Электроснабжение ПП

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПП 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Согласно ПУЭ под Электроснабжением (ЭСН) понимают обеспечение потребителей электрической энергией. Система электроснабжения (СЭС) – совокупность электроустановок, предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией (или иначе – это совокупность взаимосвязанных электроустановок, предназначенных для производства, передачи и распределения электрической энергии). Электроустановка (ЭУ) – установка, в которой производится, преобразуется, передаётся, распределяется или потребляется электрическая энергия. ЭУ разделяют по - роду тока (постоянного или переменного); - напряжению (до 1 кВ и выше 1 кВ). Как правило, на предприятиях строительной индустрии применяют­ся ЭУ напряжением не выше 220 кВ. - назначению: производящие электри­ческую энергию –электростанции; передающие, преобразующие и распределяющие эл. энергию – электрические сети; потребляющие ее – электроприемники. Электростанция – предприятие или установка, предназначенные для производства электрической энергии или электрической и тепловой энергии. На электростанциях различные виды энергии (энергия топлива, падающей воды, атомная энергия и др.) с помощью генераторов преобразуются в электрическую энергию. В зависимости от используемого вида первичной энергии все существующие электростанции подразделяются на следующие виды: тепловые (ТЭС), гидравлические (ГЭС), атомные (АЭС), дизельные (ДЭС), ветряные (ВЭС) и др. На предприятиях строительной индустрии собственные электростанции применяются очень редко. Электрическая сеть – совокупность электро­установок для передачи и распределения электрической энергии, состоящая из подстанций, распре­делительных устройств, токопроводов, воздушных и кабель­ных линий электропередачи, работающих на определённой территории. Приемник электрической энергии (электроприемни­к) (ЭП) – аппарат, агрегат и др., предна­значенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии. В ЭП электроэнергия преобразуется в механическую, тепловую, химическую, световую энергию, в энергию электростатического и электромагнитного поля и другую энергию. Потребитель электрической энергии – электроприёмник или группа электроприёмников, объединённых технологическим процессом и размещающихся на определённой территории. В широком плане потребитель электроэнергии – это предприятие, территориально обособленный цех, корпус и другие объекты, у которых электроприёмники присоединены к электрической сети и используют электрическую энергию. В отношении обеспечения надежности электроснабжения, характера и тяжести последствий от перерыва питания электропри­емники согласно ПУЭ раз­деляются на три категории: первой, второй и третьей категории. Наиболее ответственными по надежности электроснабжения являются электропри­емники первой категории. Эст ЛЭП1 ГПП(ПГВ) ЛЭП2 ТП К приемнику 6…20 кВ 35…220 кВ 6,10 кВ 0,4 кВ Электрическая сеть Упрощенная схема электроснабжения ПП Основные требования, предъявляемые к СЭС Требования, предъявляемые к системе электроснабжения предприятий, в основном, зависят от характера электрических нагрузок, особенностей технологии производства, климатических условий, загрязненности окружающей среды и других факторов. • Экономичность систем электроснабжения Система электроснабжения удовлетворяет требованиям экономичности если затраты на ее создание, эксплуатацию и развитие должны быть минимальны или минимальный срок окупаемости. • Надежность электроснабжения потребителей Надежность любой системы – это ее свойство выполнять заданные функции в заданном объеме и требуемого качества при определенных условиях функционирования. Применительно к СЭС одной из основных функций является бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией в необходимом количестве и установленного качества. • Безопасность и удобство эксплуатации Безопасность СЭС – это свойство СЭС сохранять с некоторой вероятностью безопасное состояние при выполнении заданных функций в условиях, установленных нормативно-технической документацией (монтаж, эксплуатация и проведение ремонтных работ). Электробезопасность – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от воздействия электрического тока, электромагнитного поля и статического электричества. • Возможность дальнейшего развития На этапе проектирования СЭС должна, предусмотрена возможность ее реконструкции, при развитии производства предприятия, без значительных капитальных затрат. 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Для правильного решения задач проектирования СЭС необходимо строго соблюдать как требования к СЭС (экономичность, надежность, безопасность), условия ее функционирования, а также учитывать характеристики и режимы работы ЭП. Все ЭП классифицируются по различным показателям: По режиму работы Продолжительный режим работы Электроприемники, работающие в номинальном режиме с продолжительно неизменной или малоизменяющейся нагрузкой. В этом режиме электрический аппарат (машина) может работать длительное время, температура его частей может достигать установившихся значений, без превышения температуры свыше допустимой. Пример: Электрические двигатели насосов, компрессоров, вентиляторов и т.п. Кратковременный режим работы Кратковременный режим работы электроприемника (электродвигателя) характеризуется тем, что ЭП работает при номинальной мощности в течении времени, когда его температура не успевает достичь установившегося значения. При отключении (ЭП не работает) его температура успевает снижаться до температуры окружающей среды. Пример: Электродвигатели вспомогательных механизмов, гидрозатворов и т.п. Повторно-кратковременный режим работы При повторно-кратковременном режиме работы (ПКР) электроприемника кратковременные рабочие периоды с определенной нагрузкой чередуются с паузами (ЭП отключен). Продолжительность рабочих периодов и пауз не настолько велика, чтобы нагрев отдельных частей ЭП при неизменной температуре окружающей среды могли достигнуть установившихся значений. Повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ, % - паспортная величина). Пример: электродвигатели кранов, сварочные аппараты и т.п. По надежности электроснабжения В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники подразделяются на следующие три категории [1]: Электроприемники I категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования; массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Электроприемники II категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Электроприемники II категории в нормальном режиме должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания. Перерыв электроснабжения электроприемников II категории допускается на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала. Электроприемники III – все остальные электроприемники, не подпадающие под определения I и II категорий. Для электроприемники III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1 сутки. ПОКАЗАТЕЛИ ПРИЕМНИКОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Условились, что все показатели, характеризующие индивидуальный приемник электроэнергии, обозначать строчными буквами (p, q, s, i). Все электроприемники имеют ряд характерных показателей: 1. Номинальное напряжение (Uном) — напряжение элемента электрической сети, при котором обеспечивается длительный режим его работы с наиболее оптимальными технико-экономическими показателями. 2. Установленная мощность индивидуального электроприемника (руст) – его мощность указанная на табличке завода изготовителя или в паспорте ЭП (рпас). При указанной мощности ЭП должен работать при номинальной нагрузке и номинальном напряжении длительное время в установившемся режиме без превышения допустимой температуры. Будем считать установленным любой ЭП, подключенный к электрической сети (работающий или не работающий), но который можно включить в любое время по требованию технологии. 3. Номинальная активная мощность ЭП (pн) – это мощность, потребляемая из сети при номинальной нагрузке ЭП, при которой он должен работать длительное время в установившемся режиме без превышения допустимой температуры. Для длительного режима работы ЭП номинальная мощность равна паспортной величине (pпас) . Для приемников работающих в повторно-кратковременном режиме номинальную мощность определяют по паспортной мощности путем приведения ее к длительному режиму работы (ПВ=1) в соответствии с формулами: , где паспортная величина, о.е.; Для электродвигателей мощность, потребляемая из сети, называется установленной мощностью и определяется по выражению , где - номинальная мощность, развиваемая на валу двигателя, кВт; - номинальный КПД электродвигателя, о.е. 4. Номинальная реактивная мощность ЭП () – реактивная мощность, потребляемая им из сети при номинальной активной мощности и номинальном напряжении. Для ЭП, работающего в длительном режиме, величина вычисляется по формуле , где - соответствует номинальному ЭП ( - паспортная величина). Для ЭП, работающего в повторно-кратковременном режиме, величина вычисляется по формуле . 5. Номинальная полная мощность ЭП (sн) . 6. Номинальный ток ЭП () . 7. Номинальный коэффициент активной мощности () . 2. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСЧЕТНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК Одним из основных этапов проектирования систем электроснабжения объекта, является правильное определение ожидаемых электрических нагрузок, как отдельных ЭП, так и узлов нагрузки на всех уровнях системы электроснабжения. Расчетные значения нагрузок - это нагрузки, соответствующие такой неизменной токовой нагрузке (), которая эквивалентна фактической изменяющейся во времени нагрузке по наибольшему тепловому воздействию (не превышая допустимых значений) на элемент системы электроснабжения. Зная электрические нагрузки, можно выбрать нужную мощность силовых трансформаторов, мощность и место подключения компенсирующих устройств, выбрать и проверить токоведущие части по условию допустимого нагрева, рассчитать потери и колебания напряжения, выбрать виды защит. Существуют различные методы расчета электрических нагрузок, которые в свою очередь делятся на: - основные; - вспомогательные. К основным методам расчета электрических нагрузок относят методы: - По номинальной мощности и коэффициенту использования; - По номинальной мощности и коэффициенту спроса; - По средней мощности и расчетному коэффициенту;; Применение того или иного метода определяется допустимой погрешностью расчетов и наличия исходных данных. Метод коэффициента спроса. Коэффициент спроса – это величина, равная отношению расчётной активной мощности к суммарной номинальной (установленной) мощности группы однородных электроприемников . Он учитывает одновременность работы и загрузку электроприемников в однородной группе. Его значения для различных типов электроприемников приведены в справочной литературе. Для каждой группы однородных электроприемников определяются расчётная активная Рр.i, кВт, и расчётная реактивная Qр.i, квар, мощности. Расчётная активная мощность определяется путём умножения установленной мощности группы электроприемников Руст.i на коэффициент спроса Кс.i этой группы . φi, Путём сложения расчётных активных и затем расчётных реактивных мощностей групп однородных электроприемников определяются расчётная активная, кВт, и расчётная реактивная, квар, мощности всего цеха: ; , где n – число групп однородных электроприемников. Расчётная полная мощность цеха, кВ.А . 3. ВЫБОР ЧИСЛА СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ В ЦЕХОВОЙ ТП Выбор производится, исходя из категории электроприемников по надежности электроснабжения. Если в цехе преобладают электроприёмники I категории, то цеховая ТП выбирается двухтрансформаторной, а секционирование сборных шин 0,4 кВ выполняется автоматическим выключателем с устройством АВР и двумя рубильниками. Если в цехе преобладают электроприёмники II категории, то цеховая ТП выбирается двухтрансформаторной, а секционирование сборных шин 0,4 кВ выполняется рубильником. Если в цехе только электроприёмники III категории, то цеховая ТП выбирается однотрансформаторной. 4. ВЫБОР СХЕМЫ И КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ СИЛОВОЙ СЕТИ ЦЕХА При выборе схемы цеховой электрической сети учитываются следующие факторы: единичная мощность электроприемников; их размещение; характер производства; надёжность электроснабжения; планировка помещений цеха; расположение цеховой ТП; экономические соображения и условия окружающей среды. Электроснабжение цеховых силовых электроприёмников напряжением до 1 кВ может осуществляться по радиальным, магистральным или комбинированным схемам. Радиальные схемы рационально применять в производственных цехах, состоящих из отдельных помещений, при неравномерном размещении электроприёмников по площади цеха или их сосредоточении на отдельных участках цеха. Питание электроприёмников при такой схеме выполняется от цеховой ТП через силовые распределительные пункты (СРП) по кабельным линиям или проводам. Магистральные схемы применяются при размещении электроприёмников рядами по площади цеха. Конструктивно схемы выполняются шинопроводами или кабелями. На практике для электроснабжения цеховых электроприемников радиальные или магистральные схемы редко применяются в чистом виде. Наибольшее распространение получили смешанные схемы, сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем. Радиальная, магистральная и смешанная схемы электрической сети 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЁТНЫХ ТОКОВ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ И ПИТАЮЩИХ ЛИНИЙ СИЛОВОЙ СЕТИ ЦЕХА Расчётный ток – это ток длительной максимальной нагрузки (длительностью не менее 30 минут). Определение расчётных токов необходимо: а) для выбора сечений проводов и жил кабелей силовой сети; б) для выбора аппаратов защиты силовой сети (предохранителей и автоматических выключателей), силовых РП и силовых ящиков. Основные формулы для определения расчётного тока Iр, А, в линии к отдельному электроприёмнику (ЭП), присоединённому к РП или непосредственно к сборным шинам 0,4 кВ цеховой ТП: а) в линии к ЭП с одним трёхфазным электродвигателем (ЭД) длительного режима где Рном – номинальная активная мощность ЭП, кВт; Uном – номинальное линейное напряжение сети (принимается 0,38 кВ); cos φном – номинальный коэффициент мощности ЭП; ηном – номинальный КПД, отн. ед. (при отсутствии данных можно принять 0,85–0,9); Расчётный ток, А, в питающей линии, идущей от шин 0,4 кВ цеховой ТП к силовому РП где Sр – расчётная полная мощность нагрузки РП, кВ.А; Uном – номинальное линейное напряжение сети (принимается 0,38 кВ). 6. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И ЖИЛ КАБЕЛЕЙ Выбор сечений проводов и жил кабелей цеховой силовой сети выполняется по двум условиям: по условию нагрева расчётным током нагрузки (по условию нагрева); по потере напряжения. Основным методом выбора сечений проводников, проложенных внутри помещений, является выбор по условию нагрева. Для выбора сечений проводников по условию нагрева в таблицах допустимых длительных токов для проводов и кабелей, приведённых в ПУЭ и справочной литературе, сравниваются расчётный ток линии Iр и допустимые длительные Iдоп токи для стандартных сечений проводника принятой марки и условий его прокладки. При этом выбирается такое стандартное сечение провода или жил кабеля, чтобы допустимый ток на это сечение был не менее расчётного тока, т. е. выполнялось условие Iдоп ≥ Iр. Значения допустимых длительных токов для стандартных сечений проводов и кабелей в таблицах ПУЭ составлены для нормальных условий их прокладки (температура воздуха в помещении +25 ºС, земли +15 ºС и при условии, что в земле в траншее уложен только один кабель, в одной трубе или коробе не более четырёх одновременно нагруженных проводов). Выбранные по нагреву сечения проводников силовой сети цеха затем проверяются по потере напряжения по условию , где % – потеря напряжения в линии от шин 0,4 кВ (трансформатора) цеховой ТП до электроприёмника, в % от номинального напряжения сети Uном.с; допустимая потеря напряжения, в % от номинального напряжения сети. В руководящих документах нормированных значений допустимых потерь напряжения нет. Однако, исходя из допустимой нормы установившегося отклонения напряжения у ЭП, равной 5 % в нормальном режиме (ГОСТ 13109–97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения), определяется допустимая (располагаемая) потеря напряжения в сети, питающей ЭП. В цеховых силовых сетях допустимую потерю напряжения приближённо можно принять 6 – 7 %. Расчёт потери напряжения , %, в трёхфазной линии с нагрузкой на конце ведут по формуле , где Iр – расчётный ток линии, А; l – длина линии, км; r0, x0 – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления линии, Ом/км; сos φ – коэффициент мощности нагрузки. Значения удельного активного сопротивления алюминиевых проводников приведены в справочной литературе. Расчёт потери напряжения, %, в линии с несколькими участками ведут для каждого участка линии, а затем суммируют по всей линии от шин 0,4 кВ (трансформатора) цеховой ТП до ЭП: ; , где – потеря напряжения на i-м участке линии, %; Ii – расчётный ток i-го участка, А; li – длина i-го участка, км; r0.i, x0.i – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления i-го участка линии, Ом/км; сos φi – коэффициент мощности нагрузки в конце i-го участка; n – число участков данной линии. Если в результате расчёта суммарная потеря напряжения в линии будет больше допустимой, то выбранное сечение жил кабеля (или проводов) на одном из участков этой линии необходимо увеличить на одну ступень по стандартной шкале и снова проверить по потере напряжения. 7. ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ ЦЕХОВОЙ СИЛОВОЙ СЕТИ Для защиты электрических сетей от токовых перегрузок и токов коротких замыканий наиболее широкое распространение в низковольтных комплектных устройствах (НКУ) распределения электроэнергии в цеховых электрических сетях получили предохранители типа ПР2, ПН2, НПН2 и автоматические выключатели различных типов: ВА, АЕ2000, А3700, «Электрон» и др. Предохранители выбираются по справочной литературе по следующим условиям. 1. По номинальному напряжению , где – номинальное напряжение предохранителя, В; – номинальное напряжение сети (380 В). 2. По номинальному току предохранителя , где – номинальный ток предохранителя, А; – номинальный ток плавкой вставки предохранителя, А. 3. По номинальному току плавкой вставки исходя из следующих условий: а) для линий с длительной беспиковой нагрузкой (термические установки, нагревательные приборы, освещение и т. п.) исходя из условия нагрева , где – расчётный ток длительной максимальной нагрузки линии (расчётный ток), А. б) для линий с пиковой нагрузкой (протекают пусковые токи электродвигателей) исходя из условия отстройки номинального тока плавкой вставки от пикового тока , где – пиковый (максимальный кратковременный) ток линии, А; – коэффициент, учитывающий условия и длительность пуска (коэффициент пуска); Автоматические выключатели выбираются по таблицам в каталогах или справочной литературе [3, табл. 2.1.1] по следующим условиям. 1. По номинальному напряжению , где – номинальное напряжение АВ, В; – номинальное линейное напряжение сети (380 В); 2. По номинальному току АВ , где – номинальный ток АВ, А; – расчётный ток длительной максимальной нагрузки линии, А. 3. По номинальному току максимального расцепителя АВ , где – номинальный ток максимального расцепителя АВ (теплового, электромагнитного или полупроводникового), А. Номинальный ток АВ должен быть не менее выбранного номинального тока расцепителя, т. е. . 4. По кратности тока срабатывания отсечки к номинальному току расцепителя в зоне токов КЗ , где – кратность тока срабатывания отсечки к номинальному току расцепителя или иначе – кратность уставки электромагнитного или полупроводникового расцепителя в зоне токов коротких замыканий Ку(кз); – ток срабатывания отсечки (ток срабатывания электромагнитного или полупроводникового расцепителя при КЗ), А. ЗАДАНИЕ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ Задача № 1 Выбор кабелей для электроприемников участка цеха Исходные данные для расчёта: среда в цехе нормальная, температура воздуха +25 ºС; принципиальная схема силовой сети (рис. 1); табл. 1 с исходными данными (№ варианта принять по последней цифре зачетной книжки); номинальное напряжение цеховой сети 380 В. Таблица 1. Исходные данные для расчёта № варианта Исходные данные Наименование электроприёмника № по плану Руст, кВт сos φ Н1, м Н2, м Н3, м Н4, м 1Н,м 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 Бетоноукладчик 1 18 0,6 10 10 Бетоноукладчик 2 18 0,6 12 Виброплощадка 3 30 0,7 14 Виброплощадка 4 30 0,7 16 2 Бетоноукладчик 1 20 0,6 12 12 Бетоноукладчик 2 20 0,6 14 Виброплощадка 3 32 0,7 16 Виброплощадка 4 32 0,7 18 3 Бетоноукладчик 1 22 0,6 9 14 Бетоноукладчик 2 22 0,6 10 Виброплощадка 3 34 0,7 11 Виброплощадка 4 34 0,7 12 4 Бетоноукладчик 1 24 0,6 8 9 Бетоноукладчик 2 24 0,6 11 Виброплощадка 3 36 0,7 15 Виброплощадка 4 36 0,7 16 5 Бетоноукладчик 1 26 0,6 7 10 Бетоноукладчик 2 26 0,6 7 Виброплощадка 3 38 0,7 12 Виброплощадка 4 38 0,7 12 6 Бетоноукладчик 1 28 0,6 10 11 Бетоноукладчик 2 28 0,6 13 Виброплощадка 3 40 0,7 14 Виброплощадка 4 40 0,7 15 7 Бетоноукладчик 1 26 0,6 12 8 Бетоноукладчик 2 26 0,6 10 Виброплощадка 3 42 0,7 16 Виброплощадка 4 42 0,7 14 8 Бетоноукладчик 1 24 0,6 12 13 Бетоноукладчик 2 24 0,6 14 Виброплощадка 3 40 0,7 18 Виброплощадка 4 40 0,7 16 9 Бетоноукладчик 1 22 0,6 10 14 Бетоноукладчик 2 22 0,6 12 Виброплощадка 3 42 0,7 14 Виброплощадка 4 42 0,7 16 10 Бетоноукладчик 1 20 0,6 11 16 Бетоноукладчик 2 20 0,6 12 Виброплощадка 3 44 0,7 13 Рис. 1. Принципиальная схема силовой сети Содержание расчёта 1. Определение расчётных токов в питающей линии к РП-1 и в отходящих от него распределительных линиях к электроприёмникам 1– 4. 2. Выбор марок кабелей, способов их прокладки. 3. Выбор сечений кабелей по допустимому нагреву током. 4. Проверка линии от РУ-0,4 кВ цеховой ТП до наиболее мощного электроприемника, присоединённого к РП-1, по потере напряжения. Методические указания 1. Определяются расчётные токи в распределительных линиях от РП-1 до электроприёмников 1 - 4 Определяются расчётные активная, реактивная и полная мощности РП-1 Рр = Кр.м∑Рном; Qр = Кр.м ∑Qном; , где Кр.м – коэффициент разновремённости максимумов нагрузок (0,9 – 0,95). Определяется расчётный ток в питающей линии к РП-1 Результаты расчетов заносятся в табл. 2. 2. Марки кабелей и способы их прокладки принять в соответствии с рис. 1. Результаты выбора заносятся в табл. 2. 3. По таблице 3 выбираются сечения кабеля в линии к РП-1 и кабелей в линиях от РП-1 до электроприёмников 1 – 4 по допустимому нагреву током исходя из условия Iдоп ≥ Iр. Результаты выбора сечений кабелей заносятся в табл. 2. 4. Выбранные по нагреву сечения проводников силовой сети цеха затем проверяются по потере напряжения по условию: , где % – потеря напряжения в линии от шин 0,4 кВ (трансформатора) цеховой ТП до электроприёмника, в % от номинального напряжения сети Uном.с; допустимая потеря напряжения, в % от номинального напряжения сети. В цеховых силовых сетях допустимую потерю напряжения приближённо можно принять 6 – 7 %. Расчёт потери напряжения , %, в трёхфазной линии с нагрузкой на конце (к отдельному приемнику )ведут по формуле , где Iр – расчётный ток линии, А; l – длина линии, км; r0, x0 – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления линии, Ом/км; сos φ – коэффициент мощности нагрузки. Значения удельного активного сопротивления алюминиевых проводников приведены в табл. 4. Значения удельного индуктивного сопротивления, Ом/км, для кабельных линий напряжением до 1 кВ можно приближённо принять равными 0,06. Расчёт потери напряжения, %, в линии с несколькими участками ведут для каждого участка линии, а затем суммируют по всей линии от шин 0,4 кВ (трансформатора) цеховой ТП до ЭП. Расчётные формулы: ; , где – потеря напряжения на i-м участке линии, %; Ii – расчётный ток i-го участка, А; li – длина i-го участка, км; r0.i, x0.i – соответственно удельные активное и индуктивное сопротивления i-го участка линии, Ом/км; сos φi – коэффициент мощности нагрузки в конце i-го участка; n – число участков данной линии. Таблица 2 Результаты выбора сечений кабелей № электро- приёмника, РП Номер линии Iр, A Кабель , % Марка Сечение Iдоп, А Способ прокладки 1 Н1 2 Н2 3 Н3 4 Н4 РП-1 1Н Задача № 2 Расчёт электрических нагрузок цеха по методу коэффициента спроса. Выбор трансформаторов цеховой трансформаторной подстанции (ТП). Исходные данные для расчёта: - табл. 5 с исходными данными (№ варианта принять по последней цифре зачетной книжки); - категории электроприёмников цеха по надёжности электроснабжения: II и III категории – для вариантов 1 –5; III категория – для вариантов 6 – 10. Таблица 5. Исходные данные для расчёта № варианта Наименование электроприёмника Количество Руст, кВт сos φ Кс 1 Электронагреватели бетона 3 18 0,85 0,8 Конвейеры стационарные 3 30 0,7 0,65 2 Электронагреватели бетона 3 20 0,85 0,8 Конвейеры стационарные 3 32 0,7 0,65 3 Электронагреватели бетона 3 22 0,85 0,8 Конвейеры стационарные 3 34 0,7 0,65 4 Электронагреватели бетона 3 24 0,85 0,8 Конвейеры стационарные 3 36 0,7 0,65 5 Электронагреватели бетона 3 26 0,85 0,8 Конвейеры стационарные 3 38 0,7 0,65 6 Электронагреватели бетона 3 28 0,85 0,8 Конвейеры стационарные 3 40 0,7 0,65 7 Электронагреватели бетона 3 26 0,85 0,8 Конвейеры стационарные 3 42 0,7 0,65 8 Электронагреватели бетона 3 24 0,85 0,8 Конвейеры стационарные 3 40 0,7 0,65 9 Электронагреватели бетона 3 22 0,85 0,8 Конвейеры стационарные 3 42 0,7 0,65 10 Электронагреватели бетона 3 20 0,85 0,8 Конвейеры стационарные 3 44 0,7 0,65 Задание: произвести расчет электрических нагрузок цеха и выбрать трансформаторы цеховой трансформаторной подстанции. Порядок расчёта электрических нагрузок цеха по методу коэффициента спроса 1. Все электроприемники цеха разбиваются на группы однородных (однотипных) электроприемников. Группа – это три и более электроприемников. Для каждой группы из справочной литературы выписываются номинальные активные мощности электроприемников. 2. Для каждой группы однородных электроприемников определяется установленная (суммарная номинальная) мощность Руст.i, кВт , где i – номер группы электроприемников; Рном – номинальные активные мощности отдельных электроприемников в группе, кВт. 3. Для каждой группы однородных электроприемников определяются расчётная активная Рр.i, кВт, и расчётная реактивная Qр.i, квар, мощности. Расчётная активная мощность определяется путём умножения установленной мощности группы электроприемников Руст.i на коэффициент спроса Кс.i этой группы . Коэффициент спроса – это величина, равная отношению расчётной активной мощности к суммарной номинальной (установленной) мощности группы однородных электроприемников . Он учитывает одновременность работы и загрузку электроприемников в однородной группе. Расчётная реактивная мощность определяется путём умножения расчётной активной мощности группы электроприемников на коэффициент реактивной мощности tq φi этой группы φi, где tq φi определяется по коэффициенту мощности cos φi этой группы. 4. Путём сложения расчётных активных и затем расчётных реактивных мощностей групп однородных электроприемников определяются расчётная активная, кВт, и расчётная реактивная, квар, мощности всего цеха: ; , где n – число групп однородных электроприемников. 5. Определяется расчётная полная мощность цеха, кВ.А . Определение мощности цеховой ТП Выбор числа силовых трансформаторов в цеховой ТП производится, исходя из категории электроприемников по надежности электроснабжения. Если в цехе преобладают электроприёмники I или (и) II категории, то цеховая ТП выбирается двухтрансформаторной. Если в цехе только электроприёмники III категории, то цеховая ТП выбирается однотрансформаторной. Номинальную мощность каждого трансформатора двухтрансформаторной ТП выбирают, исходя из условия, что оба трансформатора загружены постоянно, но не на полную мощность. Предполагается, что в случае выхода из строя одного из трансформаторов ТП, другой примет на себя всю нагрузку, не перегружаясь более чем на 40%. Это соответствует условию выбора Sном.т ≥ Sр / 1,4 , где Sном.т – номинальная мощность одного трансформатора, кВ.А. Для однотрансформаторной ТП, если по графику нагрузки цеха не ожидаются резкие перегрузки, номинальную мощность трансформатора выбирают по условию Sном.т ≥ Sр . Типы, исполнения и характеристики трансформаторов приведены в учебной и справочной литературе. На предприятиях в цеховых подстанциях с первичным напряжением 6 или 10 кВ наиболее широко применяются масляные трансформаторы. В табл. 6 приведены характеристики масляных трансформаторов типа ТМ. Таблица 6 Характеристики трёхфазных масляных трансформаторов типа ТМ Тип трансформатора Номинальная мощность Sном.т, кВ.А Потери холостого хода Рх., кВт Потери короткого замыкания Рк., кВт Напряжение короткого замыкания uк, % от U1.ном Ток холостого хода Iх , % от I1.ном ТМ-100 100 0,365 1,97 4,5 2,6 ТМ-160 160 0,54 2,65 4,5 2,4 ТМ-250 250 0,82 3,7 4,5 2,3 ТМ-400 400 1,05 5,5 4,5 2,1 ТМ-630 630 1,56 7,7 5,5 2,0 Результаты выбора трансформаторов цеховой ТП оформляются в табл. 7. Таблица 7 Характеристики выбранного силового масляного трансформатора Тип трансформатора Номинальная мощность Sном.т, кВ.А Потери холостого хода Рх., кВт Потери короткого замыкания Рк., кВт Напряжение короткого замыкания uк, % от U1.ном Ток холостого хода Iх , % от I1.ном