Приклад вибору апаратів захисту

Вибираємо автоматичний вимикач для крана рудногрейферного:

І н а

601,4 А

(Номінальний струм, розрахований при

 

виборі кабелю)

І н р 1,25 601,4 751,8 А

Вибираємо автоматичний вимикач типу АВМ-10Н

І н а 1000 А І н р 1000 А

Вибираємо автоматичний вимикач для кранів баштових:

І н а

186,3 А

 

І н р 1,25 186,3 232,9 А

Вибираємо автоматичний вимикач типу А3720Б

І н а 200 А І н р 250 А

Вибір числа и потужності силовых трансформаторів.

 

Вибір типа, числа и потужності силових трансформаторів, схем їх живлення обумовлений величиной і характером электричного навантаження, умовами зовнішнього середовища, охолодження, надійністю електропостачання, вимогами пожежної і електробезпеки.

Для споживачів І і ІІ категорії кількість трансформаторів, встановлених на підстанції, повинна бути не менше двох і потужність кожного трансформатора повинна обиратися с таким розрахунком,

щоб при виході з строю одного трансформатора, той який залишився

в роботі міг нести все навантаження споживачів, при цьому споживачі третьої категорії можуть на час ліквідації аварії бути вимкненими.

Для цього номінальна потужність кожного трансформатора приймається рівною 60-75 % от загального розрахункового

навантаження цеха на 0,4 кВ, щоб при виході із строю одного трансформатора, той який залишився у роботі трансформатор на час

ліквідації аварії повинен бути завантажений не більше, як на 140 % в продовж 5 діб на час використання максимуму навантажень не більш

6 годин за добу (ПУЕ).

Найбільш прийнятний варіант вибирається на основі техніко-

економічного обґрунтування..

Згідно розрахункового навантаження на шинах 0,4 кВ - Sср, Sм,

намічаються до встановлення два силових трансформатора.

Визначається коефіцієнт заповнення графіка:

Scp

К з. г.

S

.

макс

По величині Кз.г і tмакс=4-6 год визначаємо коефіцієнт допустимих на-

вантажень Кн [1] стор 222 мал.5.48

 

Визначимо номінальну потужність трансформаторів

 

S S макс н k

н

Перевіряється потужність одного трансформатора в аварійному ре- жимі при відключенні другого трансформатора і необхідності забез- печити електропостачання споживачів І і ІІ категорії

Виписуємо паспортні данні трансформаторів з каталогу

Sн,Pк.з,Pх.х,uк.з,Iх.х.

Далі будується картограма навантажень підприємства для активної

потужності, визначається місце розташування трансформаторної під-

станції, для цього виписуються активні номінальні потужності спо- живачів, визначається масштаб і радіуси кіл, які нанесуться на діаг- раму [2] стор.235-238 (електроприймачі розмістити на картограмі сту- дентам самостійно)

Приклад розрахунку і вибору трансформаторів Встановимо на трансформаторній підстанції два трансформатори враховуючи, що є споживачі I та II категорії.

Визначимо коефіцієнт заповнення графіка за формулою:

 

k

S

сер

з г

S max

де Sсер

- сумарна середня потужність електроприймачів обох

силових пунктів, кВ.А;

S max

- сумарна максимальна потужність електроприймачів

обох силових пунктів, кВ.А

Визначаємо сумарну максимальну потужність електроприймачів

обох силових пунктів за формулою:

S max

(24)

S max СП 1 S max СП 2

де S max СП 1

- сумарна максимальна потужність електроприймачів

СП1, кВ.А;

S max СП 2

СП2, кВ.А

 

 

- сумарна максимальна потужність електроприймачів

S max

739,8 703,4 1443,2 кВ А

Визначаємо сумарну середню потужність електроприймачів обох силових пунктів за формулою:

Sсер Sсер СП 1 Sсер СП 2

де Sсер СП 1

- сумарна середня потужність електроприймачів СП1,

кВ.А;

Sсер СП 2

кВ.А

 

 

- сумарна середня потужність електроприймачів СП2,

Sсер 630,7 562,2 1192,9 кВ А

 

 

 

k з г

1192,9 0,9

1443,2

За величиною

kз г

та часу максимуму навантаження

t max 5 годин знаходимо коефіцієнт допустимого навантаження:

kн 1,04

Визначаємо номінальну потужність двох трансформаторів за формулою:

S S max

н k

 

(26)

н

де S max

 

- сумарна максимальна потужність електроприймачів

обох силових пунктів, кВ.А;

k н - коефіцієнт припустимого навантаження

 

Sн

1443,2

1,04

 

1387,7 кВ А

Приймаємо до встановлення два трансформатора потужністю по

1600 кВ·А

Перевіряємо встановлену потужність трансформаторів в аварійному режимі при відключенні одного трансформатора і необхідності забезпечити електропостачання споживачів I та II категорії у період максимуму з допустимим навантаженням 140 %. Приймаємо, що споживачів I та II категорії 100%:

1,4 Sн 1 S max

1,4 1600 1 1443,2

2240 1443,2

Вибираємо два різних види трансформаторів: сухий та масляний. Записуємо їх паспортні дані:

 

Таблиця 26 Паспортні дані трансформаторів

 

	Сухий	Масляний
Тип	ТС3-1600/10	ТМ-1600/10
Sн тр	1600 кВ·А	1600 кВ·А
ВН	6 кВ	6 кВ
НН	0,4 кВ	0,4 кВ
ΔРхх	4,2 кВт	3,3 кВт
ΔРкз	16 кВт	16,5 кВт
Іхх	1,5 %	1,3 %
Uкз	5,5 %	5,5 %
Вартість	81,45 тис. грн.	41,5 тис. грн.

 

Техніко економічний розрахунок

Знаходимо приведені втрати потужності у масляному та сухому трансформаторах за формулою:

/ І хх 2

U кз

Р п

РххК п 100 SнтрК затрРкзК п 100 Sнтр

(28)

де п 2

Рхх

- число трансформаторів, шт.;

- втрати холостого ходу, кВт;

К п - коефіцієнт утрати потужності енергосистеми, вибираємо

з меж [0,05 - 0,07];

I хх

- струм холостого ходу, %;

Sн тр

К затр

- номінальна потужність трансформатора, кВ·А;

 

- коефіцієнт завантаження трансформатора в

номінальному режимі при максимумі;

Ркз

- втрати короткого замикання, кВт;

U кз

- напруга короткого замикання, %

 

К затр

S max

2 S

 

де S max

н тр

- сумарна максимальна потужність електроприймачів

обох силових пунктів, кВ.А;

Sн тр

- номінальна потужність трансформатора, кВ.А

 

К затр

1443,2

2 1600

 

0,5

 

Таблиця 27 Приведені втрати потужності

 

Р / 24,2 0,05 1,5 0,52 16 0,05 5,5 21 кВ 1600 1600 100 100	т Сухий транформ атор
Р / 23,3 0,05 1,3 1600 0,52,5 0,05 5,5 1600 19,1 кВт 100 16 100	Масляний трансфор матор

Визначаємо річні втрати електроенергії у трансформаторах за формулою:

/

W р Р

Т д

де Р /

- втрати потужності в трансформаторі, кВт;

Т д 8760 - дійсне число годин роботи трансформатора у рік

 

 

Таблиця 28 Річні втрати електроенергії у трансформаторах

 

Сухий	Масляний
W р 21 8760 168000 кВт год	W р 19,1 8760 152800 кВт год

 

Визначимо капітальні витрати та вартість втраченої електроенергії за формулою:

Сп Wр С 0 10

(31)

 

 

де Wр

- річні втрати електроенергії у трансформаторі,

кВт.годину;

С 0 0,3

 

 

- вартість одного кВт енергії, грн./кВт.годину

 

Таблиця 29 Капітальні витрати та вартість втраченої електроенергії

 

 

п п

 

Сухий Масляний С 168000 0,3 10 3 50,4 тис. грн. С 152800 0,3 10 3 45,8 тис. грн.

Визначаємо номінальні витрати за формулою:

К К 0 п

де К 0

- вартість трансформатора, тис. грн.;

п 2

- число трансформаторів, шт.

 

Таблиця 30 Номінальні витрати

 

Сухий	Масляний
К 81,45 2 162,9 тис. грн.	К 41,50 2 83 тис. грн.

 

Визначаємо амортизаційні відчислення за формулою:

 

Са

Рат К

100

 

де Рат - відсоток амортизаційних відчслень (7 7,5), %;

К - номінальні втрати, тис. грн.

 

Таблиця 31 Амортизаційні відчислення

 

Сухий	Масляний
С 7 162,9 11,4 тис. грн. а 100	С 7 83 5,81 тис. грн. а 100

 

Визначаємо сумарні річні експлуатаційні витрати за формулою:

С Свтр Са

де Свтр

- вартість втраченої електроенергії, тис. грн..;

Са - амортизаційні відхилення, тис. грн.

 

Таблиця 32 Сумарні річні експлуатаційні витрати

 

Сухий	Масляний
С 50,4 11,4 61,8 тис. грн.	С 45,8 5,81 51,6 тис. грн.

 

Зробивши техніко-економічні розрахунки, для економії грошових витрат приймаємо до встановлення 2 трансформатори типа ТМ-1600/10.

Знаходимо місце розташування трансформаторної підстанції

Розташовуємо електроприймачі та визначаємо координати їх розміщення на координатній площі Х0 та У0 за формулами:

X X Pn 1 X Pn 2 X Pn 3 X Pn 4 X Pn 5 X Pn 6

0 (35)

Pn

де X - координата по х відповідно центру навантажень;

Рп - паспорта потужність одного електроприймача, кВт;

Рп

- сума потужностей всіх електроприймачів напругою

0,4 кВ, кВт

X (3 250 9 250 21 250) (5 75 16 75) (2 90 8 90 16 90) (2 45 5 45

 

11 45 13 45 14 45 22 45) (9 60 11 60 18 60) (4 55 13 55 14 55 18 55

25037529034566035551501

2255) 17150

 

 

11,3 см

 

X 0 11,3 см

Y Y Pn 1 Y Pn 2 Y Pn 3 Y Pn 4 Y Pn 5 Y Pn 6

n

0 P (36)

де Y - координата у відповідна центру навантажень;

Рп

Рп

кВ, кВт

- паспорта потужність одного електроприймача, кВт;

 

- сума потужностей всіх електроприймачів напругою 0,4

Y (6 250 10 250 11 250) (5 75 12 75) (2 90 6 90 10 90) (1 45 3 45

 

4 45 6 45 7 45 11 45) (2 60 7 60 9 60) (3 55 4 55 7 55 8 55

250 3 75 2 90 3 45 6 60 3 55 5 150 1

9 55) 10 150 7,5 см

 

Y 0 7,5 см

Випишемо номінальну потужність та кількість електроспоживачів, та позначимо їх номерами, для побудови графіку

–картограми навантажень

 

Таблиця 33 потужність та кількість електроспоживачів

 

№	Найменування	Рп, кВт	n, шт
	Крани рудногрейферні
	Крани баштові
	Вагон – ваги

 

	Вентилятори
	Вагоноопрокидувач
	Компресори
	Освітлення

 

Визначаємо радіуси кіл електроприймачів за формулою:

r Pn

m

 

(37)

де Рп - паспортна потужність одного приймача, кВт;

т - масштаб площі кругу, кВт/см2

m P

r 2

m 250

32 3.14

 

 

8,8 кВт/см2

 

(38)

Таблиця 34 Радіуси кіл потужностей електроприймачів

 

	Крани рудногрейферні	r Pn 250 3 см 1 m 3,14 8,8
	Крани баштові	r Pn 75 1,6 см 2 m 3,14 8,8
	Вагон – ваги	r Pn 90 1,8 см 3 m 3,14 8,8
	Вентилятори	r Pn 45 1,3 см 4 m 3,14 8,8
	Вагоноопрокидувач	r Pn 60 1,5 см 5 m 3,14 8,8

 

	Компресори	r Pn 55 1,4 см 6 m 3,14 8,8
	Освітлення	r Pn 150 2,3 см 7 m 3,14 8,8

Приймемо масштаб для побудови картограми навантаження (радіусів)

(Приведений малюнок, тільки як приклад такої схеми, розрахунковим данним не відповідає)