Электроснабжение и оборудование промышленных предприятий

 

Задание 1.

Расчет электрических нагрузок определяется в соответствии с «Указаниями по определению электрических нагрузок в промышленных установках» по средней мощности и коэффициенту максимума Км (метод упорядоченных диаграмм).

Исходными данными для расчета служит ведомость электроприемников (Э.П.) среднелистового стана, приведенных в табл. 1.

Расчету предшествует разделение Э.П. на характерные группы с одинаковыми (близкими по значению) параметрами:

. По величине напряжения:

а) Высоковольтные с U=6кВ.

б) Низковольтные с U=1кВ.

. По коэффициенту использования Ки (принимается из справочника [2] и коэффициенту мощности cos ? (табл. 1)

. По характеру нагрузки: гр. А-с переменным графиком нагрузки; гр. Б-с постоянным графиком нагрузки.

Результаты расчетов электрических нагрузок сведены в табл. 2.

Таблица 1.Ведомость электроприемников среднелистового стана

Наименование групп электроприёмниковКол-воРномCOS ?ПВ%1. Толкатели31250,82602. Подводящий рольганг3811,50,86803. Привод клети «трио» (в/в)1125000,951004. Привод клети «дуо» (в/в)1160000,951005. Манипуляторы42000,81606. Подъёмные столы23200,841007. Нажимные винты (в/в)26400,85808. Цепной транспортёр18850,791009. Эксгаустеры (в/в)35000,7410010. Краны посада32500,694011. Маслонасосы1822,50,8510012. Сварочные агрегаты3850,9110013. Насосы охлаждения832,50,8710014. Перевалочное устройство1320,712515. Заслонки печей3220,734016. Краны ремонтные2370,854017. Вентиляторы пролёта611,50,78100

Порядок заполнения таблицы 2.

Графа1. Все в/в приемники объединены в гр. Б. н/в приемники подразделяются на гр. А и гр. Б.

Графа4. Мощность Э.П. работающих в повторно-кратковременном режиме с ПВ<1 пересчитывается на ПВ=1 по формуле: Рн=Рпасп,где ПВ - в отн. единицах. Например: Заслонки печей: ПВ=40% или ПВ=0,4 отн. ед. Рпасп=3*22=66 кВт; Рн=66=41,7 кВт и т.д.

Графа5. Значения Ки принимаются из справочника [3, табл. 2.11]

Графа 6. Значения tg ? принимается по значениям cos ? по таблицам Брадиса[4].

Например: Насосы охлаждения: cos ?=0,87; tg ?=0,57 и т.д.

Графа 7, 8. Для группы приемников электрической энергии одного режима работы средние активная и реактивная нагрузки за наиболее нагруженную смену определяются по формулам:

Рсм=Кn

Qсм=Рсм

электрический трансформатор нагрузка

где Кn-коэффициент использования активной мощности группы ПЭ [2]

Рн-номинальная (установленная) мощность группы Э.П., кВт.

tg? - коэффициент реактивной мощности группы ЭП, соответствующий средневзвешенному значению коэффициента мощности.

Например: Привод клети «трио»:

Рсм=0,4*12500=5000 кВт

Qсм=5000*0,33=1650 кВар и т.д.

Графа 9. Расчет nэ-эффективное число электроприемников группы различных по номинальной мощности и режиму работы понимают число однородных по режиму работы Э.П. одинаковой мощности, которое обуславливает ту же расчетную нагрузку, что и данная рассматриваемая группа различных Э.П. [5].

Величина nэ может быть определена по упрощенной формуле [1]

nэ=,

где Рнmax-номинальная активная мощность наибольшего приемника группы А

nэ=

Графа 10. Величина коэффициента максимума Кm находятся по кривым

Кm=f(Кn, nэ) [2] в зависимости от величины средневзвешенного значения коэффициента использования Кn.ср. и nэ.

Для группы А 6 кВ (табл. 2)

Кn.ср=

Из кривых [2] Кm=1.87

График зависимости Кm=f(Кn, nэ) [3]

Графа 11. Расчетная силовая нагрузка [1] группы приемников определяется по средней мощности за максимально загруженную смену Рсм и Кm [3]

Рр= Кm

Для приемников группы А 6 кВ (табл. 2)

Рр=1,87*11528=21557,36 кВт.

При nЭ<10Km=1,1

При nЭ>10Km=1

Qp= Km*QСМ=1,1* QСМ= 4208,96.

Для приемников группы Б

Рр=; Qp= (графы 11 и 12)

Графа 13. Полная мощность.

Sp==22784,4 кВА.

Таблица 2. Результаты расчёта электрических нагрузок

Наименование групп электроприемниковКол-воУст.мощностьКиtg?Ср.max.нагрузка за сменуnэ (2*?Pн/Рн max)Км (табл)РасчетнаяодногоОбщаяРсм, кВт (Ки*ПВ)Qсм, квар (Рсм*tg?)Pp, кВт (Км*Рсм)Qp, квар (Км' *Qcм)Sp, кВА (?P^+Q^)кВтПВ=1, кВтЭлектроприёмики 6кВ.Группа А.3. Привод клети «трио» (в/в)11250012500,000,40,335000,001643,424. Привод клети «дуо» (в/в)11600016000,000,40,336400,002103,587. Нажимные винты (в/в)26401144,870,20,62128,0079,33Итого по группе А429644,870,311528,003826,3341,8721557,364208,96Группа Б.9. Эксгаустеры (в/в)35001500,000,650,91325,00295,40(Pp=? Pсм)(Qp=? Qсм)Итого по группе Б3325,00295,40325,00295,40Электроприёмники 1 кВ.Группа А.1. Толкатели3125290,470,250,7031,2521,812. Подводящий рольганг3811,5390,860,220,592,531,505. Манипуляторы4200619,680,550,72110,0079,646. Подъёмные столы2320640,000,150,6548,0031,008. Цепной транспортёр18851530,000,550,7846,7536,2810. Краны посада3250474,340,11,0525,0026,2212. Сварочные агрегаты385255,000,20,4617,007,7514. Перевалочное устройство13216,000,010,990,320,3215. Заслонки печей32241,740,10,942,202,0616. Краны ремонтные23746,800,10,623,702,29Итого по группе А774304,900,2286,75208,88271,25358,44208,88Группа Б.11. Маслонасосы1822,5405,000,650,6214,639,0613. Насосы охлаждения832,5260,000,70,5722,7512,8917. Вентиляторы пролёта611,569,000,650,807,486,00Итого по группе Б32734,000,6744,8527,9544,8527,95Итого по 1 кВ.403,29236,83467,69Итого по цеху22285,654741,1922784,40

Задание 2.

Размеры цеха для нечетного варианта:

Fц=64×100=6400м2

Плотность нагрузки при U=0,4кВ равна

?=

При ?<0,2 целесообразно устанавливать трансформаторы Sтр.=630 кВА [1]

Число трансформаторов при коэффициенте загрузки Кз=0,7:

nт?

При установке 1 трансформатора коэффициент загрузки составит:

Кз =

Что является допустимой величиной (допустимые значения - от 0,5 до 0,9)

Окончательно принимаем к установке 1 трансформатор ТМН - 630/6

Разработка схемы электроснабжения.

Поскольку категория электроприемников не указана, принимаем все потребители III категории и учитывая небольшую мощность цеха принимаем одиночную одноступенчатую радиальную схему без резервирования. (рис. 1)

Задание 3

Выбор марки и сечения кабелей U>1кВ

Сечения кабелей определяются по экономической плотности тока с учетом аварийной перегрузки трансформатора.

Iдл.=

Экономическая плотность тока по табл. 1.3.36 ПУЕ для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами при годовом числе использования нагрузки >5000 ч.т:Jэ=1,2

Экономически целесообразно сечение:

Fэ=

Ближайшее стандартное сечение Fэ.ст.=70мм2

При заданном токе к.з. 6кА

Тепловой импульс тока к.з.

В=

где tоткл=1с-время отключения цехового трансформатора.

Та=0,15с-постоянная времени для шин цеховой подстанции.

Минимальное термическое устойчивое сечение:

Smin.т=

где с=90-конструктивный коэффициент [1]

Окончательно принимаем кабель АСБГУ-3Х70, прокладываемый внутри цеха в канале.

Задание 4, 5

Выбор выключателей, разъединителей и трансформаторов тока на U=6Кв.

Выбор выключателя.

Выключатели проверяются по длительному допустимому току, отключательной способности и стойкости к сквозным токам к.з.

Условия выбора и проверки приведены в табл. 3.

Предварительно выбираем масляный выключатель ВМП-10-630/31,5УЗ на ток 630 А.

Для его проверки определяем:

- ударный ток короткого замыкания

iу=

где Ку=1,92 по табл. 2.45 [6]

периодическая составляющая тока к.з. в начальный момент времени:

в момент отключения короткого замыкания:

полный ток к.з. в момент отключения:

iк?=iao+ia?=8,48+4,97=13,27кА

Таблица 3. Условия выбора и проверки выключателя

УсловияНоминальные параметрыРасчетные параметрыUн?Uн.сети10 кВ10 кВIн?Iдл.max630 А48,5 АIвкл.н?Iп.о.31,5 кА6 Каiвкл. ?iуд80 кА16,29 кАiдин.т? iуд80 кА16,29 кАIдин.т? Iп.о31,5 кА6 КаI?B3969 к41,4 кIоткл.н. ?Iпt31,5 кА6 Каiоткл.н.>ix?44,5 кА13,27 кА

Выключатель удовлетворяет условиям нормального, ремонтного и аварийного режимов.

Выбор разъединителя

По номинальным параметрам подходит разъединитель РВ-10/400-У3

Результаты выбора и проверки приведены в табл. 4.

Таблица 4. Условия выбора и проверки разъединителя

УсловияНоминальные параметрыРасчетные параметрыUн? Uн.c10 кВ10 кВIн?Iдл.т.400 А48,5 АIдин. ?iуд.41 кА16,29 кАI1024 кА41,4 к А

Выбор трансформаторов тока.

По номинальным параметрам подходят трансформаторы тока ТПЛ-10-200/5-0,510Р-У3

Результаты проверки приведены в табл. 5

Вторичная нагрузка трансформатора тока z2 определяется для наиболее загруженной фазы при схеме соединения ТТ в неполную звезду. (рис. 2)

Таблица 5. Условия выбора и проверки трансформатора тока

УсловияНоминальные параметрыРасчетные параметрыUн? Uн.c10 кВ10 кВIн?Iдл.т200 А48,5 Акд?iуд70,7 кА16,29 кА(кт243 к А41,4 к АZ2н?r20,4 Ом0,03 Ом

На присоединение цехового трансформатора рекомендуется устанавливать амперметр (в фазе А), и трехфазные счетчики активной и реактивной энергии.

Для расчета вторичной нагрузки ТТ составляется табл. 6.

Таблица 6. Расчётная вторичная нагрузка

ПриборТипНагрузка по фазам, ВААВСАмперметрЭ-3350,5??Счетчик активной энергииСАЗУ-И672М2,5?2,5Счетчик реактивной энергииСРЧУ- И673М2,5?2,5Всего5,5?5,0

Наиболее загруженная фаза А:

Sприб.=5,5ВА

Сопротивление измерительных приборов фазы А

rприб=

Максимально возможное сопротивление соединительных проводов при

r2ном.=0,4-0,22-0,05=0,13 Ом.

Сечение соединительных проводов

Sпр=

где ?=0,028-для алюминиевых проводов

l=4 м-длина трассы.

Принимаем ближайшее большее Sпр=6мм2.

При этом сечении сопротивление проводов

rпр.=

Вторичная нагрузка трансформатора тока

r2расч.=0,22+0,05+0,03=0,3 Ом.

Здесь 0,05 Ом - переходное сопротивление контактов в токовой цепи.

Трансформатор тока удовлетворяет условиям нормального, утяжеленного и аварийного режимов.

Список литературы

электрический трансформатор нагрузка

1. Малофеев А.В. «Электроснабжение и электрооборудование промышленных предприятий». Методические указания: - Магнитогорск, МГТУ, 2003 г.

. «Справочник по электроснабжению и электрооборудованию промышленных предприятий». Под редакцией Федорова А.А.; М.ЭАИ, 1986 г.

. Липкин Б.Ю. «Электроснабжение промышленных предприятий». Москва, Высшая школа, 1990 г.

. Брадис В.М. «Математические таблицы», 2005 г.

. Федоров А.А., Старкова Л.Е. «Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования». Москва, Энергоатомиздат, 1987 г.

. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. «Электрооборудование станций и подстанций» М.ЭАИ, 1987 год.

Задание 1. Расчет электрических нагрузок определяется в соответствии с «Указаниями по определению электрических нагрузок в промышленных установках&#

Больше работ по теме: