

– номинальный ток расцепителя, , с. .

Здесь следует использовать совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник. По таблице на с. 402 /8/ выбираем четырехжильный кабель с бумажной пропитанной изоляцией, с алюминиевыми жилами, проложенный в воздухе сечением 35 мм2 с и сечением нулевого защитного проводника 16 мм2 с допустимым током из таблицы 1.7.5 /3/. Тип кабеля выбирается на с. 141 /7/ ААШвУ или ААШпУ.

Получаем, что > ? Следовательно расцепитель согласуется с защищаемым проводником.

Выберем кабель ААШвУ (3х35 мм2 + 1х16 мм2).

8.3 Выбор сечения проводников на четвертом уровне

На четвертом уровне выбираем высоковольтный кабель, соединяющий шины РП 6 кВ и линии, подходящие к ним, по которым питаются высоковольтные двигатели. Выбираем кабель по трем условиям, изложенным в /6/:

- По экономической плотности тока

, (8.4)

где – расчетное сечение кабеля, мм2;

– рабочий ток кабеля, определяется по формуле (8.5);

– экономическая плотность тока, для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами , из таблицы 1.3.36 /3/, при .

, (8.5)

где – активная мощность, протекающая по кабелю;

– реактивная мощность, протекающая по кабелю;

– номинальное напряжение на низшей стороне ГПП, , с. .

Определим активную мощность, протекающую по кабелю

, (8.6)

где – средняя мощность на один трансформатор, с. ;

– коэффициент использования СД, с. 325 /6/;

– активная мощность СД, кВт с. ;

– коэффициент использования ИВГ, с. 327 /6/;

– активная мощность ИВГ, кВт.

Определим активную и реактивную мощности источника высших гармоник (ИВГ), в качестве которого используется сварочный выпрямитель мощностью , с. ;

, с. 40 /6/;

, с. 40 /6/.

; (8.7)

. (8.8)

Тогда, с учетом вышеуказанных значений получим

Определим реактивную мощность, протекающую по кабелю

, (8.9)

где – реактивная мощность системы, , с. .

Рабочий ток кабеля по (8.5)

Расчетное сечение кабеля по (8.4)

Из /6/ выбираем ближайшее большее стандартное сечение 70 мм2 с допустимым током 190 А.

- По нагреву током рабочего утяжеленного режима.

В утяжеленном режиме должно выполняться условие

, (8.10)

где – допустимый ток кабеля по условию нагрева;

– коэффициент перегрузки;

– рабочий утяжеленный ток.

Определим ток рабочего утяжеленного режима

(8.11)

Коэффициент перегрузки находим исходя из пункта 2.4.8 /5/: «На период ликвидации аварии допускается перегрузка по току для кабеля с бумажной пропитанной изоляцией напряжение до 10 кВ на 30% с продолжительностью не более 6 часов в сутки, в течение 5 суток, но не более 100 часов в году, если в остальные периоды суток нагрузка не превышает длительно допустимой». На основании этого используем =1,3.

Получаем , откуда .

Выбираем кабель сечением 50 мм2 для которого ближайший больший стандартный допустимый ток 155 А.

- По термической стойкости к токам короткого замыкания.

Определим минимальное сечение по термической стойкости

(8.12)

где – ток трехфазного КЗ, кА;

– приведенное время отключения, с. 43 /3/;

– тепловой коэффициент, для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией напряжением до 10 кВ из таблицы 8.3 /2/ принимаем .

, (8.13)

где – мощность короткого замыкания системы, с. .

Тогда сечение кабеля по термической стойкости

Из /6/ выбираем ближайшее большее стандартное сечение 120 мм2.

По результатам трех условий окончательно выбираем кабель сечением 120 мм2 с допустимым током , марки ААШвУ (3х120 мм2), /6/.

9 Выбор цехового трансформатора

Мощность цехового трансформатора выбираем по средней активной мощности цеха , смотри с. , так проверка показала, что при выборе мощности трансформаторов по расчетной максимальной нагрузке, мощность трансформатора оказывается завышено.

Проверим перегрузочную способность трансформатора по формуле

, (9.1)

где 1,1 – коэффициент, учитывающий нагрузку освещения;

1,4 – коэффициент допустимой перегрузки трансформатора, п.2.1.21 /5/

Из /8/ выбираем трансформатор марки ТМ-630/6 с номинальными параметрами:

- Номинальная мощность трансформатора .

- Номинальное высшее напряжение трансформатора .

- Номинальное низшее напряжение трансформатора .

- Мощность КЗ трансформатора .

- Напряжение КЗ трансформатора .

- Мощность холостого хода трансформатора .

10 Расчет токов короткого замыкания

10.1 Основные положения

Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение короткого замыкания (КЗ) в сети или элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого воcстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ.

10.2 Расчетная схема

В выпускной работе рассматриваются две расчётные схемы.

Согласно ПУЭ в электроустановках до 1 кВ расчётное напряжение каждой ступени принимается на 5 % выше номинального напряжения сети; кроме того если электрическая сеть питается от понижающих трансформаторов, при расчёте токов КЗ необходимо исходить из условия, что подведённое к трансформатору напряжение неизменно и равно его номинальному напряжению.

Учитывая вышесказанное получаем расчетную схему показанную на рисунке 10.1.

Рисунок 10.1 – Расчетная схема

Кроме первой расчётной схемы в ВР рассматривается схема с учётом активного сопротивления переходных контактов, схема показанна

на рисунке 10.2

Рисунок 10.2 – Расчетная схема с учетом активного сопротивления переходных контактов

На рисунке 10.2 обозначены - номер узла.