Материал: Проектирование системы электроснабжения предприятия по изготовлению бетонных строительных материалов

В данном проекте используем когенерационные установки Caterpillar. Мощность автономных источников согласно [9], определяется по выражению:

где ΣРр - максимальная расчетная мощность, кВт;

Ррез - величина резервной мощности, кВт.

Величину резервной мощности принимаем равной 10 %, от максимальной нагрузки на генератор, такое значение выбрано из расчета подключения нагрузки собственных нужд и на некоторый запас учитывающий перспективу роста нагрузок

Принимаем к установке газопоршневую когенерационную электрогенераторную установку G3516В с генератором SR4B (чертеж 140211-12-ПЛ.04.00), мощностью 1165 кВт [10] .

3.3 Выбор трансформатора

В данном проекте трансформаторная подстанция является резервным источником, поэтому мощность трансформатора выбирается при условии резервировании обоих генераторов, но при этом примем, что оба генератора одновременно отключится не могут. Данное условие принято из того расчета, что в нормальном режиме вероятность аварии обоих генераторов мала, но при выводе одного из генераторов в ремонт, вероятность отказа второго более логична. То есть «наброс» нагрузки будет двухступенчатым.

Мощность трансформатора выбираем по формуле:

где K12 - коэффициент участия в нагрузке потребителей 1-й и 2-й категории, %;

,4 - коэффициент, учитывающий нагрузочную способность;

Smax - максимальная нагрузка, кВ·А.

Коэффициент К12 для расчета мощности трансформатора примем равным 1, так как нагрузка потребителей III категории не велика и ею можно пренебречь. Примем максимальную нагрузку Smax , равной расчетной мощности нагрузки всего предприятия ΣSН = 2515 кВ·А.

Примем к установке трансформатор ТМГ - 2500/10 [11].

Таблица 4.1 - Каталожные данные выбранного трансформатора

Определим коэффициент загрузки трансформатора для двух ступеней: резервирование одного генератора и резервирование обоих генераторов. Коэффициент загрузки определяется по формуле:

где Sт.ном. - номинальная полная мощность трансформатора, кВ·А;

SН - расчетная нагрузка потребителей подключенная к генератору, кВ·А.

Так как нагрузка распределена равномерно между генераторами: 1256 кВ·А и 1259 кВ·А, для определения КЗ первой ступени примем SН = 1259.

Тогда КЗ, равен:

- первая ступень

вторая ступень

Проверять выбранный трансформатор на перегрузки, нет необходимости, даже при резервировании обоих генераторов данный трансформатор будет работать, в номинальном режиме. А также при росте нагрузок обеспечивать полное резервирование.

3.4 Выбор сечения кабелей и шинопроводов

Расчет и выбор кабелей. Прежде необходимо выбрать марку проводника, определится с условиями его прокладки и затем выполнить расчет.

Для определения марки кабеля, которым будет осуществляться прокладка распределительных сетей, необходимо учесть особенности окружающей среды помещений цехов, а при прокладке кабелей вне помещений особенности грунта данного предприятия. Для прокладки внутри помещений выбираем кабель марки ВВГнг-LS [12], прокладка будет производится в кабельных коробах, а для прокладки кабелей вне помещений и в земле ВБбШв.

Сечение кабелей напряжением до 1000 В определяется по экономической плотности тока[1], так как число часов использования максимума нагрузки на предприятии свыше 5000 часов:

где JЭК - нормированное значение плотности тока, А/мм2 .

Рассмотрим пример расчета линии СП-1-Машина для кантования (сборка).

Исходные данные: РР = 31,6 кВт, QР = 24,6 квар, SР = 40,1 кВ∙А,

L =61м, IР = 61 А. Кабель прокладывается в коробе, совместно с другими силовыми кабелями, число силовых кабелей в коробе не более 4.

Тогда экономически целесообразное сечение, равно

принимаем сечение кабеля 25 мм2.

Далее проверяем выбранный кабель по условиям нагрева:

где Iдоп - длительно допустимый ток нагрузки для кабеля данного сечения, А;

Кпрокл - коэффициент учитывающий способ прокладки кабелей.

При определении Кпрокл контрольные и резервные кабели не учитываются.

Для кабеля сечением 25 мм2 ,длительно допустимый ток нагрузки равен Iдоп = 115 А [12]. Проверим кабель по нагреву с учетом его прокладки, примем коэффициент прокладки равным 0,67, согласно [1]:

равенство выполняется, выбранный кабель проходит по условиям нагрева.

Выбор кабелей для остальных электроприемников цеха выбираем аналогично результаты сведем в таблицу 3.1.

Выбор шинопровода. Произведем выбор сечения шинопровода питающего силовые пункты, в качестве устанавливаемого принимаем шинопровод марки ШМА 5 [13]. Сечение выбирается по экономической плотности тока. Нагрузка в начале шинопровода составляет IР = 1759 А, тогда сечение токопроводящих шин шинопровода равно

принимаем шинопровод ШМА 5 - 2500, с сечением фазных шин F = 2240 мм2.

Силовые пункты запитываются с помощью кабелей через ответвительные секции без коммутационного аппарата.

Расчеты для остальных цехов произведем аналогично, учитывая при этом, что прокладка кабелей питающих отдельно стоящие цеха производится в земле. Результаты расчетов приведем в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 - Выбор электрических сетей

Таблица 3.1 - Выбор кабелей для электроприемников подробно рассчитываемого цеха

3.5 Проверка электрической сети на потери напряжения

Согласно [1] для силовых сетей отклонение напряжения должно составлять не более ± 5% от Uном.

Расчет цеховой сети по условиям допустимой потери напряжения выполняется для цепочки линии от источника питания до зажимов одного наиболее удаленного от цеховой ТП или наиболее мощного ЭП. В нашем случае это цепь РУ-0,4 кВ-Паровой котёл (чертеж 140211-12-ПЛ.02.00). Схема питания изображена на рисунке 3.1. Точка ПС на рисунке означает место присоединения кабеля к присоединительной секции.

Рисунок 3.1 - Расчетная схема

Определяем потери напряжения на участках, по формуле

где rуд и xуд - удельные активные и индуктивные сопротивления проводников, Ом/км (приложение);

UP - напряжение в узлах сети, В.

Напряжение в расчетных узлах, определим по формуле:

где UА - напряжение в начале рассматриваемого участка, В.

Определим потерю напряжения на участке РУ - СП-1 и напряжение в узле СП-1:

Расчеты по остальным участкам производим аналогично, результаты

сводим в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Расчет потерь напряжения

Суммарная потеря напряжения от РУ 0,4 кВ до зажимов парового котла равна 5,46 В, т.е. 1,45 %.

Выбранные сечения проводников удовлетворяют требованиям [1], по отклонению напряжения.

3.6 Выбор коммутационно - защитных аппаратов

В качестве коммутационно-защитных аппаратов принимаем автоматические выключатели ВА07,ВА88, ВА47-29[14]. Выбор выключателей производим по номинальному току электрооборудования Iном, а вводные аппараты для распределительных пунктов и отходящих присоединений в РУ 0,4 кВ по максимально расчетному IР. Выбранные автоматические выключатели должны соответствовать следующим условиям:

Выбор автоматических выключателей представлен в таблицах 3.4 и 3.5.

Данные выключатели выполнены в «выдвижном исполнении»( ВА07) и во «втычном исполнении», поэтому выбирать разъединители не требуется.

Таблица 3.4 - Выбор автоматических выключателей электроприемников