Расчет и выбор числа и мощности трансформаторов

Число трансформаторов выбирается исходя из требования надежности электроприемников. В проектируемом цехе все электроприемники 2 категории, необходимо два трансформатора.

Мощность трансформатора зависит от мощности цеха и загрузки трансформатора. В нормальном режиме загрузка трансформатора должно составлять не более 90% от расчетной мощности, а в аварийном не более 140%.

2.5.1 Рассчитываем полную мощность, учитывая дополнительную заданную мощность Sдоп=200 кВА

Расчёт дополнительной мощности: P_доп=S _доп*cos φ=200*0.8=160 кВт

Q_доп=P _доп*tg φ=160*0.75=120 квар

,

где расчетная активная мощности (кВт);

Qр – реактивная мощность (квар);

мощность компенсирующего устройства (квар).

2.5.2 Определяем тип трансформатора ТМФ-630

2.5.3 Определяем потери мощности в трансформаторе:

где

2.5.4 Рассчитаем в нормальном режиме

Коэффициент загрузки в нормальном режиме не должен превышать 0,7.

Рассчитаем в аварийном режиме

 

Рассчитаем в аварийном режиме:

Коэффициент загрузки в аварийном режиме не должен превышать 1,4 Трансформатор выбран верно.

 

Тип Трансфор-матора	Номи- нальная мощ-ность, кВА	Напряже-ние, кВ	Потери, кВт	Uк %	Iхх %	Схема и группа соед.	Регу- лир. напр.
ВН	НН	Рхх	Ркз
ТМФ-630			0,4	1,7	7,6	5,5	2,0	å-å-0	±2хх2,5%

 

2 .6 Расчет распределительной сети

 

Распределительные сети - это сети, которые прокладываются от силовых шинопроводов и распределительных шкафов до электроприемников.

Расчет производим для выбора сечения проводов и выбора предохранителей.

Распределительная сеть выполнена проводом марки ПВ, проложенным в пластмассовых трубах. Трубы расположены в полу, выводы к электроприемникам, выполнены металлическими трубами.

Приводим пример расчета и выбора сечения проводов, идущих от ШП до электроприемника №11 станок Р_н = 10кВт

2.6.1 Определяем расчетный ток: ,

где расчетная мощность (кВт);

 

номинальное напряжение (В).

2.6.2 По таблице [3, с. 337] определяем допустимый ток, из условия:

, где ток допустимый (А);

ток расчетный (А).

.Выбираем ближайшее значение

2.6.3 Исходя из значения , выбираем одножильный провод марки ПВ

сечением 4 (1x4)по таблице [3, с.337]

2.6.4 Выбираем предохранитель исходя из условия:

, где ток плавкой вставки (А);

ток расчетный (А).

 

Выбираем предохранитель типа ПН-2:

условие выполняется

2.6.5 Проверка правильности выбора предохранителя: ,

где ток плавкой вставки (А);

коэффициент защиты.

Так как защита от перегрузки не требуется, Кз принимаем равным 0,33 [3, с. 77]

 

 

Для сварочных машин различной мощности (например №7)

ток плавкой вставки (А) .

Выбор сечения для других проводов и предохранителей выполняется аналогично.

Результаты заносим в таблицу 2.

 

 

 

Наименование электроприемника	Рр кВт	Iр А	Iд А	Марка провода	Сечение жил мм²	Способ Проклад-ки	Защитн Аппарат	Iп,/IпвА
ШР-1
1Электропечь 2шт		68,5		ПВ	4(1х16)	П	ПН-2	100
2Вентилятор 3шт	2,8	5,32		ПВ	4(1х1,5)	П	НПН	60
6.Электротельфер ПВ=25% 2шт	7,5	22,8		ПВ	4(1х2,5)	П	ПН-2	100
ШП 1
5 Сварочный трансформатор ПВ=65%	12,1			ПВ	4(1х10)	П	ПН2	100
7 Сварочная машина ПВ=50%				ПВ	4(1х95)	П	ПН-2	400
8 Сварочная машина ПВ=10%	88,5	192,3		ПВ	4(1х95)	П	ПН-2	400
9 Сварочная машина ПВ=20%	62,6			ПВ	4(1х50)	П	ПН2	400
10 Сварочная машина ПВ=50%	74,25			ПВ	4(1х70)	П	ПН2	400 300
11 Точильный станок		25,35		ПВ	4(1х4)	П	ПН2	100 60
12 Шлифовальный станок		17,75		ПВ	4(1х2,5)	П	ПН2	100 50
13 Фрезерный станок		35,5		ПВ	4(1х6)	П	ПН2	100 80
14 Токарный станок	16,8	42,6		ПВ	4(1х10)	П	ПН2	100 100
4 Сварочная машина ПВ=20%				ПВ	4(1х35)	П	ПН2	400 200
Электропитание от шин подстанции 3 Сварочная машина				ВВГ	(4х150)*2	П	А3740	1000

 

 

Расчет питающей сети

Питающая сеть - это сеть, которая проходит от трансформаторной подстанции до силовых шинопроводов и шкафов.

Питающая сеть, выполнена кабелем марки ВВГ, который проложен скрыто в трубах в полу. Выбор силовых кабелей, производится в зависимости от тока нагрузки и способа прокладки

2.7.1 Из таблицы 1, выбираем для ШП-1

2.7.2 Из таблицы 1 выбираем

2.7.3 По таблице [3 С.338] выбираем значение допустимого тока из условия и сечение (4x50) *2 марки ВВГ

2.7.4 Выбираем автоматический выключатель серии А3710 [3 С.75] из условия

Условие выполняется, следовательно, автомат выбран верно.

Отклонения параметров режима питающей сети от номинальных значений снижает экономичность работы приёмников за счёт уменьшения производительности технологических установок (снижение частоты вращения электродвигателей, замедление химических, термических и др. процессов), сокращение срока службы электроприёмников и могут наносить прямой материальный ущерб, вследствие нарушения технологических процессов и брака продукции.

Под отклонением напряжения понимается относительная разность (в %) между фактическим и номинальным значением напряжения, возникающая при сравнительно медленном изменения режима – при скорости изменения напряжения меньше 1% в секунду.

DU = (U – Uном)/Uном*100 %

отклонения напряжения от Uном допускается [1 ]:

± 5% на вводах электродвигателей и аппаратов для их пуска и управления;

± 5% на вводах остальных электроприемников.

Выбранные по условию нагрева длительно допустимым током и согласованные с током защиты аппаратов сечения проводов распределительной сети должны быть проверены на потерю напряжения.

 

Так как в проектируемом объекте шкафы распределительные (ШР) и шинопроводы (ШП) находятся в непосредственной близости от электроприемников, которые от них подключены, то распределительные сети имеют малую протяженность. Поэтому допускается проверку распределительных сетей по потере напряжения не делать.

2.7.5 Рассчитываем длину кабеля

2.7.6 Рассчитываем момент:

, где расчетная мощность (кВт);

длина (м).

2.7.7 Рассчитываем потерю напряжения ,

где М – приведенный момент (кВт*м);

С – коэффициент, соответствующий количеству выделенного тепла в проводнике в [3, с. 176];

F – сечение кабеля (мм²).

Кабель прошел по условию защиты, так как согласно нормам ПУЭ

потеря напряжения на силовой сети не должна превышать 5% [1 С. 53]

Результаты расчетов заносим в таблицу 3.

 

 

Таблица 3 Расчет питающей сети

 

 

Наименование электроприемника	Sр кВА	Iр А	Iд А	Марка провода	Сечение жил мм²	Способ проклад-ки	Защитн аппарат	IАн,/IрнА
ШП 1				ВВГ	(4*50)	П	А3710	160

 

Выбор шинопровода

 

Шинопровод ШП1

2.8.1 По таблице 2 определяем число электроприемников, подключенных к ШП – 1: количество подключений – 10 шт.

 

2.8.2 По таблице 2, определяем ток плавких вставок на отходящие линии.

2.8.3 По таблице 3, находим максимальный расчетный ток:

2.8.4 По таблице [1 С. 53], исходя из перечисленных данных,

выбираем силовой распределительный шинопровод типа ШРА73-У3. Номинальный ток вводного автоматического выключателя, равен 630А. Все данные, заносим в таблицу

2.8.5 Шкафы распределительные выбираются по условиям[1 С. 53]:

1. По номинальному току питающей линии.

2. По количеству отходящих линий.

3. По виду защитных аппаратов.

4. По току защитных аппаратов на отходящих линиях.

 

Выбор шинопровода и шкафа

 

Силовой пункт	Количество отходящих линий	Токи вставок для отходящих линий	Iр (А)	Число групп и их Iн (А)	Iн (А) силового пункта	Тип силового пункта
Табличные данные
ШП 1		50*1, 60*1, 80*2, 100*1, 200*1, 300*2, 400*2		––––––		ШРА73-У3
ШР 1		30*2, 40*3, 120*2, 250*1		2*40, 3*50, 2*150, 1*250		ШР-11

 

Расчет токов К.З

Короткое замыкание- это случайное или преднамеренное электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или "землей", при котором токи в системе резко возрастают и намного превышают ток номинального режима. При этом происходит нагрев токоведущих частей, который может привести к их плавлению и потери механической прочности.

Расчет производим для того, чтобы проверить по токам К.З. и выбрать сечение высоковольтного кабеля и шин 0,4кВ:

 

2.9.1 Составляется расчетная схема:

 

60МВА 21 кВ Т1 10 кВ КЛ 10 кВ Т2 0.4 кВ

 

Xг Sт₁=2,5 МВА X₀=0.08 Ом/км Sт₂=0.63 МВА

0,2 Uк =10,5% l=2 Км Uк = 5.5%

 

 

2.9.2 По расчётной схеме, составляем схему замещения, обозначаем индуктивные сопротивления всех элементов (активным сопротивлением в высовольтных сетях пренебрегают из-за их малой величины).

Схема замещения:

К1

 

К2

К1

 

 

Xг Xт₁ Xкл Xт₂

 

Т.к. напряжения на участках схемы различны, то расчёт производим в относительных единицах

 

2.9.3 Задаёмся базисными величинами.

2.9.4 Рассчитываем индуктивное сопротивление генератора [1 С. 53]

 

2.9.5 Рассчитываем индуктивное сопротивление трансформаторов

[1 С. 53]

2.9.6 Рассчитываем индуктивное сопротивление кабельной линии.

, [1 С. 53]

2.9.7 Ведём расчёты для первой точки короткого замыкания К-1. Для этого, определяем результирующее индуктивное сопротивление. Суммируем все индуктивные сопротивления от начала цепи до точки К-1.

Определим базисный ток по формуле:

Определим ток короткого замыкания по формуле:

Определим ударный ток короткого замыкания по формуле:

 

2.9.8 Ведём расчёты для второй точки короткого замыкания К-2. Для этого, определяем результирующее индуктивное сопротивление. Суммируем все

 

индуктивные сопротивления от начала цепи до точки К-2.

 

Определим базисный ток по формуле:

Определим ток короткого замыкания по формуле:

Определим ударный ток короткого замыкания по формуле:

 

Полученные данные сведем в таблицу

 

 

Значение токов К.З.	Расчетные значения
К-1	К-2
, кА	5,5	144.5
, кА	2,615	22,1
, кА	6,67	56,34