Задание:
1. На основе ведомости электроприемников выполнить расчет электрических нагрузок цеха. Выбрать число и мощность трансформаторов цеховых подстанций.
2. На основе картограммы электрических нагрузок выбрать место расположения цеховой ТП.
3. Разработать принципиальную однолинейную схему электроснабжения цеха (питание цеховых трансформаторов и высоковольтных электроприемников).
4. рассчитать токи трехфазного короткого замыкания на шинах 6(10) кВ ГПП и шинах 0,4 кВ цеховой ТП.
5. Выбрать выключатели, измерительные трансформаторы тока и кабели на линиях напряжением 6(10) кВ, отходящих к трансформатору цеховой ТП. Выполнить их проверку по условиям режима короткого замыкания.
Исходные данные:
Прессовый участок предназначен для штамповки деталей электротехнической промышленности. Он является составной частью крупного завода электроизделий.
Цеховая ТП получает питание от главной понизительной подстанции (ГПП) низшим напряжением 6кВ. Начальное значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ на шинах 6 кВ ГПП - 8,3 кА. Расстояние от ГПП до цеховой ТП - 1,2 км. Количество рабочих смен - 3. Потребители цеха имеют II и III категорию надежности электроснабжения.
Размеры цеха ШхДхВ - 48х30х10 м.
Перечень оборудования приведен в табл. 1. Мощность указана для одного электроприемника. Расположение основного электрооборудования показано на плане (рис.1).
Таблица 1 - Перечень установленного оборудования
|
№ на плане |
Наименование ЭО |
|
Примечание |
|
1...4 |
Кузнечно-штамповочные автоматы |
30 |
|
|
5...13 |
Прессы электромеханические |
40 |
|
|
14...17 |
Прессы фрикционные |
55 |
|
|
18...22 |
Молоты ковочные |
75 |
|
|
23...30 |
Прессы кривошипные |
22 |
ПВ=25% |
|
31,32 |
Насосы масляные |
30 |
|
|
33,34 |
Наждачные станки |
7,5 |
|
|
35,36 |
Шлифовальные станки |
22 |
|
|
37,38 |
Сверлильные станки |
5 |
|
|
39...46 |
Компрессоры |
2000 |
СД 6кВ |
|
47 |
Кран-балка |
315 |
ПВ=60% |
Рисунок 1 - Расположение основного оборудования
1. Расчет электрических нагрузок цеха. Выбор цеховых трансформаторов
Так как в цехе присутствуют потребители II категории, то цеховая ТП - двухтрансформаторная, а между секциями низкого напряжения устанавливается устройство АВР (автоматическое включение резерва). Трансформаторы выбираются однотипными и равной мощности.
Приведем нагрузку кран-балки и кривошипных прессов с повторно-кратковременным режимом работы к длительному режиму работы:
Осветительная нагрузка по цеху:
Для расчета электрических нагрузок цеха воспользуемся методом расчетных коэффициентов. Максимальные расчетные нагрузки группы приемников с переменным графиком нагрузки определяются из выражений:
где
- максимальные активная, реактивная и
полная нагрузки;
-
расчетный коэффициент нагрузки
(справочные данные);
-
средняя активная и реактивная мощности
всей группы электроприемников за
наиболее загруженную смену:
где
- коэффициент использования отдельного
ЭП (справочные данные);
-
номинальная мощность отдельного ЭП,
приведенная к длительному режиму работы.
Эффективное число электроприемников:
Распределим нагрузку по секциям по возможности равномерно:
Таблица 2 - Распределение нагрузки по секциям
|
Секция 1 |
Секция 2 | ||
|
Распредустройство и электроприемники |
Нагрузка приведенная, кВт |
Нагрузка приведенная, кВт |
Распредустройство и электроприемники |
|
Кузнечно-штамповочные автоматы |
30 |
40 |
Прессы электромеханические |
|
Кузнечно-штамповочные автоматы |
30 |
40 |
Прессы электромеханические |
|
Кузнечно-штамповочные автоматы |
30 |
40 |
Прессы электромеханические |
|
Кузнечно-штамповочные автоматы |
30 |
55 |
Прессы фрикционные |
|
Прессы электромеханические |
40 |
55 |
Прессы фрикционные |
|
Прессы электромеханические |
40 |
75 |
Молоты ковочные |
|
Прессы электромеханические |
40 |
75 |
Молоты ковочные |
|
Прессы электромеханические |
40 |
11 |
Прессы кривошипные |
|
Прессы электромеханические |
40 |
11 |
Прессы кривошипные |
|
Прессы электромеханические |
40 |
11 |
Прессы кривошипные |
|
Прессы фрикционные |
55 |
11 |
Прессы кривошипные |
|
Прессы фрикционные |
55 |
11 |
Прессы кривошипные |
|
Молоты ковочные |
75 |
11 |
Прессы кривошипные |
|
Молоты ковочные |
75 |
11 |
Прессы кривошипные |
|
Молоты ковочные |
75 |
30 |
Насосы масляные |
|
Прессы кривошипные |
11 |
7,5 |
Наждачные станки |
|
Насосы масляные |
30 |
7,5 |
Наждачные станки |
|
Шлифовальные станки |
22 |
22 |
Шлифовальные станки |
|
Сверлильные станки |
5 |
5 |
Сверлильные станки |
|
Итого по группе |
763 |
244 |
Кран-балка |
|
Освещение цеха |
15 |
|
|
|
Итого по секции |
778 |
773 |
Итого по секции |
Согласно распределению нагрузки по узлам питания заполняется сводная ведомость электрических нагрузок цеха (табл.3).
Таблица 3 - Сводная ведомость электрических нагрузок
|
Исходные данные |
Расчетные величины |
Эффективное число ЭП |
Коэффициент расчетной нагрузки kр |
Расчетная мощность |
Расчетный ток Iр, А | |||||||||||||||||||||||
|
По заданию технологов |
По справочным данным |
Pc=kи·Рн |
Qс=kи·Рн·tg |
рн^2·n |
Рр, кВт |
Qр, квар |
Sр, кВА |
| ||||||||||||||||||||
|
Наименование ЭП |
Количество ЭП, шт |
Номинальная (утсановленная) мощность, кВт |
kи |
cos/tg |
|
|
|
|
|
|
|
|
| |||||||||||||||
|
Одного ЭП pн |
Общая Рн=рн·n |
|
|
|
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||||||
|
1с | ||||||||||||||||||||||||||||
|
Кузнечно-штамповочные автоматы |
4 |
30 |
120 |
0,65 |
0,8/0,75 |
78 |
58,50 |
3600 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Прессы электромеханические |
6 |
40 |
240 |
0,17 |
0,65/1,17 |
40,8 |
47,74 |
9600 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Прессы фрикционные |
2 |
55 |
110 |
0,17 |
0,65/1,17 |
18,7 |
21,88 |
6050 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Молоты ковочные |
3 |
75 |
225 |
0,24 |
0,65/1,17 |
54 |
63,18 |
16875 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Прессы кривошипные |
1 |
11 |
11 |
0,14 |
0,65/1,17 |
1,54 |
1,80 |
121 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Насосы масляные |
1 |
30 |
30 |
0,7 |
0,85/0,62 |
21 |
13,02 |
900 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Шлифовальные станки |
1 |
22 |
22 |
0,45 |
0,6/1,33 |
9,9 |
13,17 |
484 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Сверлильные станки |
1 |
5 |
5 |
0,16 |
0,6/1,33 |
0,8 |
1,06 |
25 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Итого по группе |
|
|
763 |
0,29 |
|
224,74 |
220,35 |
37655,00 |
15 |
1,43 |
321,3782 |
315,10 |
450,08 |
683,82 | ||||||||||||||
|
Освещение цеха |
|
|
|
|
0,95/0,33 |
|
|
|
|
|
15 |
4,95 |
15,80 |
| ||||||||||||||
|
Итого по секции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
336,378 |
320,05 |
464,31 |
705,44 | ||||||||||||||
|
2с | ||||||||||||||||||||||||||||
|
Прессы электромеханические |
3 |
40 |
120 |
0,17 |
0,65/1,17 |
20,4 |
23,87 |
4800 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Прессы фрикционные |
2 |
55 |
110 |
0,17 |
0,65/1,17 |
18,7 |
21,88 |
6050 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Молоты ковочные |
2 |
75 |
150 |
0,24 |
0,65/1,17 |
36 |
42,12 |
11250 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Прессы кривошипные |
7 |
11 |
77 |
0,14 |
0,65/1,17 |
10,78 |
12,61 |
847 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Насосы масляные |
1 |
30 |
30 |
0,7 |
0,85/0,62 |
21 |
13,02 |
900 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Наждачные станки |
2 |
7,5 |
15 |
0,17 |
0,65/1,17 |
2,55 |
2,98 |
112,5 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Шлифовальные станки |
1 |
22 |
22 |
0,45 |
0,6/1,33 |
9,9 |
13,17 |
484 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Сверлильные станки |
1 |
5 |
5 |
0,16 |
0,6/1,33 |
0,8 |
1,06 |
25 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Кран-балка |
1 |
244 |
244 |
0,3 |
0,5/1,73 |
73,2 |
126,64 |
59536 |
|
|
|
|
|
| ||||||||||||||
|
Итого по секции: |
|
|
773 |
0,24 |
|
193,33 |
257,35 |
84004,50 |
7 |
1,8 |
347,99 |
463,23 |
579,38 |
880,28 | ||||||||||||||
|
Итого по цеху (НН) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
684,37 |
783,28 |
1040,14 |
1580,33 | ||||||||||||||
Так как количество и мощность силовых трансформаторов цеховой подстанции не выбраны, то потери мощности в них ориентировочно определяются из соотношений:
где
- полная расчетная нагрузка цеха на
шинах низкого напряжения цеховой
подстанции.
Определим расчетную мощность трансформаторной подстанции с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности:
Выбираем КТП2х630-10/0,4 с двумя трансформаторами ТСЗ 1000-10/0,4.
Коэффициент загрузки составит:
