Материал: Электроснабжение канализационной насосной станции

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

где Sр- полная расчетная мощность цеха, кВ∙А;

N- количество трансформаторов;

Kз - коэффициент загрузки трансформатора.

При преобладании потребителей второй категории коэффициент загрузки трансформаторов принимается в пределах от 0,7 до 0,8 [2].

 

Из стандартного ряда мощностей трансформаторов выбираем трансформаторы номинальной мощностью 160кВ∙А.

В аварийном режиме коэффициент загрузки масляных трансформаторов не должен превышать 1,4 [4]:

 

 

Исходя из данных условий, принимаем к установке трансформаторы марки ТМГ номинальной мощностью 160 кВ∙А.

Параметры выбранных трансформаторов представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Параметры трансформаторов

Тип

Номинальная мощность Sном, кВ∙А

Номинальное напряжение Uном, кВ

Схема соединения обмоток

Мощность потерь короткого замыкания ΔPк, кВт

Напряжение короткого замыкания Uк, %

Ток холостого хода Iх, %



ВН

НН





ТМГ-160/6 У1

160

6

0,4

Δ/Y

2,9

4,5

1,8


Используя формулы (2.3) - (2.7) определим потери напряжения во вторичной обмотке трансформатора[2]:

 

где Uка, Uкр- активная и индуктивная составляющие напряжения короткого замыкания трансформатора, %;

cosφср-средневзвешенный коэффициент мощности трансформатора.

Коэффициент загрузки трансформатора определим по формуле:

 

где Sр- полная расчетная мощность, кВ∙А;

Sном. т - номинальная мощность трансформатора, кВ∙А.

 

Средневзвешенный коэффициент мощности трансформатора можно определить по формуле:

 

 

где Pр - активная расчетная мощность, кВт;

 

Активная и индуктивная составляющие напряжения короткого замыкания трансформатора определим по формулам:

 

 

где ΔPк- мощность потерь короткого замыкания, кВт;

Uк- напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

 

 

Потери напряжения:

 

Потери мощности в трансформаторах определим по выражениям (2.8) - (2.10) [5]:

 

 

 

где Sр- полная расчетная мощность, кВ∙А;

Sном. т- номинальная мощность трансформатора, кВ∙А;

ΔPк- мощность потерь короткого замыкания, кВт;

Uк- напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

Iх- ток холостого хода, %;

n- количество параллельно работающих трансформаторов.

 

 

 

3 Выбор схем электроснабжения 0,4 кВ и 6 кВ

Так как, из-за конструктивных особенностей объекта, применение магистральных схем электроснабжения не представляется возможным, то питание ЭП 0,4 кВ и 6 кВ выполним по радиальной схеме.

Распределительное устройство 6 кВ состоит из камер КСО 292. Чертеж распределительного устройства показан на листе №4 графической части работы.

Электроприемники напряжением 6 кВ подключаются кабельными линиями к шинам распределительного устройства.

Питание электроприемников напряжением 0,4 кВ осуществляется через силовые шкафы и шкафы управления, подключенные к шинам вводно распределительного устройства.

Схема электроснабжения 6 и 0,4 кВ показана на первом листе графической части работы, однолинейные схемы сети 6 и 0,4 кВ изображены на втором и третьем листах соответственно.

3.1 Расчет электрических нагрузок для узлов схемы 0,4 кВ

Расчет производится аналогично расчету силовых нагрузок, выполненному в главе 1. Результаты расчета представлены в таблицах 3.1-3.2

3.2 Расчет электрических нагрузок 6 кВ

Расчет электрических нагрузок 6 кВ выполнен в главе 1 (смотри п/п 1.3)

Таблица 3.1 - Расчет электрических нагрузок первой секции ВРУ 0,4 кВ

Исходные данные

Расчетные величины

Эффективное число ЭП

Коэф-т расчетной нагрузки Кр

Расчетная мощность

Расчетный ток, А

по заданию технологов

по справочным данным

КиPн

КиPнtgφ

npн2



активная, кВт Рр = КрΣКиРи

реактивная, квар Qр = КрΣ КиPнtgφ

полная, кВ∙А  

Ко-во ЭП, шт. n

Номинальная (установленная) мощность, кВт

коэффициент использования Ки

коэффициент реактивной мощности






 





 

одного ЭП pн

общая Pн = npн












1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Шкаф управления задвижкой ШУЗ1







Привод магистральной задвижки

2

8,5

17

0,16

2,72

3,62

144,5







Итого:

2


17

0,16

2,72

3,62

144,5

2

4,52

12,29

16,35

20,46

29,53

Шкаф управления задвижками ШУЗ2







Привод всасывающей задвижки

2

8,5

17

0,16

2,72

3,62

144,5







Итого:

2


17

0,16

2,72

3,62

144,5

2

4,52

12,29

16,35

20,46

29,53

Шкаф управления задвижками ШУЗ3







Привод всасывающей задвижки

2

8,5

17

0,16

2,72

3,62

144,5







Итого:

2


17

0,16

2,72

3,62

144,5

2

4,52

12,29

16,35

20,46

29,53

Шкаф управления задвижками ШУЗ4







Привод всасывающей задвижки

2

8,5

17

0,16

2,72

3,62

144,5







Итого:

2


17

0,16

2,72

3,62

144,5

2

4,52

12,29

16,35

20,46

29,53

Шкаф управления задвижками ШУЗ5







Привод всасывающей задвижки

2

8,5

17

0,16

2,72

3,62

144,5








2


17

0,16

2,72

3,62

144,5

2

4,52

12,29

16,35

20,46

29,53

Шкаф управления насосами ШУН5







Дренажный насос

1

22

22

0,8

17,6

13,2

484







Дренажный насос

1

18,5

18,5

0,8

14,8

11,1

342,25







Итого:

2


40,5

0,8

32,4

24,3

826,25

1

1

32,4

24,3

40,5

58,46

Исходные данные

Расчетные величины

Эффективное число ЭП

Коэф-т расчетной нагрузки Кр

Расчетная мощность

Расчетный ток, А

по заданию технологов

по справочным данным

КиPн

КиPнtgφ

npн2



активная, кВт Рр = КрΣКиРи

реактивная, квар Qр = КрΣ КиPнtgφ

полная, кВ∙А  


Наименование ЭП

Ко-во ЭП, шт. n

Номинальная (установленная) мощность, кВт

коэффициент использования Ки

коэффициент реактивной мощности






 





 

одного ЭП pн

общая Pн = npн












1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Первая секция ВРУ 0,4 кВ







ШУЗ1

2


17

0,16

2,72

3,62

144,5







ШУЗ2

2


17

0,16

2,72

3,62

144,5







ШУЗ3

2


17

0,16

2,72

3,62

144,5







ШУЗ4

2


17

0,16

2,72

3,62

144,5







ШУЗ5

2


17

0,16

2,72

3,62

144,5







ШУН5

2


40,5

0,8

32,4

24,3

826,25







Итого:

12


125,5

0,37

46,00

42,39

1548,75

10

1,17

53,82

49,59

73,19

105,63


Таблица 3.2 - Расчет электрических нагрузок второй секции ВРУ 0,4 кВ

Исходные данные

Расчетные величины

Эффективное число ЭП

Коэф-т расчетной нагрузки Кр

Расчетная мощность

Расчетный ток, А

по заданию технологов

по справочным данным

КиPн

КиPнtgφ

npн2



активная, кВт Рр = КрΣКиРи

реактивная, квар Qр = КрΣ КиPнtgφ

полная, кВ∙А  


Наименование ЭП

Ко-во ЭП, шт. n

Номинальная (установленная) мощность, кВт

коэффициент использования Ки

коэффициент реактивной мощности






 





 

одного ЭП pн

общая Pн = npн












1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Шкаф управления задвижками ШУЗ6

Привод разделительной задвижки

3

8,5

25,5

0,16

4,08

5,43

216,75







Итого:

3


25,5

0,16

4,08

5,43

216,75

3

3,01

12,28

16,33

20,44

29,5

Шкаф управления вентиляторами ШУВ1







Вентилятор

6

3

18

0,8

14,4

10,8

54







Итого:


18

0,8

14,4

10,8

54

6

1

14,4

10,8

18

25,98

Шкаф управления вентиляторами ШУВ2

Вентилятор

1

3

3

0,8

2,4

1,8

9







Итого:

1


3

0,8

2,4

1,8

9

1

1

3

2,25

3,75

5,41

Шкаф управления калориферами ШУК1







Электрона-греватель

1

24

24

0,8

19,2

3,84

576







Электрона-греватель

1

18

18

0,8

14,4

2,88

324







Итого:

2


42

0,8

33,6

6,72

900

1

1

33,6

6,72

34,27

49,46

Силовой щит ЩС1

Кран-балка 5т

1

8

8

0,1

0,8

1,38

64








2

0,55

1,1

0,1

0,11

0,19

0,61







Тельфер 1т

1

1,5

1,5

0,1

0,15

0,26

2,25








1

0,12

0,12

0,1

0,01

0,02

0,01







Сверлильный станок

1

2,2

2,2

0,14

0,31

0,53

4,84







Точильный станок

1

2,2

2,2

0,14

0,31

0,53

4,84







Итого:

7


15,12

0,11

1,69

2,92

76,55

2

6,6

11,14

19,27

22,26

32,13

Исходные данные

Расчетные величины

Эффективное число ЭП

Коэф-т расчетной нагрузки Кр

Расчетная мощность

Расчетный ток, А

по заданию технологов

по справочным данным

КиPн

КиPнtgφ

npн2



активная, кВт Рр = КрΣКиРи

реактивная, квар Qр = КрΣ КиPнtgφ

полная, кВ∙А  


Наименование ЭП

Ко-во ЭП, шт. n

Номинальная (установленная) мощность, кВт

коэффициент использования Ки

коэффициент реактивной мощности






 





 

одного ЭП pн

общая Pн = npн












Вторая секция ВРУ 0,4 кВ

Вытяжной вентилятор

1


3

0,8

2,4

1,8

9







ШУЗ6

3


25,5

0,16

4,08

5,42

216,75







ШУВ1

6


18

0,8

14,4

10,8

54







ШУК1

2


42

0,8

33,6

6,72

900







ЩС1

7


15,12

0,11

1,69

2,92

76,55







Итого:

19


103,62

0,54

56,17

27,67

1256,29

8

1,1

61,78

30,43

68,87

99,41


3.3 Выбор кабелей питающих и распределительных линий

Выбор сечений электрических проводников осуществляется по допустимому нагреву длительно протекающим максимальным рабочим (расчетным) током, по экономической плотности тока и условию короны[6].

Для линий напряжением 6 кВ сечения силовых кабелей выбираются по допустимому нагреву, экономической плотности тока и выполняется проверка по потере напряжения. Проверка сечений по условию короны для линий напряжением ниже 35 кВ не выполняется [6].

Сечения линий по допустимому нагреву выбираются исходя из условия [2]:

 

гдеIр - максимальный рабочий (расчетный) ток;

Kт - поправочный коэффициент в зависимости от температуры;

Kп - поправочный коэффициент, учитывающий способ прокладки;

Iдоп - длительно допустимый ток.

Выбор сечений по экономической плотности тока осуществляется из соотношения[2]:

 

 

гдеIр - максимальный рабочий (расчетный) ток;

Jэ - нормированное значение экономической плотности тока для заданного режима работы; Для питающих линий за максимальный рабочий ток принимается расчетный ток. Для распределительных линий, питающих отдельные электроприемники, расчетный ток определяется по формуле [2]:

 

гдеIр - максимальный рабочий (расчетный) ток;

Pном - номинальная активная мощность электроприемника;

Uном - номинальное напряжение сети;

cosφ - коэффициент мощности.

Проверка сечений по потери напряжения выполняется по условию[2]:

 

гдеΔUт - потери напряжения во вторичной обмотке трансформатора, %; ΔUл - потери напряжения в линии, %;

ΔUдоп - допустимые потери напряжения, % (принимаются равными5% [2]). Потери напряжения в линиях определяем по формуле [2]:

 

гдеIр - расчетный ток линии, А; r0 - удельное активное сопротивление линии, Ом/км; x0 - удельное индуктивное сопротивление линии, Ом/км;

l - длина линии, км; cosφср - средневзвешенный коэффициент мощности группы электроприемников;

Uном - номинальное напряжение линии, В.

В качестве примера рассмотрим выбор кабелей для питающей линии I.

Для линии I максимальный рабочий ток равен 286,69А (таблица 3.1), поправочные коэффициенты Kт и Kп равны 1 [2]. Руководствуясь справочными данными выбираем трехжильный кабель ААШв сечением 120 мм2. Длительно допустимый ток для данного кабеля равен 300А [5]. Исходя из (3.1), данный кабель соответствует условию допустимого нагрева:   Определим по (3.2) сечение по экономической плотности тока, при этом значениеJэ = 1,2 [6]:  

Выбираем ближайшее большее стандартное сечение кабеля Sэ = 240 мм2.Из двух значений сечений, определенных по (3.1) и (3.2) необходимо выбрать большее [6]. Окончательно для линии Iвыбираем трехжильный кабель ААШв сечением 240 мм2. Выполним проверку выбранного кабеля по потере напряжения. Определим потери в линии Iпо формуле (3.5), принимаяl = 1 км (смотри исходные данные),Iр = 286,69А, cosφср = 0,82 (таблица 3.1), r0 = 0,129 Ом/км, x0 = 0,071 Ом/км [2]:

 

Согласно (3.4) выбранный кабель удовлетворяет условию потери напряжения:  

здесь потери напряжения во вторичной обмотке трансформатора ΔUт равны нулю, т.к. линия подключена непосредственно к шинам питающего распределительного устройства. В случае если потери напряжения превышают допустимые, необходимо выбрать ближайшее большее сечение из стандартного ряда и повторно выполнить проверку по потере напряжения.

Окончательно выбранные сечения кабельных линий, удельные активные и индуктивные сопротивления этих линий, а также потери напряжения заносятся в графы 11-15 таблицы 3.3 Для остальных линий выбор сечений производится аналогичным образом. Результаты расчета сведены в таблицу 3.3. Для линий напряжением 0,4 кВ сечения силовых кабелей выбираются в целом аналогично расчету, приведенному в п/п 3.3.1, за исключением того, что для линий напряжением ниже 1 кВ выбор сечения по экономической плотности тока не производится[6]. Результаты сводятся в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Выбор кабелей питающих и распределительных линий 6 и 0,4 кВ

Обозначение линии

Марка кабеля

Способ прокладки

Длина линии l, м

Максимальный рабочий ток Iр, А

Поправочный коэффициент Kт

Поправочный коэффициент Kп

Сечение по экономической плотности тока Sэ, мм2

Сечение по допустимому нагреву Sн, мм2

Длительно допустимый ток Iд, А

Окончательно выбранное сечениеS, мм2

Удельное активное сопротивление r0, мОм/м

Удельное индуктивное сопротивление x0, мОм/м

Потери напряжения в линии DUл, %

Суммарные потери напряжения DUΣ, %

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

I

ААШв

в земле

1000

286,69

1,00

1,00

240

120

300

240

0,129

0,071

1,21

1,21

II

ААШв

в земле

100

286,69

1,00

1,00

240

120

300

240

0,129

0,071

0,12

0,12

III

ААШв

в земле

800

125,09

1,00

1,00

120

50

155

120

0,258

0,076

0,75

1,96

Т1-1

ААБвГ

по воздуху

6

14,46

1,00

1,00

16

10

42

16

1,94

0,102

0,00

1,21

Т2-1

ААБвГ

по воздуху

4

14,46

1,00

1,00

16

10

42

16

0,102

0,00

1,21

1-1

ААБвГ

по воздуху

17

48,11

1,00

1,00

50

16

50

50

0,62

0,083

0,01

1,22

2-1

ААБвГ

по воздуху

13,5

48,11

1,00

1,00

50

16

50

50

0,62

0,083

0,01

1,22

3-1

ААБвГ

по воздуху

20

48,11

1,00

1,00

50

16

50

50

0,62

0,083

0,02

1,23

4-1

ААБвГ

по воздуху

22

48,11

1,00

1,00

50

16

50

50

0,62

0,083

0,02

1,23

Т1-2

АВРБГ

по воздуху

14,5

216,84

1,00

1,00

-

120

236

120

0,258

0,0602

0,35

3,4

Т2-2

АВРБГ

по воздуху

15,5

216,84

1,00

1,00

-

120

236

120

0,258

0,0602

0,37

3,42

5

АВРБГ

по воздуху

37,5

32,13

1,00

1,00

-

6

37

10

3,1

0,073

0,87

4,29

5-5

КГ

по воздуху

14

4,7

1,00

1,00

-

1,5

21

1,5

12,26

0,101

0,19

4,48

5-8

КГ

по воздуху

33

26,27

1,00

1,00

-

2,5

28

6

3,07

0,090

0,64

4,93

5-9

АВРБГ

по воздуху

19

6,35

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,37

4,66

5-10

АВРБГ

по воздуху

21

6,35

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,41

4,7

6

АВРБГ

по воздуху

30,5

25,98

1,00

1,00

-

4

29

10

3,1

0,073

0,91

4,33

6-6

АВРБГ

по воздуху

14

5,41

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,37

4,7

6-7

АВРБГ

по воздуху

14,5

5,41

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,38

4,71

6-12

АВРБГ

по воздуху

16

5,41

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,42

4,75

6-15

АВРБГ

по воздуху

13,5

5,41

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,36

4,69

6-16

АВРБГ

по воздуху

18

5,41

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,48

4,81

6-17

АВРБГ

по воздуху

22

5,41

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,58

4,91

7

АВРБГ

по воздуху

28

49,46

1,00

1,00

-

10

50

25

1,24

0,0662

0,78

4,2

7-14

АВРБГ

по воздуху

15

35,35

1,00

1,00

-

6

37

10

3,1

0,073

0,77

4,97

7-13

АВРБГ

по воздуху

18

26,51

1,00

1,00

-

4

29

10

3,1

0,073

0,66

4,86

8-11

АВРБГ

по воздуху

10

5,41

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,26

3,68

9

АВРБГ

по воздуху

40,5

29,53

1,00

1,00

-

6

37

16

1,94

0,0675

0,87

4,29

9-19

АВРБГ

3

15,33

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,22

4,51

9-20

АВРБГ

по воздуху

8

15,33

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,6

4,89

10

АВРБГ

по воздуху

33

29,53

1,00

1,00

-

6

37

16

1,94

0,0675

0,71

4,13

10-22

АВРБГ

по воздуху

3,5

15,33

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,26

4,39

10-23

АВРБГ

по воздуху

9

15,33

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,67

4,8

11

АВРБГ

по воздуху

29

29,53

1,00

1,00

-

6

37

16

1,94

0,0675

0,62

4,04

11-25

АВРБГ

по воздуху

3

15,33

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,22

4,26

11-26

АВРБГ

по воздуху

8

15,33

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,6

4,86

12

АВРБГ

по воздуху

35

29,53

1,00

1,00

-

6

37

16

1,94

0,0675

0,75

4,17

12-28

АВРБГ

по воздуху

3

15,33

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,22

4,39

12-29

АВРБГ

по воздуху

8

15,33

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,6

4,77

13

АВРБГ

по воздуху

44

29,5

1,00

1,00

-

6

37

16

1,94

0,0675

0,94

4,36

13-21

АВРБГ

по воздуху

5

15,33

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,37

4,73

13-24

АВРБГ

по воздуху

2

15,33

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,15

4,51

13-27

АВРБГ

по воздуху

6

15,33

1,00

1,00

-

2,5

21

2,5

13,3

0,099

0,45

4,81

14

АВРБГ

по воздуху

43

29,53

1,00

1,00

-

6

37

16

1,94

0,0675

0,92

4,34

14-18

АВРБГ

по воздуху

9

15,33

1,00

1,00

-

2,5

21

4

7,74

0,095

0,39

4,73

14-30

АВРБГ

по воздуху

14

15,33

1,00

1,00

-

2,5

21

4

7,74

0,095

0,61

4,95

15

АВРБГ

по воздуху

29

58,46

1,00

1,00

-

16

67

35

0,89

0,0637

0,85

4,27

15-31

АВРБГ

по воздуху

9,5

39,69

1,00

1,00

-

10

50

10

3,1

0,073

0,43

4,7

15-32

АВРБГ

по воздуху

9

33,38

1,00

1,00

-

6

37

6

5,17

0,090

0,57

4,84