Расчет электрических нагрузок методом коэффициента максимума

Технические данные плавких предохранителей

Тип предохранителя	Uном, В	Iном, А
		предохранителя	плавкой вставки
Е27	380	25	4, 6, 10, 15,  20, 25
ЕЗЗ	380	60	10, 15, 20, 25, 30, 60
ПРС6	380	6	1, 2, 4, 6
ПРС20	380 (500)	20	10, 16, 20
ПРС63	380 (500)	63	25, 40, 63
ПРС100	380 (500)	100	80, 100
ПР2	380/500	15	6, 10, 15
(2-й габарит)	380/500	60	15, 20, 25, 35, 45, 60
	380/500	100	60, 80, 100
	380/500	200	100, 125, 160, 200
ПН2	380/500	100	30 , 40, 50, 60,
			80, 100
	380/500	250	80, 100, 120,
			150, 200, 250
	380/500	15	6, 10, 15
НПН15	380/500	60	15 , 20, 25, 35,
НПН60			45, 60

 

На примере привода  компрессора (компрессорное отделение) выберем плавкий предохранитель.  

Расчетный ток I_р=163,5А.

Т.к. привод компрессора имеет электродвигатель, то выбор вставки осуществляем по условию №3:

I_{ном.вст}≥I_пуск/α

I_пуск = K_п∙ I_ном=3∙163,5=490,5А

Т.к. это компрессор, то α=2,5, отсюда

I_пуск/α=490,5/2,5=196,2

Выбираем ПН2, I_{ном.вст}=200А

Все остальные  электроприемники рассчитываем аналогично по условиям. Все данные заносим в таблицу 2-3.

 

Для защиты шинопроводов и шкафов выбираем автоматические выключатели.

Условия выбора:

1. I_{сраб.тепл}≥I_ном.эп

I_{сраб.эл}≥I_ном.эп

2. I_{сраб.тепл}≥I_р

I_{сраб.эл}≥I_р

3. I_{сраб.тепл}≥1,25∙I_ном.эп

I_{сраб.эл}≥1,2∙I_пуск

4. I_{сраб.тепл}≥1,1∙I_р

I_{сраб.эл}≥1,25∙I_пик

 

I_пик – пиковый ток электроприемника

I_{сраб.тепл} – ток срабатывания теплового расцепителя

I_{сраб.эл} – ток срабатывания электромагнитного расцепителя

Для примера рассмотрим выбор автоматического выключателя  для шинопровода ШРА-1:

Основными токоприемниками  данного шинопровода являются потребители,имеющие двигатели, следовательно, выбор автоматического выключателя производим по 4-му условию:

I_{сраб.тепл}≥1,1∙I_р

I_{сраб.эл}≥1,25∙I_пик

Т.к. число электроприемников  шинопровода ШРА-1 равно 5, то:

I_пик=I’_пуск+(I_р-К_и∙I_ном.max)

I’_пуск=6∙I_ном.max=6∙163,5=981

I_пик=981+(227-0,24∙163,5)=1168А

1,25∙I_пик=1,25∙1168=1460А

1,1∙I_р=1,1∙227=249,7А

Выбираем автомат ВА 57-35 с параметрами:

I_{сраб.тепл}=250А

I_{сраб.эл}=2500А

 

Для остальных  распределительных пунктов расчеты  произведем аналогично. Данные занесем  в таблицу 2-4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Расчет токов короткого замыкания.

 Расчеты:

S_б принимаем равным 100МВА

Расчетные активные и индуктивные  сопротивления:

X1=∑x₀∙S_б/U²_ср=0,056∙100/10²=0,056Ом

R1=∑r₀∙S_б/U²_ср=1,54∙100/10²=1,54Ом

Суммарные индуктивное и  активное сопротивления кабельной  линии (из раздела 2.4):

∑x₀=0,08∙0,6=0,056 Ом

∑r₀=0,64∙0,6=1,54 Ом

 

 

X2=(U_к/100)∙(S_б/S_ном)=(5/100)∙(100/1,6)=3,125Ом

R2=∆P_м/S_н=5,9/400=0,015 Ом

∆P_м – потери КЗ трансформатора

S_ном – номинальная мощность трансформатора

 

Определим токи и мощности короткого замыкания для точки  К1:

I_к1=I_б/Z=5.8/1,54=3,7 кА

Z1===1,54Ом – полное сопротивление

I_б=S_б/(∙U_ср)=100/(∙10)=5,8 кА

i_у1=К_у∙∙I_к1=1,8∙∙3,7=9,4 кА

S_к1=S_б/Z=100/1,54=65 МВА

 

Определим токи и мощности короткого замыкания для точки  К2:

I_к2=I_б/(Z1+Z2)=144/(1,54+3,12)=31кА

Z2===3,12 Ом

I_б=S_б/(∙U_ср)=100/(∙0.4)=144 кА

i_у2=К_у∙∙I_к2=1,8∙∙31=79 кА

S_к2=S_б/(Z1+Z2)=100/(1.54+3.12)=21,4 МВА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.8.         Выбор электрооборудования подстанции

Данные выключателя		Данные разъединителя		Данные трансформатора тока
расчетные	допустимые	расчетные	допустимые	расчетные	допустимые
1	2	3	4	5	6
Uном = 10 кВ	Uном = 35 кВ	Uном = 10 кВ	Uном = 10 кВ	Uном = 10 кВ	Uном = 10 кВ
Iмакс = 19,5А	Iмакс = 630 А	Iмакс = 19,5А	Iмакс = 400 А	Iмакс = 19,5 А	Iмакс = 200 А
Iк.з. = 3.7 кА	Iоткл = 10 кА
Sк.з.=Iк.з.*Uном*√3= = 3.7*10*√3=64 МВА	Sк.з.=Iоткл*Uном*√3= =10*10*√3= =173МВА
Iу = 9,4 кА	Iмакс = 26 кА	Iу = 9,4 кА	Iмакс = 41 кА	Iу = 9,4кА	Iмакс = Кдин*√2*Iном = 250*√2*0,2 = 70,7 кА
Iк2*tпр = 9,42*0,17 = 15 кА2*с	Iк2*tпр = 102*0,17 = 17 кА2*с	Iк2*tпр = 9,42*0,17 = 15 кА2*с	Iк2*tпр = 412*0,17 =  288кА2*с	Iк2*tпр = 9,42*0,17 = 15 кА2*с	(Кт*Iн)2 = (40*0,2)2 = 64 кА2*с

Выбираем: выключатель С-35М-630-10У1, разъединитель РВ и трансформатор тока ТПЛ 10-У3

Тип	Uном, кВ	Iном, А	Iном.откл, кА	Терм. стойкость/допустимое время, кА/с	Амплитуда предельного сквозного  тока КЗ, кА	Время отключения	Привод
С-35М-630-10У1	10	630	10	10/4	26	0,08	ШПЭ-12
РВ	10	400		16/4	41		ПР-10

 

Тип	Uном, В	Iном, А	Исполнение сердечников	Кратность стойкости		Нагрузка измерительной обмотки, ВА
				электродинамической	Термической трехсекундной
ТПЛ 10-У3	10	200	0,5/10Р	250	34	10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.9         Расчет заземляющего устройства  цеховой подстанции

Определим расчетный ток  I_з:

I_з===0,6 А

l_к – длина кабельной линии

U_ном – номинальное напряжение линии

 

Сопротивление заземляющего устройства в электроустановках  до 1кВ должно быть:

R_з≤125/I_з, но не более 4Ом

125/0,6=208 Ом

Принимаем R_з равное 4 Ом

 

Определяем расчетное  сопротивление грунта по формуле:

ρ_расч=k_сез∙ρ=1,4∙700=980 Ом∙м

k_сез – коэффициент сезонности. В климатических районах (II и III) для вертикальных электродов 3 – 5 м: k_сез=1.45 ÷ 1.3, для горизонтальных электродов (полос): k_сез=3. 5 ÷ 2.5

ρ – удельное сопротивление  грунта (Ом∙м) для песка: ρ= Ом∙м

Заземляющее устройство выполняем  в виде контура из полосы 40x4мм, проложенной на глубине 0,7 м вокруг оборудования подстанции, и стержней длиной 5 м и диаметром 12 мм на расстоянии 5 м друг от друга. Общая длина полосы 216 м. Предварительное число стержней: 43 шт.

Определяем сопротивление  одного вертикального заземлителя

r_в=0,27∙ρ_расч=0,27∙980=264,6

 

Необходимое число вертикальных заземлителей:

n_в===161 шт

 

 

Сопротивление заземляющей  полосы:

r_г=∙lg=∙lg=11 Ом

 

Сопротивление полосы в контуре:

R_г==11/0,34=32,4 Ом

 

Необходимое сопротивление  вертикальных заземлителей:

R_в==(32,4∙4)/(32,4-4)=4,6 Ом

Уточненное число стержней:

n_в’==264.6/(32.4-4)=10 шт

Окончательно принимаем  n=10шт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.10         Технико-экономические показатели  проекта

№ п/п	Наименование показателя	Величина	Примечание
1	2	3	4
1	Отрасль промышленности	Машиностроение	Электроснабжение
2	Годовое время: работы цеха Использования максимума	4700 4200	Ч ч
3	Мощность цеха: Установленная освещения Установленная силовая Расчетная максимальная Статических конденсаторов	45 1166,9 338 200	кВт кВт кВАр кВАр
4	Мощность и количество трансформаторов на подстанции	1x400 кВА	1 трансформатор
5	Напряжение: первичное вторичное	10 0,4	кВ кВ
6	Коэффициент загрузки трансформатора	0.84
7	Tgφ до компенсации Tgφ после компенсации	1,04 0,4
8	Годовой расход электроэнергии Активный реактивный	4700*0,314=1475,8 4700*0,126=592,2	МВт МВАр