Электроснабжение механосборочного участка №1 тракторного завода (стр. 2 из 4)
2. Выбор схемы электроснабжения
Распределение электроэнергии на низшей ступени во многом зависит от схемы питания электроприемников. При выборе схемы электрической сети для питания электрооборудования цеха рассматривают ее коммутационную гибкость, надежность питания, экономичность, а также возможность применения индустриальных методов монтажа электрической сети.
Электрическая сеть может выполняться по радиальной, магистральной и смешанной схемам.
При радиальной схеме достаточно мощные электроприемники, как правило, получают питание непосредственно от подстанции, а группа менее мощных и близко друг к другу расположенных электроприемников — посредством распределительных пунктов, устанавливаемых как можно ближе к геометрическому центру нагрузки. Распределительные пункты линии присоединяются к главным распределительным щитам через рубильники и предохранители или автоматы. При использовании радиальной схемы увеличивается количество аппаратов управления и защиты, а также протяженность сети, что требует больших капитальных затрат, однако данная схема надежна и проста в эксплуатации.
Магистральные схемы рекомендуется применять в следующих случаях:
а) когда нагрузка имеет сосредоточенный характер, но отдельные узлы нагрузки расположены в одном направлении по отношению к подстанции и на сравнительно небольшом расстоянии друг от друга;
б) когда нагрузка сравнительно равномерно распределена. В практике проектирования чисто радиальные и магистральные схемы
применяются редко. Чаще пользуются смешанными схемами, включающими элементы первых двух.
Для цехов, имеющих правильную планировку оборудования (механические, механосборочные) и распределенную нагрузку, рекомендуется применять непосредственное подключение электроприемников к распределительным шинопроводам, которые питаются от распределительного пункта подстанции. Распределительные шинопроводы выполняются в закрытых коробках и подключаются к магистральным через рубильники и предохранители. Все ответвления от магистральных и распределительных шинопроводов должны иметь защиту плавкими предохранителями или автоматами.
Категория потребителей существенно влияет на выбор схемы питания. Для электроприемников первой категории обязательно нужно предусматривать питание от двух независимых источников, к числу которых могут быть отнесены силовые трансформаторы, если они подключены к различным, не связанным между собой секциям распределительного устройства высшего напряжения. При этом резервное питание должно иметь автоматическое включение (АВР). Резервное питание электроприемников второй категории может не иметь АВР, а включаться дежурным персоналом. Принципы построения схем электроприемников второй категории такие же, как и для электроприемников первой категории. Отличие состоит лишь в том, что у них второго источника питания может и не быть.
На выбор схемы распределения электроэнергии оказывает также влияние характер производства, Электроприемники механизмов, связанных между собой определенной технологической зависимостью, должны быть объединены рабочим и резервным питанием.
В цеху было намечено две группы электроприемников. Одну группу предполагается запитать от распределительного шинопровода ШРА1, а вторую от распределительного пункта ПР1 отдельными кабелями.
Питающая сеть должна выполнятся таким образом, чтобы длина трассы была как можно меньше, чтобы исключить перетоки мощности и обеспечить необходимую надежность электроснабжения.
На основании вышесказанного питающую сеть выполняем смешанного типа: распределительный шинопровод ШРА1 и кабель питающий распределительный пункт ПР1 запитывается от источника питания, электроприемники 1-16 от шинопровода ШРА1 проводами марки АПВ соответствующего сечения, электроприемники 17-25 отдельными кабелями от ПР1.
3. Расчет электрических нагрузок
Расчет электрических нагрузок производим методом упорядоченных диаграмм (коэффициента максимума)
В соответствии с РТМ 36.18.32.4-92 расчетная активная мощность электроприемников (количество электроприемников в группе более одного) на напряжение до 1 кВ определяется по выражению
,где Кр – коэффициент расчетной мощности;
kИi – коэффициент использования i-го электроприемника;
рНi – номинальная мощность i-го электроприемника;
n – количество электроприемников в группе.
Групповой коэффициент использования
Значение Кр зависит от эффективного числа электроприемников (nЭ), группового коэффициента использования (Ки), а также от постоянной времени нагрева сети, для которой рассчитываются электрические нагрузки. Для сетей напряжением до 1 кВ, питающих распределительные шинопроводы, пункты, сборки, щиты, постоянная времени нагрева сети Т0 = 10 мин. Значение Кр принимаем по таблице 1.7 [литература 1.].
Значение nЭ , определяем по выражению
.Рассмотрим пример расчёта электрических нагрузок.
Определим номинальную мощность группы электроприемников:
ΣPн =(20+7+1,5)×5+17×4+12×4+(14+3,5+6,8)×3= 331,4 кВт.
Определим групповой коэффициент использования:
Определим значение nЭ
≈ 15Определяем по таблице 1.7 [литература 1.] значение Кр для питающих сетей напряжением до 1 кВ для постоянной времени нагрева Т0 = 10 мин
Кр = 1,25
Определим расчетную активную мощность
кВт
Определим расчетную реактивную мощность, для питающих сетей (питающих распределительные шинопроводы, пункты, сборки, щиты) при nЭ>10
кварОпределим полную расчетную мощность для группы электроприемников
кВ·ААналогично определяем полную расчетную мощность для второй группы электроприемников.
Рр= 55 кВт; Qp= 58,9 квар; Sp = 80,6 кВ·А
Определим токовые нагрузки для дальнейшего выбора сечения линии по допустимому нагреву
Для 1-ой линии Ip = 113,98×103/658,2 = 173 А
Для 2-ой линии Ip = 80,6×103/658,2 = 122,5 А
Данные расчетов электрических нагрузок занесем в таблицу1.2
Таблица 3.1
| Наименование узла сети, номер ЭП | Наименование ЭП | Количество ЭП, n | Номинальная мощность, кВт | Коэффициент использования Ки | Коэффи-циенты | Кирн | Кирнtgφ | Эффективное число ЭП nЭ | Коэффициент расчетной нагрузки | Расчетная мощность | Расчетный ток,А | ||||
| одного ЭП, рн | общая Р=n·рn | cosφ | tgφ | активная, кВт | реактивная,квар | полная,кВ·А | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| ШР11-56-910-1314-16 | Прутковый станокСверлильный станокФрезерный станокЗубонарезной станок | 5443 | 28,5171224,3 | 142,5684872,9 | 0,240,140,140,17 | 0,650,50,50,65 | 1,171,731,731,17 | 34,29,526,7212,393 | 4016,4711,6314,5 | ||||||
| Итого по ШР1 | 331,4 | 0,19 | 0,69 | 1,05 | 62,833 | 82,6 | 15 | 1,25 | 78,54 | 82,6 | 113,98 | 173 | |||
| ПР117-2021-25 | Токарный полуавтоматТокарный станок | 45 | 1433 | 56165 | 0,140,14 | 0,50,5 | 1,731,73 | 7,8423,1 | 13,5639,96 | ||||||
| Итого по ПР1 | 221 | 0,14 | 0,5 | 1,73 | 30,94 | 53,52 | 8 | 1,78 | 55 | 58,9 | 80,6 | 122,5 | |||
| Итого по участку | 552,4 | 0,17 | 0,686 | 1,06 | 93,9 | 99,5 | 13 | 1,65 | 133,54 | 141,5 | 194,58 | 295,5 | |||
4. Компенсация реактивной мощности
Под реактивной мощностью понимается электрическая нагрузка, создаваемая колебаниями энергии электромагнитного поля. В отличие от активной мощности реактивная, циркулируя между источниками и потребителями, не выполняет полезной работы. Принято считать, что реактивная мощность потребляется (QL), если нагрузка носит индуктивный характер (ток отстает по фазе от напряжения) и генерируется (Qc) при емкостном характере нагрузки (ток опережает по фазе напряжение).
Реактивная мощность запасается в виде магнитного и электрического полей в элементах электрической сети, электроприемниках, обладающих индуктивностью и емкостью.
Основными электроприемниками реактивной мощности на промышленных предприятиях являются асинхронные двигатели - на их долю приходится 60...65% потребляемой реактивной мощности, 20…25% приходится на трансформаторы, 10...15% — на другие электроприемники (преобразователи, реакторы, газоразрядные источники света) и линии электропередачи.
Под компенсацией реактивной мощности понимается снижение реактивной мощности, циркулирующей между источниками тока и электроприемниками, а следовательно, и снижение тока в генераторах и сетях.