Материал: Проектирование схемы внутри цехового электроснабжения
Потери напряжения в питающей сети (2.51)
%
Остальные расчеты для питающей сети ведутся аналогично, и результаты расчетов занесены в таблицу 2.4
Затем выбирается сечение распределительной сети, линия от ШРА1 до электроприемника.
От ШРА1 питается вентиляция, берется длина от ШРА1 до наиболее удаленного электроприемника, l = 0,015 км Расчетный ток (2.46)
По
допустимому току согласно условию (2.45), выбираем провод 5 АПВ 380 1
6 с Iдоп=27 А, xо=0,07 Ом/км, rо=5,26
Ом/км [6].
Потеря напряжения в распределительной сети (2.52)
%
Проводится проверка питающей и распределительной сетей на отклонение напряжения на зажимах электроприёмника.
Активная составляющая потерь в трансформаторе (2.49)
%
Реактивная составляющая потерь в трансформаторе (2.50)
%
Потери напряжения в трансформаторе (2.48)
%
Напряжение на зажимах наиболее удаленного электроприемника (2.47)
%
Отклонение напряжения лежит в пределах допустимого (95-105%), следовательно, сечения выбраны, верно.
Остальные расчеты для распределительной сети выполняются аналогично,
результаты заносятся в таблицу 2.5
Таблица 2.4 Расчет питающей сети
|
Узел |
Sр |
Iр, A |
Iд, A |
cosφ |
sinφ |
Марка шинопровода |
r0, Ом/км |
х0, Ом/км |
l, км |
∆Uпит, % |
|
ШРА1 |
35,2 |
54,5 |
250 |
0,7 |
0,71 |
ШРА73-У3 |
0,21 |
0,18 |
0,03 |
0,21 |
|
ШРА2 |
134,7 |
210 |
250 |
0,7 |
0,71 |
ШРА73-У3 |
0,21 |
0,18 |
0,072 |
1,9 |
|
ШРА3 |
70,9 |
109 |
250 |
0,7 |
0,71 |
ШРА73-У3 |
0,21 |
0,18 |
0,048 |
0,7 |
|
ШРА4 |
79,8 |
122,7 |
250 |
0,7 |
0,71 |
ШРА73-У3 |
0,21 |
0,18 |
0,066 |
1 |
Таблица 2.5 Расчет распределительной сети
|
Наименование оборудования |
Pн , кВт |
Iр , А |
Iд , А |
cosϕ |
sinϕ |
Марка и сечение, мм2 |
r0, Ом/км |
х0, Ом/км |
lmax , км |
∆Uрасп % |
Uэп % |
|
Ст. токарно- винторезный |
10 |
23,8 |
27 |
0,8 |
0,6 |
5 АПВ 380 1 |
0,07 |
0,015 |
0,55 |
102,14 |
|
|
Ст. настольно- сверлильный |
1 |
2,8 |
19 |
0,8 |
0,6 |
5 АПВ 380 1 |
0,07 |
0,012 |
0,17 |
102,52 |
|
|
Ст. вертикально- сверлильный |
3 |
7,1 |
19 |
0,8 |
0,6 |
5 АПВ 380 1 |
0,07 |
0,012 |
0,43 |
102,26 |
|
|
Ножницы гильотинные |
5 |
13,6 |
19 |
0,7 |
0,71 |
5 АПВ 380 1 |
0,07 |
0,012 |
0,7 |
101,99 |
|
|
Ст. фрезерный |
4 |
9,5 |
19 |
0,8 |
0,8 |
5 АПВ 380 1 |
0,07 |
0,012 |
0,57 |
102,12 |
|
|
Ст. шлифовальный |
6 |
16,3 |
19 |
0,7 |
0,71 |
5 АПВ 380 1 |
0,07 |
0,012 |
0,84 |
101,86 |
|
|
Вентиляция |
5 |
11,9 |
19 |
0,8 |
0,6 |
5 АПВ 380 1 |
0,07 |
0,012 |
0,7 |
101,99 |
|
|
Ст. многопильный |
30 |
76 |
70 |
0,75 |
0,66 |
5 АПВ 380 1 |
0,07 |
0,012 |
1 |
101,7 |
|
|
Кран балка |
10 |
27 |
27 |
0,7 |
0,71 |
5 АПВ 380 1 |
0,07 |
0,012 |
0,38 |
102,3 |
|
|
Сварочный агрегат |
12 |
30,4 |
70 |
0,75 |
0,66 |
5 АПВ 380 1 |
0,07 |
0,012 |
0,44 |
102,2 |
|
|
Подъемник |
4 |
10,9 |
19 |
0,7 |
0,71 |
5 АПВ 380 1 |
0,07 |
0,012 |
0,53 |
101,97 |
|
.9 Выбор и проверка высоковольтного кабеля
Электроснабжение ТП механического цеха производится кабелем марки ААБ, рассчитанным на напряжение 10 кВ, длиной l = 500 м проложенным в траншее в земле.
Кабель ААБ - силовой кабель с алюминиевыми жилами; с бумажной, пропитанной маслоканифольным составом, изоляцией; броней из двух стальных лент с защитным наружным покровом. Применяется для прокладки в кабель-каналах.
Экономическая плотность тока, для кабелей с бумажной изоляцией при Тмах =4000 ч; jэк=1,4 А/мм2.
Расчетный ток линии, Iр , А
(2.52)
А
Экономическое сечение Sэк ,
мм2
(2.53)
мм2
Стандартное сечение выбирается по условию
(2.54)
Sст = 10 мм2 ;
Выбирается кабель ААБ-10000-3×10 мм2 с Iдоп=90 А; xо=0,07 Ом/км;
rо=0,45 Ом/км.
Расчетный максимальный ток для двух трансформаторной подстанции с учетом
выхода из строя одного трансформатора Iр max , А
(2.55)
А
Проверка по расчетному максимальному току выполняется по условию
(2.56)
Условие (2.56) выполняется.
Расчетная потеря напряжения ∆Uр , %
(2.56)
%
Проверка по допустимой потере напряжения
(2.57)
Условие (2.57) выполняется.
Проверка на термическую устойчивость выполняется по условию
(2.58)
(2.59)
где α - коэффициент термической устойчивости; α = 11
Фиктивное время tф ,
сек
(2.60)
где tа - апериодическая составляющая времени tа , сек;
tп -
периодическая составляющая времени tп , сек
(2.61)
(2.62)
где β = 1 для систем с неограниченной мощностью;
(2.63)
где tток - время срабатывания токовой защиты, tток = 0,06 сек;
tпром - время срабатывания релейной защиты, tпром =0,04 сек;
tв - время срабатывания защиты, tв = 0,1 сек
сек
Апериодическая составляющая времени (2.61)
сек
Периодическая составляющая времени (2.62)
сек
сек
Минимальное термически устойчивое сечение (2.59)
мм2
Проверка на термическую устойчивость (2.58)
Условие (2.74) выполняется.
Условия
выбора и проверки выполняются, поэтому кабель ААБ-10000-3×10 с Iдоп
= 90 А
принимается к исполнению.
.10 Выбор и проверка шин
Выбираются
медные шины марки МТ 30 4 в одну полосу с r0=0,175 Ом/км,
х0=0,240 Ом/км, Iдл.доп.=475 А, длина шин l=10 м.
Проверка шин на динамическую устойчивость, производится по условию
(2.64)
где σдоп - допустимое напряжение материала шин согласно ПУЭ, для медных шин марки МТ принимаем σдоп = 1400 (кг/см2) [6];
σрасч - расчетное напряжение шин, кг/см2
Расчетное напряжение шин σрасч., кг/см2
(2.65)
где Fрасч - расчетное усилие, создаваемое ударным током на токоведущие части, кг;
W - поперечный момент сопротивления шин, зависящий от геометрических размеров и способов монтажа, см3
Выбирается способ монтажа шин “плашмя”
Расчетное усилие, создаваемое ударным током на токоведущие части Fрасч
(2.66)
где l - длина шин между опорными изоляторами, l = 250 см;
а - расстояние между шинами соседних фаз, а = 15 см.
Поперечный момент сопротивления шин W
(2.67)
где b и h - геометрические размеры сечения шин, b=0,6 см, h=6 см;
n - количество полос на фазу, n = 1.
см3
Расчетное напряжение шин (2.65)
кг/см2
Условие (2.64) выполняется.
кг/см2 > 138 кг/см2
Проверка шин на термическую устойчивость в авариином режиме выполняется
по условию
(2.68)
где qдоп - допустимая температура нагрева шин в нормальном режиме работы, qдоп= +70о С;
qн - расчетная температура нагрева шин в аварийном режиме при протекании по ним максимального тока, 0С.
Температура нагрева шин в аварийном режиме работы qн , 0С
(2.69)
где qос - температура окружающей среды, qос= +25 0С.
Iр max - расчетный максимальный ток, А. Для двух трансформаторной подстанции с учетом выхода из строя одного трансформатора
qн = 25 + (70 - 25) 
47,8 0С
Условие (2.68) выполняется
С > 47,8 0С
Проверка шин на термическую устойчивость в режиме короткого замыкания
выполняется по условию
(2.70)
где θдоп.max - максимально допустимая температура нагрева шин в режиме короткого замыкания, θдоп.max = 3000С[8];
θк - расчетная температура нагрева шин в режиме короткого замыкания, определяется по графику в зависимости от Аqк, 0С.
Так как короткое замыкание имеет две составляющие и изменяется в каждый момент времени, то определение температуры нагрева шин от действительного тока очень сложно. Поэтому пользуются понятием относительного нагрева шин и кривыми для определения действительной температуры нагрева.
Относительная температура нагрева шин в режиме короткого замыкания Аqк
(2.71)
где Аqн - относительная температура нагрева шин в аварийном режиме, определяется по графику, Аqн= 1,17·104 [7];