Раздел 1.Электроснабжение механического цеха 1.1.Исходные данные для расчета

1. Напряжение сборных шин ГПП

2. Токи короткого замыкания на шинах ГПП

3. Длина кабельной линии от ГПП до ТП

4.Напряжение типового и осветительного электрооборудования .

5. Установленная мощность освещения

6. Данные электроприемников цеха приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Данные электроприемников цеха

Наименования электроприемников	Кол–во	Ном. мощность, кВт
Токарно-карусельный станок	1	125
Токарный станок	1	100
Фрезерный станок	1	45
Сверлильный станок	1	32
Сушильный шкаф	1	120
Насос	5	12
Вентилятор	6	20
Сварочный выпрямитель	4	32
Мостовой кран при 25 %	1	112

1.2. Расчет электрических нагрузок

Расчет производится методом упорядоченных диаграмм. Этот метод позволяет определить расчетные электрические нагрузки с наименьшей погрешностью, поэтому является основным для расчета нагрузок.

Номинальная мощность электроприемников без учета осветительной нагрузки (по данным табл. 1)

При наличии двигателей повторно–кратковременного режима работы их номинальная мощность приводится к длительному режиму

где P_пасп – паспортная мощность (по заданию), кВт;

ПВ – продолжительность включения, в относительных единицах.

Общая номинальная мощность электроприемников цеха

Средние активная и реактивная мощности за максимально загруженную смену

,

где К_и – коэффициент использования группы электроприемников одного режима работы;

P_н – номинальная мощность электроприемников, Квт.

Выписываем из приложения № 1.1 значения К_и и cos в таблицу 2.

Таблица 2.

Наименование электроприемников	Кол–во, шт.	Мощность, кВт	Ки	cos	tg
Токарно-карусельный станок	1	125	0,16	0,5	1,73
Токарный станок	1	100	0,16	0,5	1,73
Фрезерный станок	1	45	0,16	0,5	1,73
Сверлильный станок	1	32	0,16	0,5	1,73
Сушильный шкаф	1	112	0,8	0,95	0,33
Насос	5	12	0,7	0,8	0,75
Вентилятор	6	20	0,65	0,8	0,75
Сварочный выпрямитель	4	32	0,2	0,4	2,3
Мостовой кран при 25 %	1	120	0,05	0,5	1,73

Значения tg φ определяются по формуле

tg =

Групповой коэффициент использования

Эффективное число электроприемников n_э – это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое дает ту же величину расчетной нагрузки, что и группа электроприемников, различных по режиму работы и мощности.

По диаграммам [2–55] или табл. 2.13 [2–54] определяем коэффициент максимума .

При и коэффициент максимума согласно [2–54].

Расчетная активная нагрузка

Расчетная реактивная нагрузка

при

при

Так как , то

Расчетная мощность осветительной нагрузки

,

где Кс.о. – коэффициент спроса осветительной нагрузки;

Рн.о. – установленная мощность электрического освещения, кВт

Согласно [3–23]

По заданию

Расчетная активная и реактивная нагрузки заданной группы электроприемников

Расчетная полная нагрузка

1.3. Выбор компенсирующих устройств

Расчетный коэффициент мощности

Расчетный коэффициент мощности меньше нормативного , поэтому необходимо установить компенсирующие устройства.

Для .

Мощность компенсирующих устройств

Из приложения № 2 выбираем для двух секций шин НН две батареи статических конденсаторов типа УКН–0,38–75УЗ мощностью по 75квар каждая.

Передаваемая от электростанции реактивная мощность

Передаваемая от электростанции полная мощность

Проверка:

Рис. 1. Схема присоединения конденсаторных батарей на U = 0,38–0,66 кВ через рубильник и предохранитель

Принимаем к установке нерегулируемые батареи статических конденсаторов со схемой присоединения по рис. 1.

1.4. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Нагрузки механического цеха относятся к потребителям II и III категории. Потому на подстанции необходимо установить два силовых трансформатора.

Потери активной мощности в трансформаторах

Потери реактивной мощности

Потери полной мощности

Полная расчетная мощность, передаваемая от ГПП до ТП цеха

Мощность трансформаторов

где К_з – коэффициент загрузки трансформатора.

Значение К_з принимается в зависимости от категории электроприемников по степени надежности электроснабжения. Для цехов с преобладающей нагрузкой II категории при двухтрансформаторной подстанции с возможным резервированием –.

Принимаем значение

Мощность одного трансформатора

где n – выбранное количество трансформаторов.

Выбираем два трансформатора типа ТМ–630/10 мощностью 630кВА, имеющего технические данные, приведенные в таблице 3.

Таблица 3

Номинальная мощность SнТ, кВА	Номинальное напряжение обмоток			Потери холостого хода Рхх, кВт		Потери короткого замыкания Ркз, кВт		Ток холостого хода Iхх, %		Напряжение короткого замыкания Uкз, %
	Uвн, кВ	Uнн, кВ
630	10	0,4	1,56		7,6		2		5,5

1.5. Выбор схемы электрических соединений подстанции

Рис. 2. Схема электрических соединений подстанции механического цеха

В разделе 1.4 принято решение об установке на трансформаторной подстанции двух силовых трансформаторов, поэтому принимаем вариант питания нагрузок цеха по двум кабельным линиям с секционированием шин НН автоматическим выключателем. Расстояние от цеховых ТП до ГПП согласно заданию составляет 2,8км, поэтому необходимо на вводе ВН установить коммутационные аппараты. Предварительно принимает к установке выключатели нагрузки (рис. 2).

1.6. Расчет высоковольтной питающей линии

Условие выбора сечений

где I_р – ток расчетный, А;

K_попр – поправочный коэффициент на условия прокладки.

При проложенных рядом двух кабелях, значения K_попр принимаются согласно [4–408]. Значения K_попр на температуру окружающей среды при температуре земли, отличной от +15С и при температуре воздуха, отличной от +25С, принимаются по [4–409].

Ток, протекающий по кабельной линии в нормальном режиме

где К_з – коэффициент загрузки трансформатора.

U_н – номинальное напряжение на высокой стороне, кВ;

S_Т – мощность трансформатора, кВА.

С учетом расширения мощности цеха принимаем расчетный ток равным

По таблице согласно [4–401] при принимаем трехжильный силовой кабель на с алюминиевыми жилами марки АСБ – 3х16 с (A – алюминиевая жила; бумажная изоляция; С – свинцовая оболочка; Б – бронированный двумя стальными лентами с наружным джутовым покровом).

1.7. Расчет токов короткого замыкания

Составляем расчетную схему (рис. 3).

Рис. 3. Расчетная схема

По расчетной схеме составляем схему замещения (рис. 4).

Рис. 4. Схема замещения

Выбираем базисные условия:

– для точки К₁

– для точки К₂

– для точки К₁

– для точки К₂

Определяем сопротивления элементов сети.

Мощность системы

Сопротивление системы в относительных единицах

Сопротивления кабельной линии в относительных единицах

При мощности трансформаторов

Результирующие сопротивления до точки К₁

Результирующие сопротивления до точки К₂

Токи и мощность короткого замыкания для точки К₁

Действующее значение начального тока короткого замыкания

=

При () периодическая составляющая тока КЗ не изменяется и действующие значения

Ударный ток короткого замыкания

где К_у – ударный коэффициент.

В сетях без учета активного сопротивления К_у=1,8

Мощность короткого замыкания

Определяем токи и мощность короткого замыкания для точки К₂

Первоначальный ток в момент КЗ

По таблице 4 принимаем для стороны НН трансформатора мощностью 630кВА .

_{Таблица4.}

Место короткого замыкания	Ку
Высоковольтная сеть без учета активного сопротивления	1,8
На стороне обмотки НН трансформатора: 2500-1600кВА 1000-630кВА 400-100кВА	1,4 1,3 1,2
Удаленная точка с учетом активного сопротивления	1,0
Электрические сети напряжением до 1000 В	1,1¸1,2

Данные расчетов сведены в таблице 5.

Таблица 5.

Величина Место к.з.	I, кА	I, кА	iу, кА	Sкз, МВА
Точка К1	1	1	2,54	18,2
Точка К2	14,9	14,9	27,3	10,3

1.8. Выбор электрооборудования подстанции