Выбор электросетей от РП или ШР до потребителей

Расчетный ток питающей линии электроприёмников при нормальном режиме работы определяется по формуле:

I_р = ,

где 

I_р - расчетный ток питающей линии электроприёмников при нормальном режиме работы, А;

Р_дл - расчетная мощность данного потребителя, кВт;

U_н - номинальное напряжение, кВ.

Расчетный ток расцепителя автомата питающей линии электроприёмников определяется по формуле:

I_р.расц  =  ,

где

I_р.расц - расчетный ток расцепителя автомата, А.

Выбирается автомат типа_____________; I_н.расц _____ А по условию:

I_н.расц ≥ I_р.расц,

где

I_н.расц - номинальный ток расцепителя автомата по каталогу, А.

Проверяется автомат на действие токов к.з.:

I_отс ≥ 1,25 · I_пуск,

где

I_отс – ток срабатывания отсечки автомата при к.з., А;

где I_пуск - пусковой ток двигателя, А.

 

Пусковой ток двигателя определяется по формуле:

I_пуск = к_п· I_р,

где

к_п  = 5,5 – 7 - коэффициент пуска для АД с КЗ ротором, к_п  = 2 для АД с фазным ротором.

Выбирается кабель марки __________________; I_д  _________А по условию:

I_д ≥  I_р

где

I_д - длительный допустимый ток кабельной линии, А.

Проверяется кабель на соответствие выбранного автомата по условию:

I_д ≥ к_з · I_н.расц,

где 

к_з - коэффициент защиты, к_з=1.

 

Аналогично рассчитываются остальные потребители, подключённые к ШР или РП.

Результаты расчётов сводятся в таблицу. Для ШР или РП с одинаковыми нагрузками составляется одна таблица, для ШР или РП, имеющие различные нагрузки, таблицы составляются на каждое РП.

 

Таблица 4 – Расчёт сетей напряжения от ШР или РП

Наименование электроприёмников	Рдл кВт	Iр А	Iрасц. А	Iн.расц. А	Iпуск. А	Iотсеч. А	Тип автомата	Iд А	Марка и сечение кабеля, мм^2

 

В том случае, если выбираются распределительные шкафы с предохранителями для маломощных потребителей, расчёт и выбор электросетей от ШР до потребителей производится в следующем порядке:

Определяется расчётный ток питающей линии электроприёмников по формуле:

I_р =  ,

где 

I_р - расчётный ток, А;

U_н = 0,4 кВ, номинальное напряжение электроприёмников, кВ;

Р_н  - номинальная мощность электроприёмника, кВт;

cosφ – коэффициент мощности электроприёмника.                                              

Определяется пусковой ток электроприёмника по формуле:

I_пуск = k_п∙ I_р,

где

к_п  =5 – 7 - коэффициент пуска для АД с КЗ ротором, к_п  = 2 для АД с фазным ротором.

Ток плавкой вставки предохранителя определяется по формуле:

I_{пл в} =  ,

где

I_пл.в - ток плавкой вставки предохранителя, А;

α – коэффициент перегрузки, зависящий от условий пуска электрооборудования, для асинхронных двигателей при лёгких условиях пуска α =2,5; при тяжёлых условиях пуска α =1,6 – 2;

 - пусковой ток электроприёмника, А.

Выбирается плавкий предохранитель типа__________ I _{н.пл.вст.} ______ А по условию:

I_н.пл.в  ≥ I_.лл.вст

Выбирается кабель марки______ I_д _____А по условию:

I_д  ≥ I_пл.в

Проверяется кабель на соответствие выбранного предохранителя по условию:

I_д ≥ k_з · I_{н пл.в},

где 

k_з – коэффициент защиты, зависящий от характера нагрузки, при постоянной нагрузке k_з = 0,33.

 

Аналогично рассчитываются остальные потребители, подключённые к ШР.

Результаты расчётов сводятся в таблицу.

 

Таблица 5 – Результаты расчёта сетей напряжения от ШР

Наименование потребителей	Рдл кВт	Iр А	Iпуск. А	Iпл.вст. А	Iн.пл.вст. А	Тип предохранителя	Iд А	Марка и сечение кабеля, мм^2

 

 

 2.5 Определение годового расхода электрической энергии

 

Определение расхода электрической энергии на технологию:

Суммарная активная мощность, расходующаяся на технологию без освещения, определяется по формуле:

Р_техн = ∑Р_р - Р_осв ,

где

Р_техн – суммарная активная мощность, расходующаяся на технологию (без освещения), кВт.

∑Р_р - суммарная активная мощность всех электроприёмников, кВт;

Р_осв - активная мощность освещения, кВт.

Активная электрическая энергия, расходующаяся на технологию (без освещения) определяется по формуле:

W_техн = Р_техн · Т_г ∙ ,

где

Т_г – годовое число часов использования максимума нагрузок, ч;

W_техн – активная электрическая энергия, расходующаяся на технологию (без освещения), тыс. кВт. ч.

Суммарная реактивная мощность, расходующаяся на технологию (без освещения) определяется по формуле:

Q_техн = ∑Q_р - Q_осв – Q_н.кку  ,

где

Q_техн – суммарная реактивная мощность, расходующаяся на технологию (без освещения), кВАр;

Q_н.кку – номинальная мощность комплектно-компенсирующего устройства, кВАр.

∑Q_р - суммарная реактивная мощность всех электроприёмников, кВАр;

Q_осв - реактивная мощность освещения, кВАр.

Реактивная электрическая энергия, расходующаяся на технологию (без освещения), определяется по формуле:

V_техн = Q_техн · Т_г ∙ ,

 где

V_техн – реактивная электрическая энергия, расходующаяся на технологию (без освещения), кВАр· ч;

Т_г – годовое число часов использования максимума нагрузок, ч.

Активная электрическая энергия, расходующаяся на освещение, определяется по формуле:

W_осв = Р_осв· Т_осв ∙ ,

где

W_осв – активная электрическая энергия, расходующаяся на освещение, кВт· ч,

Т_осв  - годовое число часов использования освещения, ч. В расчетах при достаточном естественном осве­щении годовое число часов использования осветительных установок принимают при двухсменной работе - 2100 ч, при трехсменной — 4600 ч, а при трехсменной непрерывной работе — 5600 ч. При недостаточном естественном освещении при двухсменной рабо­те число часов использования осветительных установок — 4100 ч; при трехсменной — 6000 ч; при непрерывной трехсменной работе — 8700 ч.

Р_осв – активная мощность, расходующаяся на освещение, кВт.

Реактивная электрическая энергия, расходующаяся на освещение, определяется по формуле:

V_осв = Q_осв· Т_осв∙  ,

где

V_осв – реактивная электрическая энергия, расходующаяся на освещение, тыс.кВАр· ч;

Q_осв – реактивная мощность, расходующаяся на освещение, кВт.

 

Определение потерь электрической энергии в трансформаторах:

Потери активной электрической энергии в трансформаторах определяются по формуле:

W_п.тр = (β_{ф.с.комп} ² · Р_кз·τ + Р_хх · Т_г) ∙ ,

где 

W_п.тр – потери активной электрической энергии в трансформаторах, тыс.кВт· ч;

τ – время максимальных потерь мощности в трансформаторе за год, ч;

Р_кз – потери мощности короткого замыкания трансформатора, кВт;

Р_хх – потери мощности холостого хода трансформатора, кВт;

N – число трансформаторов, шт.;

β_{ф.с.комп} - фактический коэффициент загрузки трансформатора с учётом компенсации.

Время максимальных потерь мощности в трансформаторе за год определяется по формуле:

τ = (0,124 + T_мах · 10 ^-4)²· T_г,

где

T_мах – максимальное число часов использования технологических приёмников, ч.

Т_г – годовое число часов использования максимума нагрузок, ч.

Потери реактивной электрической энергии в трансформаторах определяются по формуле:

 ,

где

V_п.тр – потери реактивной электрической энергии в трансформаторах, тыс. кВАр· ч;

τ – время максимальных потерь мощности в трансформаторе за год, ч;

Т_г – годовое число часов использования максимума нагрузок, ч;

i_хх – ток холостого хода трансформатора, %;

β_{ф.с комп} - фактический коэффициент загрузки трансформатора с учётом компенсации;

S_н.т – номинальная мощность выбранного трансформатора, кВ∙А;

U_кз – напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

N – число трансформаторов, шт.

 

Определение среднегодового коэффициента мощности

Среднегодовой коэффициент мощности определяется по формуле:

   ,

где

ΣW - суммарная потребляемая активная электрическая энергия, тыс.кВт· ч.

ΣW = ΔW_л + W_тех + W_осв + W_п.тр,

ΔW_л = 0,03 ∙ Р_р ∙ T_мах ∙  ,

 где

ΔW_л - потери активной электрической энергии в линиях, тыс. кВт· ч.

ΣV = V_тех + V_осв + V_п.тр ,

 где

ΣV - суммарная потребляемая реактивная электрическая энергия, тыс. кВАр· ч.

 

Расчет годового расхода электрической энергии для карьеров                           

 

1Определение расхода электрической энергии на технологию

 

Расчёт выполняется непосредственно после приведения используемых формул.

Суммарная активная мощность, расходующаяся на технологию без освещения, определяется по формуле:

 

                                                 ∑Р_техн=∑Р_р;                                                        

где ∑Р_техн- суммарная активная мощность, расходующаяся на технологию без освещения и потерь на НН и ВН, кВт;

∑Р_р - суммарная активная мощность всех электроприёмников за наиболее загруженную смену без освещения и потерь на НН и ВН, кВт.

 

Активная электрическая энергия, расходующаяся на технологию без освещения, определяется по формуле:

 

                                            W_техн= ∑Р_техн · Т_г∙  ;                                                

где Т_г- годовое число часов использования максимума нагрузок, для горнорудной промышленности Т_г = 5487 ч;

W_техн - активнаяэлектрическая энергия, расходующаяся на технологию без освещения, тыс. кВт.ч.

 

Суммарная реактивная мощность, расходующаяся на технологию без освещения, определяется по формуле:

 

                                            Q_техн=∑Q_р- ∑ Q_н.кку;                                                   

где Q_техн- суммарная реактивная мощность, расходующаяся на технологию без освещения на НН и ВН, кВАр;

∑ Q_н.кку- номинальная мощность комплектно-компенсирующего устройства на НН и ВН без потерь, компенсации и освещения, кВАр;

∑Q_р- суммарная реактивная мощность всех электроприёмников за наиболее загруженную смену на НН и ВН, кВАр.

 

Реактивная электрическая энергия, расходующаяся на технологию без освещения, определяется по формуле:

 

                                            V_техн=Q_техн· Т_г∙  ;                                                    

где V_техн - реактивная электрическая энергия, расходующаяся на технологию без освещения,тыс. кВАр· ч;

Т_г- годовое число часов использования максимума нагрузок, ч.

 

 

2 Определение расхода электрической энергии на освещение

Активная электрическая энергия, расходующаяся на освещение, определяется по формуле:

                                          W_осв=Р_осв· Т_осв∙  ;                                                 

где W_осв – активная электрическая энергия, расходующаяся на освещение, тыс. кВт· ч;

Т_осв=5600- годовое число часов использования освещения, ч;

Р_осв- активная мощность, расходующаяся на освещение, кВт.

 

Реактивная электрическая энергия, расходующаяся на освещение при применении светильников с пускорегулирующими устройствами, определяется по формуле:

 

                                            V_осв=Q_осв· Т_осв∙  ;                                                    

где V_осв - реактивная электрическая энергия, расходующаяся на освещение с компенсацией, тыс. кВАр· ч;

Q_осв- реактивная мощность, расходующаяся на освещение, кВт.

 

 

3. Определение потерь электрической энергии в трансформаторах:

Потери активной электрической энергии в трансформаторах определяются по формуле:

                              W_п.тр= (β_{ф.с.комп}²· Р_кз· τ + Р_хх· Т_г) ∙  ;                                    

где W_п.тр - потери активной электрической энергии в трансформаторах,тыс.кВт· ч;

 τ - время максимальных потерь мощности в трансформаторе за год, ч;

 Р_кз - потери мощности короткого замыкания трансформатора, кВт;

 Р_хх - потери мощности холостого хода трансформатора, кВт;

 N - число трансформаторов, шт.;

 β_{ф.с.комп}- фактический коэффициент загрузки трансформатора с учётом компенсации.

Для трансформаторов ГПП:

 

Для трансформаторов вспомогательных участков:

 

Для трансформатора СБШ:

 

Для трансформатора осветительной установки:

 

Время максимальных потерь мощности в трансформаторе за год определяется по формуле:

 

                                       τ = (0,124 + T_мах · 10 ^-4)² · T_г;                                           

где T_мах- максимальное число часов использования технологических приёмников,

T_мах = 6360 ч;

Т_г=5487 - годовое число часов использования максимума нагрузок, ч.

 

 

Суммарные потери активной электрической энергии в трансформаторах определяются по формуле (53):

 

                          W_п.тр= W_{п.тр.ГПП}+ W_{п.тр.в.у.}+ W_{п.тр.СБШ}+ W_{п.тр.о.у.}                                    

 

Потери реактивной электрической энергии в трансформаторах определяются по формуле:

 

                             ;                          

где V_п.тр - потери реактивной электрической энергии втрансформаторах, тыс. кВАр· ч;

τ - время максимальных потерь мощности в трансформаторе за год, ч;

Т_г- годовое число часов использования максимума нагрузок, ч;

i_хх - ток холостого хода трансформатора, %;

β_{ф.с комп}- фактический коэффициент загрузки трансформатора с учётом компенсации;

S_н.т- номинальная мощность выбранного трансформатора, кВ∙А;

U_кз - напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

N - число трансформаторов, шт.

 

Для трансформаторов ГПП:

 

Для трансформаторов вспомогательных участков:

 

Для трансформатора СБШ:

 

Для трансформатора осветительной установки:

Суммарные потери реактивной электрической энергии в трансформаторах определяются по формуле:

 

                            V_п.тр= V_{п.тр.ГПП}+ V_{п.тр.в.у.}+ V_{п.тр.СБШ}+ V_{п.тр.о.у.}                                      

 

 

4. Определение среднегодового коэффициента мощности

Среднегодовой коэффициент мощности определяется по формуле:

 

                                                ;                                             

где ΣW - суммарная потребляемая активнаяэлектрическая энергия, тыс.кВт· ч;

ΣV - суммарная потребляемая реактивнаяэлектрическая энергия, тыс.кВАр· ч.

 

Суммарная потребляемая активнаяэлектрическая энергия определяется по формуле:

 

                                        ΣW = ΔW_л + W_тех + W_осв + W_п.тр.                                      

Потери активной электрической энергии влиниях электропередач определяются по формуле:

                                          ΔW_л = 0,03 ∙ Р_р ∙ T_мах ∙  ;                                            

где ΔW_л -потери активной электрической энергии в линиях электропередач,

тыс. кВт· ч;

Р_р - суммарная расчётная активная мощность потребителей на НН и ВН с учётом освещения, компенсации и потерь в трансформаторах, кВт.

 

Суммарная потребляемая реактивная электрическая энергия определяется по формуле:

 

                                             ΣV = V_тех + V_осв + V_п.тр кВАр· ч;                                 

где ΣV - суммарная потребляемая реактивная электрическая энергия, тыс. кВАр· ч.