| МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РФ
Иркутский Государственный Университет
Путей Сообщения
Кафедра: ЭЖТ
Курсовой проект
ТЕМА:
«Проектирование систем электроснабжения предприятий железнодорожного транспорта»
Выполнил:
студент группы ЭНС-07-3
Студентов А.С.
Проверил:
доктор техн. наук, профессор
Крюков А.В.
Иркутск, 2009г.
Содержание
Введение
Реферат
Исходные данные
1. Ведомость электрических нагрузок
2. Расчет электрических нагрузок
2.1. Силовые электрические нагрузки
2.2. Электрические нагрузки освещения
2.3. Суммарные электрические нагрузки цехов
2.4. Картограмма нагрузок
2.5. Выбор компенсирующих устройств
2.6. Определение координат центра электрических нагрузок
3. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций
3.1. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций
4. Разработка системы внутризаводского электроснабжения
4.1. Расчет потерь в трансформаторах
4.2. Потери в трансформаторах
4.3. Нагрузки на стороне высокого напряжения трансформаторных подстанций
4.4. Выбор места положения ГПП или ГРП
4.5. Длины кабельных линий
4.6. Количество ячеек отходящих линий ГРП
4.7. Расчет электрических нагрузок на головных участках магистралей
4.8. Выбор сечений кабелей по нагреву
4.9. Выбор сечений по экономической плотности тока
5. Технико-экономическое сравнение вариантов
5.1. Определение капитальных затрат
5.2. Определение издержек на эксплуатацию
6. Уточненный расчет выбранного варианта
6.1. Проверка выбранных сечений по потере напряжений
6.1.1. Сопротивления кабельных линий
6.1.2. Определение потери напряжения
6.2. Разработка системы внешнего электроснабжения
6.2.1. Определение расчетных электрических нагрузок предприятия
6.2.2. Проверка по потере напряжения
6.3. Расчет токов короткого замыкания
6.4. Составление схемы замещения
6.5. Результаты расчета токов кз
7. Выбор оборудования
7.1. Выключатели
7.2. Предохранители
7.3. Разъединитель
7.4. Выключатели нагрузки
7.5. Выбор измерительных трансформаторов
7.3.1. Трансформаторы тока
7.3.2. Трансформаторы напряжения
8. Расчет внутренней сети
9. Расчет заземляющего устройства
Вывод
Введение
В настоящее время, в эпоху электрификации, когда электрооборудование применяется повсеместно, одной из главных задач при строительстве любого объекта, является правильное проектирование системы электроснабжения.
Одной из самых электропотребляемых производств, является железнодорожный транспорт. Данную отрасль, можно разделить на две группы, по признаку электропотребителя. Первая группа – контактная сеть. Вторая группа – предприятия железнодорожного транспорта.
Предприятия ж.д. транспорта включаю в себя как объекты обслуживающие ж.д. (вокзалы, депо, станции и т.д.) так и отдельный большие предприятия производящие продукцию для нужд ж.д. транспорта. Предприятия ж.д. используют обширный перечень производственных механизмов на электропитании. Вот наиболее часто используемые агрегаты:
· Электродвигатели производственных механизмов встречаются в предприятиях всех служб. Наибольшие установленные мощности электропривода станков и других механизмов относятся к локомотивному и вагонному хозяйствам.
· В цехах локомотивных и вагонных депо установлены токарные, сверлильные, фрезерные, строгальные, шлифовальные, токарно-карусельные, винторезные и другие станки. Кроме станков, к потребителям этой группы могут быть отнесены молоты, установленные в кузнечных цехах локомотивных и вагонных депо.
· Станочное оборудование с электроприводом, как правило, небольшой мощности установлено в механических мастерских предприятий служб пути, грузового хозяйства, сигнализации и связи, электрификации и энергетического хозяйства, гражданских сооружений, отдела водоснабжения и др.
· К силовым общепромышленным установкам относятся компрессоры, насосы, вентиляторы и подьемно-транспортные устройства.
· Компрессорные установки широко применяются н железнодорожном транспорте - в локомотивных и вагонных депо для снабжения сжатым воздухом пневматического инструмента, проверки тормозной системы подвижного состава и других нужд.
· Вентиляторы устанавливаются в производственных и служебно-бытовых зданиях для систем приточно-вытяжной вентиляции, калориферного отопления, в установках для сушки тяговых двигателей в локомотивных депо, местного отсоса в цехах и т.д.
· Потребители рассматриваемой группы работают как правило в продолжительном режиме.
· Подъемно-транспортные механизмы (мостовые краны, тали, кран-балки, электродомкраты и др.)применяются в локомотивных депо и других хозяйствах. Потребители этой группы работают в повторно-кратковременном режиме с частыми толчками нагрузки.
Электроосветительные нагрузки применяются на всех железнодорожных станциях, в хозяйствах всех служб. Наряду с нагрузками внутреннего освещения производственных, служебно-бытовых, административных, жилых и других зданий значительную долю нагрузок составляет наружное освещение станций, территорий предприятий и поселков.
В отношении обеспечения надежности электроснабжения потребители делятся на три категории.
· К первой категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, срыв графика поездов, принести значительный ущерб железнодорожному транспорту и народному хозяйству в целом. Электроснабжение должно обеспечиваться от двух независимых источников питания, и перерыв электроснабжения допускается на время автоматического восстановления питания.
· Ко второй категории относятся электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к нарушению производственного цикла и массовым простоям рабочих энергоемких предприятий. Рекомендуется обеспечивать питание от двух независимых источников питания. Перерыв в электроснабжении допустим лишь на время включения второго источника питания дежурным персоналом или выездной бригадой.
· К третьей категории относятся все остальные электроприемники, не относящиеся к первой и второй категориям. Электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для восстановления электроснабжения, не превышают одних суток.
Реферат
В курсовом проекте рассчитаны электрические нагрузки цехов, определен центр электрических нагрузок. Выбрано место положения главной распределительной подстанции. Рассчитаны мощности цехов с учетом потерь в трансформаторах и с учетом компенсации реактивной мощности на низкой стороне. Для сети 10кВ выбраны кабельные линии. Рассмотрены два варианта схем электроснабжения – магистральная и радиальная схемы. Рассчитаны ток короткого замыкания для РУ-10 кВ, выбрано и проверено оборудование для схемы электроснабжения. Нарисована однолинейная схема электроснабжения.
Исходные данные
Таблица 1
Удельная плотность нагрузки
| №
|
Потребитель электроэнергии
|
 , 
|
| 1
|
Административные здания
|
30…50
|
| 2
|
Ремонтные мастерские
|
50…80
|
| 3
|
Деревообрабатывающие цеха
|
75…140
|
| 4
|
Лаборатории промышленных предприятий
|
130…290
|
| 5
|
Литейные цехи
|
230…270
|
| 6
|
Механические, сборочные, термические и инструментальные цехи
|
200…600
|
| 7
|
Освещение цехов
|
5…20
|
Таблица 2
Характеристики цехов предприятия
| №
|
Наименование цеха
|
 , кВт
|
Размеры цеха
|
F, м2
|
 ,
|
| А, м
|
В, м
|
| 1
|
Инструментальный
|
1129
|
40
|
90
|
3600
|
313,61
|
| 2
|
Литейный
|
1025
|
55
|
80
|
4400
|
232,95
|
| 3
|
Сборочный
|
1048
|
90
|
46
|
4140
|
253,14
|
| 4
|
Механический
|
980
|
40
|
60
|
2400
|
408,33
|
| 5
|
Термический
|
661
|
40
|
60
|
2400
|
275,42
|
| |
ИТОГО
|
4843
|
|
|
|
|
Рис.1. Структура установленной мощности предприятия
1. Ведомость нагрузок
Таблица 3
| N
|
Наименование электроприемника
|
Рн,кВт
|
кол-во шт
|
РнΣ
|
Ки
|
cos(φ)
|
| |
Цех1 Литейный
|
|
|
|
|
|
| 1
|
Сушильные шкафы
|
15
|
15
|
225
|
0,5
|
0,85
|
| 2
|
Вентиляторы
|
12
|
8
|
96
|
0,65
|
0,8
|
| 3
|
Многоподшип, автоматы
|
30
|
10
|
300
|
0,25
|
0,65
|
| 4
|
Компрессоры
|
5
|
6
|
30
|
0,65
|
0,8
|
| 5
|
Однопост,дв-ли генератора
|
34
|
7
|
238
|
0,6
|
0,7
|
| 6
|
Эл.печи д/ фас. литья
|
40
|
6
|
240
|
0,75
|
0,87
|
| Сумма
|
|
|
52
|
1129
|
|
|
| N
|
Наименование электроприемника
|
Рн,кВт.
|
кол-во шт
|
РнΣ
|
Ки
|
cos(φ)
|
| |
Цех2 Инструментальный
|
|
|
|
|
|
| 1
|
Тр-ры для ручной сварки
|
15
|
7
|
105
|
0,3
|
0,35
|
| 2
|
Дуговые сталепл. печи
|
18
|
15
|
270
|
0,75
|
0,9
|
| 3
|
Вентиляторы
|
10
|
12
|
120
|
0,65
|
0,8
|
| 4
|
Печи дуговые сталепл.
|
30
|
5
|
150
|
0,75
|
0,9
|
| 5
|
Переносной эл. инструмент
|
14
|
8
|
112
|
0,06
|
0,45
|
| 6
|
Кран-балка, 2т
|
5
|
2
|
10
|
0,06
|
0,45
|
| 7
|
Выпрямитель сварочный
|
18
|
3
|
54
|
0,25
|
0,65
|
| 8
|
Шлифовальные станки
|
17
|
12
|
204
|
0,7
|
0,8
|
| Сумма
|
|
|
64
|
1025
|
|
|
| N
|
Наименование электроприемника
|
Рн,кВт
|
кол-во шт
|
РнΣ
|
Ки
|
cos(φ)
|
| |
Цех3 Сборочный
|
|
|
|
|
|
| 1
|
Транспортеры (винтовые)
|
27
|
2
|
54
|
0,65
|
0,75
|
| 2
|
Транспортеры(подъемные)
|
25
|
3
|
75
|
0,4
|
0,75
|
| 3
|
Дробилки крупного дробления
|
32
|
6
|
194
|
0,4
|
0,75
|
| 4
|
Фрезерные станки
|
20
|
6
|
120
|
0,12
|
0,4
|
| 5
|
Электротележки
|
18
|
4
|
72
|
0,1
|
0,4
|
| 6
|
Вентилятор
|
4
|
7
|
28
|
0,65
|
0,8
|
| 7
|
Шлифовальные станки
|
15
|
15
|
225
|
0,7
|
0,8
|
| 8
|
Тр-ры для ручной сварки
|
20
|
5
|
100
|
0,3
|
0,35
|
| 9
|
Печи дуговые сталепл.
|
30
|
6
|
180
|
0,75
|
0,9
|
| Сумма
|
|
|
54
|
1048
|
|
|
| N
|
Наименование электроприемника
|
Рн,кВт
|
кол-во шт
|
РнΣ
|
Ки
|
cos(φ)
|
| |
Цех4 Механический
|
|
|
|
|
|
| 1
|
Молот 150 кг
|
22,5
|
3
|
67,5
|
0,06
|
0,45
|
| 2
|
Вентилятор
|
4
|
7
|
28
|
0,65
|
0,8
|
| 3
|
Многоподшипниковые авт-ты
|
25
|
8
|
200
|
0,2
|
0,5
|
| 4
|
Токарно-винторезный ст-к
|
14,2
|
6
|
85,2
|
0,25
|
0,65
|
| 5
|
Шлифовальные ст-ки
|
15
|
15
|
225
|
0,7
|
0,8
|
| 6
|
Тр-ры для ручной сварки
|
20
|
5
|
100
|
0,3
|
0,35
|
| 7
|
Кран-балка , 3. 2 т
|
5,0
|
1
|
5
|
0,06
|
0,45
|
| 8
|
Домкраты
|
22,5
|
12
|
270
|
0,06
|
0,45
|
| Сумма
|
|
|
57
|
980,7
|
|
|
| N
|
Наименование электроприемника
|
Рн,кВт
|
кол-во шт
|
РнΣ
|
Ки
|
cos(φ)
|
| |
Цех5 Литейный
|
|
|
|
|
|
| 1
|
Долбёжный станок
|
6
|
4
|
24
|
0,14
|
0,6
|
| 2
|
Станок автомат
|
7
|
2
|
14
|
0,23
|
0,65
|
| 3
|
Транспортёр
|
12
|
3
|
36
|
0,6
|
0,7
|
| 4
|
Печь сопротивления
|
15
|
4
|
60
|
0,55
|
0,95
|
| 5
|
Сушильная камера
|
50
|
2
|
100
|
0,55
|
0,95
|
| 6
|
Сварочный
|
20
|
2
|
40
|
0,3
|
0,35
|
| 7
|
Пресс
|
9
|
8
|
72
|
0,25
|
0,65
|
| 8
|
Нагреватели
|
10
|
4
|
40
|
0,35
|
0,55
|
| 9
|
Мостовой кран
|
15
|
3
|
45
|
0,06
|
0,45
|
| 10
|
Наждачный станок
|
4
|
5
|
20
|
0,14
|
0,6
|
| 11
|
Толкатель
|
15
|
2
|
30
|
0,06
|
0,45
|
| 12
|
Плавильная печь
|
40
|
2
|
80
|
0,75
|
0,87
|
| 13
|
Моечная машина
|
50
|
2
|
100
|
0,06
|
0,45
|
| Сумма
|
|
|
43
|
661
|
|
|
Рис.2
2. Расчет электрических нагрузок
2.1.Силовые электрические нагрузки
Расчет электрических нагрузок по цехам выполняется по методу упорядоченных диаграмм. Главным расчетным параметром этого метода является коэффициент расчетной мощности  , определяемый в зависимости от эффективного числа приемников  , и группового коэффициента использования  для данного узла:
 (1)
 (2)
где n - число электроприемников в группе.
Расчетная активная нагрузка любой линии на 2УР находится по формуле
 (3)
Расчетная реактивная мощность для электроприемников с индуктивным характером нагрузки определяется как
 , (4)
где  принимается в зависимости от  :
  (5)
Значения находятся по табл.
Таблица №4
Расчет электрических нагрузок по цехам
| Наим. эл-ка
|
n шт.
|
Рн,кВт
|
n*Рн
|
n*P2
н
|
Ки
|
cos(φ)
|
tg(φ)
|
Pc
|
Qc
|
nэ
|
Кра
|
Крр
|
Рр
|
Qp
|
Sp
|
| Цех1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Сушильные шкафы
|
15
|
15
|
225
|
3375
|
0,5
|
0,85
|
0,62
|
112,5
|
69,72
|
|
|
|
|
|
|
| Вентиляторы
|
8
|
12
|
96
|
1152
|
0,65
|
0,8
|
0,75
|
62,4
|
46,80
|
|
|
|
|
|
|
| Многоподшип, автоматы
|
10
|
30
|
300
|
9000
|
0,25
|
0,65
|
1,17
|
75
|
87,68
|
|
|
|
|
|
|
| Компрессоры
|
6
|
5
|
30
|
150
|
0,65
|
0,8
|
0,75
|
19,5
|
14,63
|
|
|
|
|
|
|
| Однопост,дв-ли генератора
|
7
|
34
|
238
|
8092
|
0,6
|
0,7
|
1,02
|
142,8
|
145,69
|
|
|
|
|
|
|
| Эл.печи д/ фас. литья
|
6
|
40
|
240
|
9600
|
0,75
|
0,87
|
0,57
|
180
|
102,01
|
|
|
|
|
|
|
| итого
|
|
|
1129,00
|
31369,00
|
0,52
|
|
|
592,20
|
466,53
|
40,63
|
0,80
|
1,00
|
473,76
|
466,53
|
664,90
|
| Цех2
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Тр-ры для ручной сварки
|
7
|
15
|
105
|
1575
|
0,3
|
0,35
|
2,68
|
31,5
|
84,31
|
|
|
|
|
|
|
| Дуговые сталепл. печи
|
15
|
18
|
270
|
4860
|
0,75
|
0,9
|
0,48
|
202,5
|
98,08
|
|
|
|
|
|
|
| Вентиляторы
|
12
|
10
|
120
|
1200
|
0,65
|
0,8
|
0,75
|
78
|
58,50
|
|
|
|
|
|
|
| Печи дуговые сталепл.
|
5
|
30
|
150
|
4500
|
0,75
|
0,9
|
0,48
|
112,5
|
54,49
|
|
|
|
|
|
|
| Переносной эл. инструмент
|
8
|
14
|
112
|
1568
|
0,06
|
0,45
|
1,98
|
6,72
|
13,34
|
|
|
|
|
|
|
| Кран-балка, 2т
|
2
|
5
|
10
|
50
|
0,06
|
0,45
|
1,98
|
0,6
|
1,19
|
|
|
|
|
|
|
| Выпрямитель сварочный
|
3
|
18
|
54
|
972
|
0,25
|
0,65
|
1,17
|
13,5
|
15,78
|
|
|
|
|
|
|
| Шлифовальные станки
|
12
|
17
|
204
|
3468
|
0,7
|
0,8
|
0,75
|
142,8
|
107,10
|
|
|
|
|
|
|
| итого
|
|
|
1025,00
|
18193,00
|
0,57
|
|
|
588,12
|
432,78
|
57,75
|
0,75
|
1,00
|
441,09
|
432,78
|
617,95
|
| Цех3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Транспортеры (винтовые)
|
2
|
27
|
54
|
1458
|
0,65
|
0,75
|
0,88
|
35,1
|
30,96
|
|
|
|
|
|
|
| Транспортеры(подъемные)
|
3
|
25
|
75
|
1875
|
0,4
|
0,75
|
0,88
|
30
|
26,46
|
|
|
|
|
|
|
| Дробилки крупного дробления
|
6
|
32
|
192
|
6144
|
0,4
|
0,75
|
0,88
|
76,8
|
67,73
|
|
|
|
|
|
|
| Фрезерные станки
|
6
|
20
|
120
|
2400
|
0,12
|
0,4
|
2,29
|
14,4
|
32,99
|
|
|
|
|
|
|
| Электротележки
|
4
|
18
|
72
|
1296
|
0,1
|
0,4
|
2,29
|
7,2
|
16,50
|
|
|
|
|
|
|
| Вентилятор
|
7
|
4
|
28
|
112
|
0,65
|
0,8
|
0,75
|
18,2
|
13,65
|
|
|
|
|
|
|
| Шлифовальные станки
|
15
|
15
|
225
|
3375
|
0,7
|
0,8
|
0,75
|
157,5
|
118,13
|
|
|
|
|
|
|
| Тр-ры для ручной сварки
|
5
|
20
|
100
|
2000
|
0,3
|
0,35
|
2,68
|
30
|
80,29
|
|
|
|
|
|
|
| Печи дуговые сталепл.
|
6
|
30
|
180
|
5400
|
0,75
|
0,9
|
0,48
|
135
|
65,38
|
|
|
|
|
|
|
| итого
|
|
|
1046,00
|
24060,00
|
0,48
|
|
|
504,20
|
452,09
|
45,47
|
0,80
|
1,00
|
403,36
|
452,09
|
605,87
|
| Цех4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Молот 150 кг
|
3
|
22,5
|
67,5
|
1518,75
|
0,06
|
0,45
|
1,98
|
4,05
|
8,04
|
|
|
|
|
|
|
| Вентилятор
|
7
|
4
|
28
|
112
|
0,65
|
0,8
|
0,75
|
18,2
|
13,65
|
|
|
|
|
|
|
| Многоподшипниковые авт-ты
|
8
|
25
|
200
|
5000
|
0,2
|
0,5
|
1,73
|
40
|
69,28
|
|
|
|
|
|
|
| Токарно-винторезный ст-к
|
6
|
14,2
|
85,2
|
1209,84
|
0,25
|
0,65
|
1,17
|
21,3
|
24,90
|
|
|
|
|
|
|
| Шлифовальные ст-ки
|
15
|
15
|
225
|
3375
|
0,7
|
0,8
|
0,75
|
157,5
|
118,13
|
|
|
|
|
|
|
| Тр-ры для ручной сварки
|
5
|
20
|
100
|
2000
|
0,3
|
0,35
|
2,68
|
30
|
80,29
|
|
|
|
|
|
|
| Кран-балка , 3. 2 т
|
1
|
5
|
5
|
25
|
0,06
|
0,45
|
1,98
|
0,3
|
0,60
|
|
|
|
|
|
|
| Домкраты
|
12
|
22,5
|
270
|
6075
|
0,06
|
0,45
|
1,98
|
16,2
|
32,15
|
|
|
|
|
|
|
| итого
|
|
|
980,70
|
19315,59
|
0,29
|
|
|
287,55
|
347,03
|
49,79
|
0,75
|
1,00
|
215,66
|
347,03
|
408,59
|
| Цех5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Долбёжный станок
|
4
|
6
|
24
|
144
|
0,14
|
0,6
|
1,33
|
3,36
|
4,48
|
|
|
|
|
|
|
| Станок автомат
|
2
|
7
|
14
|
98
|
0,23
|
0,65
|
1,17
|
3,22
|
3,76
|
|
|
|
|
|
|
| Транспортёр
|
3
|
12
|
36
|
432
|
0,6
|
0,7
|
1,02
|
21,6
|
22,04
|
|
|
|
|
|
|
| Печь сопротивления
|
4
|
15
|
60
|
900
|
0,55
|
0,95
|
0,33
|
33
|
10,85
|
|
|
|
|
|
|
| Сушильная камера
|
2
|
50
|
100
|
5000
|
0,55
|
0,95
|
0,33
|
55
|
18,08
|
|
|
|
|
|
|
| Сварочный
|
2
|
20
|
40
|
800
|
0,3
|
0,35
|
2,68
|
12
|
32,12
|
|
|
|
|
|
|
| Пресс
|
8
|
9
|
72
|
648
|
0,25
|
0,65
|
1,17
|
18
|
21,04
|
|
|
|
|
|
|
| Нагреватели
|
4
|
10
|
40
|
400
|
0,35
|
0,55
|
1,52
|
14
|
21,26
|
|
|
|
|
|
|
| Мостовой кран
|
3
|
15
|
45
|
675
|
0,06
|
0,45
|
1,98
|
2,7
|
5,36
|
|
|
|
|
|
|
| Наждачный станок
|
5
|
4
|
20
|
80
|
0,14
|
0,6
|
1,33
|
2,8
|
3,73
|
|
|
|
|
|
|
| Толкатель
|
2
|
15
|
30
|
450
|
0,06
|
0,45
|
1,98
|
1,8
|
3,57
|
|
|
|
|
|
|
| Плавильная печь
|
2
|
40
|
80
|
3200
|
0,75
|
0,87
|
0,57
|
60
|
34,00
|
|
|
|
|
|
|
| Моечная машина
|
2
|
50
|
100
|
5000
|
0,06
|
0,45
|
1,98
|
6
|
11,91
|
|
|
|
|
|
|
| итого
|
|
|
661,00
|
17827,00
|
0,35
|
|
|
233,48
|
192,20
|
24,51
|
0,85
|
1,00
|
198,46
|
192,20
|
276,27
|
2.2 Электрические нагрузки освещения
Расчет нагрузок производим с помощью коэффициента спроса:
Потребляемая мощность электроосвещением находиться по формуле:
Росв.=Кс*Ру (6)
где, - Кс – коэффцент спроса,
- Ру – установленная мощность.
Ру = Руд*F (7)
где, - F – площадь цеха (м2
)
- Р уд – определяем из справ. материалов
Таблица №5
| №
|
Наименование цеха
|
КСО
|
Р уд,
Вт/м2
|
F,
м2
|
Росв.,
кВт
|
|
Qосв
,
кВАр
|
| 1
|
Инструментальный
|
0,95
|
16
|
3600
|
54,720
|
0,5
|
27,360
|
| 2
|
Литейный
|
0,95
|
15
|
4400
|
62,700
|
0,5
|
31,350
|
| 3
|
Сборочный
|
0,85
|
15
|
4140
|
52,785
|
0,5
|
26,392
|
| 4
|
Механический
|
0,95
|
16
|
2400
|
36,480
|
0,5
|
18,240
|
| 5
|
Термический
|
0,95
|
15
|
2400
|
34,200
|
0,5
|
17,100
|
|
|
ИТОГО
|
|
|
|
240,88
|
|
120,44
|
2.3 Суммарные электрические нагрузки цехов
Таблица №6
| №
|
Наименование цеха
|
Рр
,
кВт
|
Qр
,
кВАр
|
Росв
,
кВт
|
Qосв
,
кВАр
|
РрS
,
кВт
|
QрS
,
кВАр
|
| 1
|
Инструментальный
|
473,76
|
466,53
|
54,720
|
27,360
|
528,48
|
493,89
|
| 2
|
Литейный
|
441,09
|
432,78
|
62,700
|
31,350
|
503,79
|
464,13
|
| 3
|
Сборочный
|
403,36
|
452,09
|
52,785
|
26,392
|
456,145
|
478,482
|
| 4
|
Механический
|
215,66
|
347,03
|
36,480
|
18,240
|
252,14
|
365,27
|
| 5
|
Термический
|
198,46
|
192,20
|
34,200
|
17,100
|
232,66
|
209,3
|
Рис.3. Расчетные силовые и осветительные нагрузки
2.4 Картограмма нагрузок
Картограмма электрических нагрузок представляет собой нанесение на генеральный план окружности в выбранном масштабе, соответствующие нагрузкам цехов.
Ррасi=МpRi2
(8)
M =15 – выбранный масштаб;
Ri=Ö Ppасi / pМ (9)
Нагрузка освещения представляется на картограмме в виде сектора, с углом
a=Росв*360 / РрΣ (10)
Ррi=360 Pосв=a
Таблица №7
| №
|
Наименование цеха
|
Рр
,
кВт
|
Росв
,
кВт
|
Рр
,
кВт
|
,
град
|
R,
см
|
| 1
|
Инструментальный
|
473,76
|
54,720
|
528,48
|
37,2752
|
3,348835
|
| 2
|
Литейный
|
441,09
|
62,700
|
503,79
|
44,80438
|
3,269672
|
| 3
|
Сборочный
|
403,36
|
52,785
|
456,145
|
41,65912
|
3,111221
|
| 4
|
Механический
|
215,66
|
36,480
|
252,14
|
52,08535
|
2,313131
|
| 5
|
Термический
|
198,46
|
34,200
|
232,66
|
52,91842
|
2,221981
|
рис.4. Картограмма нагрузок
2.5 Выбор компенсирующих устройств
Потребная мощность компенсирующих устройств (КУ)
  , (3.23)
где 1,1 – коэффициент запаса;
 - экономическое значение коэффициента реактивной мощности,
 =0,33
 (3.24)
К установке принимается ближайшая по мощности стандартная комплектная конденсаторная установка (ККУ). При этом  не должна превышать, т.е.  .
Тогда итоговая реактивная нагрузка на шинах ТП
Таблица №8
| №
|
Наименование цеха
|
Рр
,
кВт
|
Q
,
кВАр
|
Sp
,
кВА
|
|
кВАр
|
кВАр
|
кВАр
|
кВАр
|
| 1
|
Инструментальный
|
528,48
|
493,89
|
723,3384
|
0,934548
|
351,4408
|
2*150=300
|
193,89
|
562,9249
|
| 2
|
Литейный
|
503,79
|
464,13
|
684,9971
|
0,921277
|
327,6672
|
2*150=300
|
164,13
|
529,8519
|
| 3
|
Сборочный
|
456,145
|
478,482
|
661,0698
|
1,048969
|
360,7496
|
2*150=300
|
178,482
|
489,8205
|
| 4
|
Механический
|
252,14
|
365,27
|
443,8432
|
1,448679
|
310,2702
|
2*150=300
|
65,27
|
260,4511
|
| 5
|
Термический
|
232,66
|
209,3
|
312,9491
|
0,899596
|
145,7744
|
2*75=150
|
59,3
|
240,0982
|
Таблица №9
Параметры комплектных конденсаторных установок (ККУ) 0.4 кВ
| №
|
Наименование цеха
|
Тип
|
Мощность
|
Количество
|
Суммарная мощность, кВАр
|
| 1
|
Инструментальный
|
УКН-0.38-150У3;
|
2*150
|
2
|
300
|
| 2
|
Литейный
|
УКН-0.38-150У3;
|
2*150
|
2
|
300
|
| 3
|
Сборочный
|
УКН-0.38-150У3;
|
2*150
|
2
|
300
|
| 4
|
Механический
|
УКН-0.38-150У3;
|
2*150
|
2
|
300
|
| 5
|
Термический
|
УКН-0.38-75У3
|
2*75
|
2
|
150
|
Сводная таблица мощностей
| |
P
|
Q
|
S
|
| Итого
|
1732,33
|
1890,63
|
2564,264
|
| Освещение
|
240,885
|
120,442
|
269,3174
|
| Всего
|
1973,215
|
2011,072
|
2817,444
|
| Мощность КУ
|
-
|
-1350
|
-
|
| Итого с учётом КУ
|
1973,215
|
661,072
|
2081,008
|
2.6 Определение координат центра электрических нагрузок
Для определения центра электрических нагрузок используется механическая аналогия (находим центр тяжести плоской фигуры). На генеральном плане наносим прямоугольную декартовую систему координат, находим координаты цехов.
Таблица №10
| №
|
ЦЕХ
|
Рр
, кВт
|
X
|
Y
|
Рр
X
|
Рр
Y
|
X0
|
Y0
|
| 1
|
Инструментальный
|
528,48
|
50
|
200
|
26424
|
105696
|
83,38654
|
137,8243
|
| 2
|
Литейный
|
503,79
|
127
|
206,5
|
63981,33
|
104032,6
|
| 3
|
Сборочный
|
456,145
|
72
|
99,5
|
32842,44
|
45386,43
|
| 4
|
Механический
|
252,14
|
47,5
|
34,5
|
11976,65
|
8698,83
|
| 5
|
Термический
|
232,66
|
126
|
35
|
29315,16
|
8143,1
|
|
|
ИТОГО
|
1973,215
|
|
|
164539,6
|
271957
|
Рис.5
3. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций
3.1 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторных подстанций
Таблица №11
| №
|
Наименование цеха
|
Рр
,
кВт
|
 ,
кВАр
|
 ,
кВАр
|
Число и мощность трансформаторовt
|
Суммарная мощность трансформаторов, кВА
|
Коэффициент загрузки
|
| Нормальный
|
Аварийный
|
При отключении 30% нагрузки
|
| 1
|
Инструментальный
|
528,48
|
193,89
|
562,9249
|
2x400
|
800
|
0,70
|
1,41
|
0,914753
|
| 2
|
Литейный
|
503,79
|
164,13
|
529,8519
|
2x400
|
800
|
0,66
|
1,32
|
0,861009
|
| 3
|
Сборочный
|
456,145
|
178,482
|
489,8205
|
2x400
|
800
|
0,61
|
1,22
|
0,795958
|
| 4
|
Механический
|
252,14
|
65,27
|
260,4511
|
2x160
|
320
|
0,81
|
1,63
|
1,058083
|
| 5
|
Термический
|
232,66
|
59,3
|
240,0982
|
2x160
|
320
|
0,75
|
1,50
|
0,975399
|
Таблица №12
Параметры трансформаторов 10/0.4 кВ
| №
|
Тип и мощность
|
Потери
|
Напряжение короткого замыкания, %
|
Ток холостого хода, %
|
| Холостого хода
|
Короткого замыкания
|
| 1
|
ТМ-160
|
0,565
|
2,65
|
4,5
|
2,4
|
| 3
|
ТМ-400
|
1,05
|
5,5
|
4,5
|
2,1
|
Рис. 6
4. Разработка системы внутризаводского электроснабжения
4.1 Расчет потерь в трансформаторах
Расчетные формулы:
 ;
4.2 Потери в трансформаторах
Таблица №13
| №
|
Наименование цеха/тип трансформатора
|
Рр
кВт
|
кВАр
|
РРТ
кВт
|
кВАр
|
кВА
|
 кВт
|
 кВт
|
%
|
Iх,
%
|
 ,
кВт
|
 ,
кВАр
|
| 1
|
Инструментальный
|
528,48
|
193,89
|
264,24
|
96,945
|
281,46
|
1,05
|
5,50
|
4,50
|
2,10
|
1,73
|
21,26
|
| 2хТМ-400
|
| 2
|
Литейный
|
503,79
|
164,13
|
251,895
|
82,065
|
264,92
|
1,05
|
5,50
|
4,50
|
2,10
|
1,65
|
20,75
|
| 2хТМ-400
|
| 3
|
Сборочный
|
456,145
|
178,482
|
228,0725
|
89,241
|
244,91
|
1,05
|
5,50
|
4,50
|
2,10
|
1,56
|
20,17
|
| 2хТМ-400
|
| 4
|
Механический
|
252,14
|
65,27
|
126,07
|
32,635
|
130,22
|
0,565
|
2,65
|
4,50
|
2,40
|
1,00
|
10,06
|
| 2хТМ-160
|
| 5
|
Термический
|
232,66
|
59,3
|
116,33
|
29,65
|
120,05
|
0,565
|
2,65
|
4,50
|
2,40
|
0,94
|
9,71
|
| 2хТМ-160
|
4.3 Нагрузки на стороне высокого напряжения трансформаторных подстанций
Таблица № 14
| №
|
Наименование цеха/тип трансформатора
|
Тип
тр-ра
|
РРТ
кВт
|
кВАр
|
 ,
кВт
|
 ,
кВАр
|
 ,
кВт
|
 ,
кВАр
|
 ,
кВА
|
 ,
А
|
| 1
|
Инструментальный
|
ТМ-400
|
264,24
|
96,945
|
1,73
|
21,26
|
265,97
|
118,21
|
291,05
|
5,04
|
| 2
|
Литейный
|
ТМ-400
|
251,895
|
82,065
|
1,65
|
20,75
|
253,55
|
102,82
|
273,60
|
4,73
|
| 3
|
Сборочный
|
ТМ-400
|
228,0725
|
89,241
|
1,56
|
20,17
|
229,63
|
109,41
|
254,37
|
4,40
|
| 4
|
Механический
|
ТМ-160
|
126,07
|
32,635
|
1,00
|
10,06
|
127,07
|
42,70
|
134,05
|
2,32
|
| 5
|
Термический
|
ТМ-160
|
116,33
|
29,65
|
0,94
|
9,71
|
117,27
|
39,36
|
123,70
|
2,14
|
4.4 Выбор места положения ГПП или ГРП
Для определения места расположения ГПП необходимо располагать генеральным планом железнодорожного узла. На генеральном плане должны быть в масштабе указаны все существующие, реконструируемые и проектируемые предприятия железнодорожного производства, а также прилегающие к железной дороге промышленные и сельскохозяйственные предприятия и т.д.
Исходя из технико-экономических соображений ГПП желательно располагать в центре электрических нагрузок (ЦЭН). Для определения ЦЭН может быть использован приближенный метод определения центра тяжести масс однородных плоских фигур.
Так как ЦЭН находится в близости от железнодорожных путей, а также то обстоятельство, что для размещения ГПП необходимо: достаточно большая площадь, свободная от застройки и подземных коммуникаций, прокладка кратчайших трасс питающих линий, заставляет нас располагать ГПП, несколько отступив от ЦЭН.
Варианты схем внутризаводского электроснабжения
Рис. 7. Кабельные трассы
Рис.8 Кабельные трассы
Рис.9. Вариант 1. Радиальная схема
4.5 Длины кабельных линий
Таблица № 15.
Вариант 1
| №
|
Наименование линии
|
Количество линий
|
Длина, м
|
Суммарная длина, м
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
1
|
84
|
84
|
| 2
|
ГРП-ТП2
|
1
|
152
|
152
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
1
|
22
|
22
|
| 4
|
ГРП-ТП4
|
1
|
77
|
77
|
| 5
|
ГРП-ТП5
|
1
|
223
|
223
|
| 6
|
ГРП-ТП6
|
1
|
191
|
191
|
| 7
|
ГРП-ТП7
|
2
|
225
|
450
|
| 8
|
ГРП-ТП8
|
2
|
190
|
380
|
| |
ИТОГО
|
10
|
|
1579
|
Рис.10. Вариант 2. Магистральная схема
Таблица № 16.
Вариант 2. Длины кабельных линий
| №
|
Наименование линии
|
Количество линий
|
Длина, м
|
Суммарная длина, м
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
1
|
84
|
84
|
| 2
|
ТП1-ТП2
|
1
|
70
|
70
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
1
|
22
|
22
|
| 4
|
ТП3-ТП4
|
1
|
56
|
56
|
| 5
|
ТП4-ТП8
|
1
|
112
|
112
|
| 6
|
ТП8-ТП6
|
1
|
35
|
35
|
| 7
|
ТП6-ТП5
|
1
|
75
|
75
|
| 8
|
ТП5-ТП7
|
1
|
10
|
10
|
| |
ИТОГО
|
8
|
|
464
|
4.6 Количество ячеек отходящих линий ГРП
Вариант 1 ………………….. 10
Вариант 2 ………………….. 4
Значения коэффициентов одновременности  для определения расчетной нагрузки на шинах 6 (10) кВ РП, ГРП, ГПП
Таблица № 17
| Средневзвешенный коэффициент использования
|
Число присоединений 6 (10) кВ на сборных шинах РП, ГПП.
|
| 2 … 4
|
5 … 8
|
9 … 25
|
Более 25
|
| 
|
0,90
|
0,80
|
0,75
|
0,70
|
| 
|
0,95
|
0,90
|
0,85
|
0,80
|
| 
|
1,00
|
0,95
|
0,90
|
0,85
|
| 
|
1,00
|
1,0
|
0,95
|
0,90
|
4.7 Расчет электрических нагрузок на головных участках магистралей
Таблица № 18
| По данным технологов
|
кВт
|
кВАр
|
Ке
____
Kо
|
Расчетные мощности
|
|
| №
|
Наименование эл/приемника
|
Кол-во тр-ров,
n
|
Суммарная ном. мощность, Рн,
кВт
|
 ,
кВт
|
 ,
кВт
|
Sp
,
кВА
|
IP
,
А
|
| магистраль ТП1-ГРП
|
| 1
|
ТП1
|
1
|
564,5
|
265,97
|
118,21
|
|
|
|
|
|
| |
ИТОГО
|
1
|
564,5
|
265,97
|
118,21
|
0.38
0.90
|
239,373
|
106,39
|
261,95
|
15,12
|
| магистраль ТП3-ГРП
|
| 1
|
ТП3
|
1
|
512,5
|
253,55
|
102,82
|
|
|
|
|
|
| 2
|
ТП5
|
1
|
524
|
229,63
|
109,41
|
| 3
|
ТП7
|
1
|
490
|
127,07
|
42,70
|
| 4
|
ТП8
|
1
|
330,5
|
117,27
|
39,36
|
| |
ИТОГО
|
4
|
1857
|
727,52
|
294,29
|
0.39
0.95
|
283,733
|
114,77
|
306,07
|
17,671
|
Примечание:
1. ;  .
4.8 Выбор сечений кабелей по нагреву
Выбор сечения проводов и кабелей по нагреву проводят по расчетному току, который должен быть меньше допустимого тока или равен ему:
Iдоп ³ Ip,
Если электроснабжение потребителей производилось по параллельным линиям, то в качестве расчетного принимается ток в одной из параллельных линий в предположении, что вторая линия вышла из строя.
Чтобы определить расчетные токи линий, подходящих к каждому цеху, необходимо учесть потери мощности в трансформаторах и определить полную мощность линии.
Потери мощности в трансформаторе можно определить:
-активные потери:
DРт=DРхх+DРкз*(SpS
/ Snom)2
-реактивные потери:
DQт=DQхх+DQкз*(SpS
/ Snom)2
DQкз=Uкз*Snom/100,
Активные потери цеха с учетом потерь в трансформаторе:
P= Pp + DРт
Реактивные потери цеха с учетом потерь в трансформаторе:
Q= Qp + QРт
Полная мощность равна:
S=Ö P2
+Q2
Расчетный ток:
Iр=S / Ö3 *Unom
Если у нас двух трансформаторная цеховая подстанция, то суммарную полную мощность берем в два раза меньше.
Определение суммарной расчетной нагрузки узла системы эдектроснабжения по значениям n расчетных нагрузок осуществляется суммированием расчетных нагрузок отдельных групп электроприемников, входящих в узле с учетом разновременности (несовпадения) максимумов нагрузок.
S=Kнм*SSpi,
где Кнм - коэффициент несовпадения максимумов нагрузки,
Spi – расчетная нагрузка I-го электроприемника или группы электроприемников.
Кнм - равен отношению максимальной получасовой нагрузки к сумме максимальных получасовых нагрузок отдельных электроприемников или цехов.
Коррозионная способность земли низкая. Выбирается кабель марки ААБ.
Таблица № 19.
Радиальная схема
| №
|
Наименование
линии
|
Кол-во линий
|
Длина,
м
|
 , норм. режим, А
|
, авар. режим, А
|
Сечение, мм2
|
 , А
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
1
|
84
|
5,04
|
10,08
|
16
|
75
|
| 2
|
ГРП-ТП2
|
1
|
151
|
5,04
|
10,08
|
16
|
75
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
1
|
260
|
4,73
|
9,46
|
16
|
75
|
| 4
|
ГРП-ТП4
|
1
|
80
|
4,73
|
9,46
|
16
|
75
|
| 5
|
ГРП-ТП5
|
1
|
313
|
4,4
|
8,8
|
16
|
75
|
| 6
|
ГРП-ТП6
|
1
|
239
|
4,4
|
8,8
|
16
|
75
|
| 7
|
ГРП-ТП7
|
2
|
343
|
2,32
|
4,64
|
16
|
75
|
| 8
|
ГРП-ТП8
|
2
|
237
|
2,14
|
4,28
|
16
|
75
|
Таблица № 20.
Магистральная схема
| №
|
Наименование
линии
|
Кол-во линий
|
Длина,
м
|
 , норм. режим, А
|
, авар. режим, А
|
Сечение, мм2
|
 , А
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
1
|
81
|
15,12
|
30,24
|
16
|
75
|
| 2
|
ТП1-ТП2
|
1
|
76
|
5,04
|
10,08
|
16
|
75
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
1
|
27
|
17,67
|
35,34
|
16
|
75
|
| 4
|
ТП3-ТП4
|
1
|
61
|
4,73
|
9,46
|
16
|
75
|
| 5
|
ТП4-ТП8
|
1
|
138
|
2,14
|
4,28
|
16
|
75
|
| 6
|
ТП8-ТП6
|
1
|
40
|
4,4
|
8,8
|
16
|
75
|
| 7
|
ТП6-ТП5
|
1
|
88
|
4,4
|
8,8
|
16
|
75
|
| 8
|
ТП5-ТП7
|
1
|
16
|
2,32
|
4,64
|
16
|
75
|
4.9 Выбор сечений по экономической плотности тока
ТМ
=4500 ч
Таблица № 21.
Радиальная схема
| №
|
Наименование линии
|
Кол-во линий
|
, А
|
 ,
|
Fэ
,
мм2
|
Принятое сечение, мм2
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
1
|
5,04
|
1.4
|
3,60
|
16
|
| 2
|
ГРП-ТП2
|
1
|
5,04
|
1.4
|
3,60
|
16
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
1
|
4,73
|
1.4
|
3,38
|
16
|
| 4
|
ГРП-ТП4
|
1
|
4,73
|
1.4
|
3,38
|
16
|
| 5
|
ГРП-ТП5
|
1
|
4,4
|
1.4
|
3,14
|
16
|
| 6
|
ГРП-ТП6
|
1
|
4,4
|
1.4
|
3,14
|
16
|
| 7
|
ГРП-ТП7
|
2
|
2,32
|
1.4
|
1,66
|
16
|
| 8
|
ГРП-ТП8
|
2
|
2,14
|
1.4
|
1,53
|
16
|
Таблица № 22.
Магистральная схема
| №
|
Наименование
линии
|
Кол-во линий
|
 , А
|
 ,
|
Fэ
,
мм2
|
Принятое сечение, мм2
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
1
|
15,12
|
1.4
|
10,80
|
16
|
| 2
|
ТП1-ТП2
|
1
|
5,04
|
1.4
|
3,60
|
16
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
1
|
17,67
|
1.4
|
12,62
|
16
|
| 4
|
ТП3-ТП4
|
1
|
4,73
|
1.4
|
3,38
|
16
|
| 5
|
ТП4-ТП8
|
1
|
2,14
|
1.4
|
1,53
|
16
|
| 6
|
ТП8-ТП6
|
1
|
4,4
|
1.4
|
3,14
|
16
|
| 7
|
ТП6-ТП5
|
1
|
4,4
|
1.4
|
3,14
|
16
|
| 8
|
ТП5-ТП7
|
1
|
2,32
|
1.4
|
1,66
|
16
|
5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ
5.1 Определение капитальных затрат
Кабельные линии
Таблица № 23.
Радиальная схема
| №
|
Наим.
линии
|
Кол-во линий
|
Длина, м
|
Сумм. длина, м
|
Сечение,
мм2
|
Уд. стоим. в ценах 1980, тыс.руб
км
|
Уд. стоим. в ценах 2007, тыс.руб
км
|
Стоим. линий, тыс. рублей
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
1
|
84
|
84
|
16
|
1.76
|
70,4
|
5,91
|
| 2
|
ГРП-ТП2
|
1
|
151
|
151
|
16
|
1.76
|
70,4
|
10,63
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
1
|
260
|
260
|
16
|
1.76
|
70,4
|
18,30
|
| 4
|
ГРП-ТП4
|
1
|
80
|
80
|
16
|
1.76
|
70,4
|
5,63
|
| 5
|
ГРП-ТП5
|
1
|
313
|
313
|
16
|
1.76
|
70,4
|
22,04
|
| 6
|
ГРП-ТП6
|
1
|
239
|
239
|
16
|
1.76
|
70,4
|
16,83
|
| 7
|
ГРП-ТП7
|
2
|
343
|
686
|
16
|
1.76
|
70,4
|
48,29
|
| 8
|
ГРП-ТП8
|
2
|
237
|
474
|
16
|
1.76
|
70,4
|
33,37
|
|
|
ИТОГО
|
10
|
|
2287
|
|
|
|
161,00
|
Таблица № 24.
Магистральная схема
| №
|
Наим.
линии
|
Кол-во линий
|
Длина, м
|
Сумм. длина, м
|
Сечение,
мм2
|
Уд. стоим. в ценах 1980, тыс.руб
км
|
Уд. стоим. в ценах 2007, тыс.руб
км
|
Стоим. линий, тыс. рублей
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
1
|
81
|
162
|
16
|
1.76
|
70,4
|
11,4048
|
| 2
|
ТП1-ТП2
|
1
|
76
|
152
|
16
|
1.76
|
70,4
|
10,7008
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
1
|
27
|
54
|
16
|
1.76
|
70,4
|
3,8016
|
| 4
|
ТП3-ТП4
|
1
|
61
|
122
|
16
|
1.76
|
70,4
|
8,5888
|
| 5
|
ТП4-ТП8
|
1
|
138
|
276
|
16
|
1.76
|
70,4
|
19,4304
|
| 6
|
ТП8-ТП6
|
1
|
40
|
80
|
16
|
1.76
|
70,4
|
5,632
|
| 7
|
ТП6-ТП5
|
1
|
88
|
176
|
16
|
1.76
|
70,4
|
12,3904
|
| 8
|
ТП5-ТП7
|
1
|
16
|
32
|
16
|
1.6
|
70,4
|
2,2528
|
|
|
ИТОГО
|
8
|
|
1054
|
|
|
|
74,20
|
Прокладка кабельных линий в траншеях
Таблица № 25.
Радиальная схема
| №
|
Количество кабелей в одной траншее
|
Длина, м
|
Удельная стоимость в ценах 1980, тыс.руб
км
|
Удельная стоимость в ценах 2007, тыс.руб
км
|
Стоимость, тыс. рублей
|
| 1
|
6
|
26
|
3,62
|
144,8
|
3,7648
|
| 2
|
5
|
61
|
3,29
|
131,6
|
8,0276
|
| 3
|
4
|
138
|
2,86
|
114,4
|
15,7872
|
| 4
|
3
|
40
|
2,31
|
92,4
|
3,696
|
| 5
|
2
|
172
|
1,78
|
71,2
|
12,2464
|
| 6
|
1
|
76
|
1,27
|
50,8
|
3,8608
|
|
|
ИТОГО
|
|
|
|
47,3828
|
Таблица № 26.
Магистральная схема
| №
|
Количество кабелей в одной траншее
|
Длина, м
|
Удельная стоимость в ценах 1980, тыс.руб
км
|
Удельная стоимость в ценах 2007, тыс.руб
км
|
Стоимость, тыс. рублей
|
| 1
|
2
|
397
|
1.78
|
71,2
|
28,2664
|
| 2
|
1
|
112
|
1.27
|
50,8
|
5,6896
|
|
|
ИТОГО
|
|
|
|
33,956
|
Таблица № 27.
Стоимость ячеек отходящих линий ГРП
| №
|
схема
|
Количество ячеек ГРП
|
Стоимость ячейки в ценах 1980 г., тыс. рублей
|
Стоимость ячейки в ценах 2007 г., тыс. рублей
|
Стоимость, тыс. рублей
|
| 1
|
Радиальная схема
|
10
|
2.1
|
84
|
840
|
| 2
|
Магистральная схема
|
4
|
2.1
|
84
|
336
|
Таблица № 28.
Суммарные капитальные затраты
| №
|
схема
|
Кабельные линии
|
Строительная часть
|
Ячейки ГРП
|
Итого
|
| 1
|
Радиальная схема
|
161
|
47,38
|
840
|
1048,38
|
| 2
|
Магистральная схема
|
74,2
|
33,96
|
336
|
444,16
|
5.2 Определение издержек на эксплуатацию
Отчисления на амортизацию и обслуживание
Таблица № 29.
Радиальная схема
| №
|
Вид оборудования
|
Норма отчислений, %
|
Капитальные затраты, тыс. рублей
|
Издержки, тыс. рублей
|
| 1
|
Кабели
|
6,3
|
161
|
10,14
|
| 2
|
Строительная часть
|
6,3
|
47,38
|
2,98
|
| 3
|
Ячейки ГРП
|
1,04
|
840
|
8,74
|
|
|
ИТОГО
|
|
1048,38
|
21,86
|
Таблица №30.
Магистральная схема
| №
|
Вид оборудования
|
Норма отчислений, %
|
Капитальные затраты, тыс. рублей
|
Издержки, тыс. рублей
|
| 1
|
Кабели
|
6.3
|
74,2
|
4,67
|
| 2
|
Строительная часть
|
6.3
|
33,96
|
2,14
|
| 3
|
Ячейки ГРП
|
1.04
|
336
|
3,49
|
|
|
ИТОГО
|
|
444,16
|
10,31
|
Стоимость потерь электроэнергии
Параметры кабельных линий
Таблица № 31.
Радиальная схема
| №
|
Наименование линии
|
Количество линий
|
Длина, м
|
Сечение,
мм2
|
 , 
|
R,
Ом
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
1
|
84
|
16
|
1,94
|
0,16
|
| 2
|
ГРП-ТП2
|
1
|
151
|
16
|
1,94
|
0,29
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
1
|
260
|
16
|
1,94
|
0,50
|
| 4
|
ГРП-ТП4
|
1
|
80
|
16
|
1,94
|
0,16
|
| 5
|
ГРП-ТП5
|
1
|
313
|
16
|
1,94
|
0,61
|
| 6
|
ГРП-ТП6
|
1
|
239
|
16
|
1,94
|
0,46
|
| 7
|
ГРП-ТП7
|
2
|
343
|
16
|
1,94
|
0,67
|
| 8
|
ГРП-ТП8
|
2
|
237
|
16
|
1,94
|
0,46
|
Таблица № 32.
Магистральная схема
| №
|
Наименование линии
|
Количество линий
|
Длина, м
|
Сечение,
мм2
|
 , 
|
R,
Ом
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
1
|
81
|
16
|
1,94
|
0,16
|
| 2
|
ТП1-ТП2
|
1
|
76
|
16
|
1,94
|
0,15
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
1
|
27
|
16
|
1,94
|
0,05
|
| 4
|
ТП3-ТП4
|
1
|
61
|
16
|
1,94
|
0,12
|
| 5
|
ТП4-ТП8
|
1
|
138
|
16
|
1,94
|
0,27
|
| 6
|
ТП8-ТП6
|
1
|
40
|
16
|
1,94
|
0,08
|
| 7
|
ТП6-ТП5
|
1
|
88
|
16
|
1,94
|
0,17
|
| 8
|
ТП5-ТП7
|
1
|
16
|
16
|
1,94
|
0,03
|
Потери мощности
Таблица № 33.
Радиальная схема
| №
|
Наименование линии
|
Количество линий
|
R,
Ом
|
, А
|
Потери в одной КЛ, кВт
|
Суммарные потери, кВт
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
1
|
0,16
|
5,04
|
0,004064
|
0,004064
|
| 2
|
ГРП-ТП2
|
1
|
0,29
|
5,04
|
0,007366
|
0,007366
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
1
|
0,50
|
4,73
|
0,011186
|
0,011186
|
| 4
|
ГРП-ТП4
|
1
|
0,16
|
4,73
|
0,00358
|
0,00358
|
| 5
|
ГРП-ТП5
|
1
|
0,61
|
4,4
|
0,01181
|
0,01181
|
| 6
|
ГРП-ТП6
|
1
|
0,46
|
4,4
|
0,008906
|
0,008906
|
| 7
|
ГРП-ТП7
|
2
|
0,67
|
2,32
|
0,003606
|
0,007212
|
| 8
|
ГРП-ТП8
|
2
|
0,46
|
2,14
|
0,002107
|
0,004213
|
|
|
ИТОГО
|
|
|
|
|
0,058337
|
Таблица № 34.
Магистральная схема
| №
|
Наименование линии
|
Количество линий
|
R,
Ом
|
, А
|
Потери в одной КЛ, кВт
|
Суммарные потери, кВт
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
1
|
0,16
|
15,12
|
0,036578
|
0,036578
|
| 2
|
ТП1-ТП2
|
1
|
0,15
|
5,04
|
0,00381
|
0,00381
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
1
|
0,05
|
17,67
|
0,015611
|
0,015611
|
| 4
|
ТП3-ТП4
|
1
|
0,12
|
4,73
|
0,002685
|
0,002685
|
| 5
|
ТП4-ТП8
|
1
|
0,27
|
2,14
|
0,001236
|
0,001236
|
| 6
|
ТП8-ТП6
|
1
|
0,08
|
4,4
|
0,001549
|
0,001549
|
| 7
|
ТП6-ТП5
|
1
|
0,17
|
4,4
|
0,003291
|
0,006582
|
| 8
|
ТП5-ТП7
|
1
|
0,03
|
2,32
|
0,000161
|
0,000323
|
|
|
ИТОГО
|
|
|
|
|
0,068374
|
Время максимальных потерь
 =2886.21 ч
Таблица № 35.
Годовые потери электроэнергии
| №
|
схема
|
 , ч
|
 , кВт
|
 , кВт×ч
|
 , 
|
 , тыс. руб
|
| 1
|
Радиальная
схема
|
2886.2
|
0,058
|
167,3996
|
0.32
|
0,054
|
| 2
|
Магистральная схема
|
2886.2
|
0,068
|
196,2616
|
0.32
|
0,063
|
Таблица № 36.
Суммарные издержки
| №
|
схема
|
Амортизация и обслуживание, тыс. руб
|
Стоимость потерь электроэнергии, тыс. руб
|
Суммарные издержки, тыс. руб
|
| 1
|
Радиальная
схема
|
21,86
|
0,054
|
21,91
|
| 2
|
Магистральная схема
|
10,31
|
0,063
|
10,37
|
Расчетные затраты
Таблица № 37
| №
|
схема
|
Капитальные вложения, тыс.руб
|
Суммарные издержки, тыс. руб
|
Расчетные затраты
|
| 1
|
Радиальная
схема
|
1048,38
|
21,91
|
147,72
|
| 2
|
Магистральная схема
|
444,16
|
10,37
|
63,67
|
К исполнению принимается магистральный вариант.
6. Уточненный расчет выбранного варианта
6.1 Проверка выбранных сечений по потере напряжений
6.1.1 Сопротивления кабельных линий
Таблица № 38
| №
|
Наименование линии
|
Длина, м
|
Сечение,
мм2
|
 
|
R,
Ом
|
Хо
|
Х
Ом
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
81
|
16
|
1,94
|
0,15714
|
0,113
|
0,009153
|
| 2
|
ТП1-ТП2
|
76
|
16
|
1,94
|
0,14744
|
0,113
|
0,008588
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
27
|
16
|
1,94
|
0,05238
|
0,113
|
0,003051
|
| 4
|
ТП3-ТП4
|
61
|
16
|
1,94
|
0,11834
|
0,113
|
0,006893
|
| 5
|
ТП4-ТП8
|
138
|
16
|
1,94
|
0,26772
|
0,113
|
0,015594
|
| 6
|
ТП8-ТП6
|
40
|
16
|
1,94
|
0,0776
|
0,113
|
0,00452
|
| 7
|
ТП6-ТП5
|
88
|
16
|
1,94
|
0,17072
|
0,113
|
0,009944
|
| 8
|
ТП5-ТП7
|
16
|
16
|
1,94
|
0,03104
|
0,113
|
0,001808
|
6.1.2 Определение потери напряжения
Таблица № 39
| №
|
Наименование
участка
|
Длина,м
|
R0,
ом/км
|
Х0,
ом/км
|
R,
ом
|
х,
ом
|
Рр
кВт
|
Qp,
кВАр
|
DU,В
норм.реж
|
DU,В
авар. режим
|
DU,
%
|
| 1
|
ГРП-ТП1
|
81
|
1,94
|
0,113
|
0,15714
|
0,00915
|
265,97
|
118,21
|
3,52
|
|
|
| 2
|
ТП1-ТП2
|
76
|
1,94
|
0,113
|
0,14744
|
0,00859
|
239,373
|
106,39
|
2,97
|
| |
6,49
|
12,98
|
0,13
|
| 3
|
ГРП-ТП3
|
27
|
1,94
|
0,113
|
0,05238
|
0,00305
|
283,733
|
114,77
|
1,24
|
|
|
| 4
|
ТП3-ТП4
|
61
|
1,94
|
0,113
|
0,11834
|
0,00689
|
253,55
|
102,82
|
2,51
|
| |
3,75
|
7,5
|
0,07
|
| 5
|
ТП4-ТП8
|
138
|
1,94
|
0,113
|
0,26772
|
0,01559
|
253,55
|
102,82
|
5,71
|
|
|
| 6
|
ТП8-ТП6
|
40
|
1,94
|
0,113
|
0,0776
|
0,00452
|
229,63
|
109,41
|
1,45
|
| |
7,15
|
14,3
|
0,14
|
| 7
|
ТП6-ТП5
|
88
|
1,94
|
0,113
|
0,17072
|
0,00994
|
229,63
|
109,41
|
3,18
|
|
|
| 8
|
ТП5-ТП7
|
16
|
1,94
|
0,113
|
0,03104
|
0,00181
|
127,07
|
42,70
|
0,32
|
|
|
3,5
|
7
|
0,07
|
Выбранные сечения проходят по потере напряжения, так как DU<5%
6.2 Разработка системы внешнего электроснабжения
6.2.1 Определение расчетных электрических нагрузок предприятия
Таблица № 40
| По данным
технологов
|
кВт
|
кВАр
|
Ки/Ко
|
Расчетные мощности
|
| №
|
Наименование эл/приемника
|
Кол-во
тр-ов
|
Суммарн.
ном.мощн.
Рн,кВт
|
Рр
кВт
|
Qp
кВАр
|
Sp
кВА
|
Ip
А
|
Iавр,
А
|
| 1
|
ТП1
|
1
|
564,5
|
265,97
|
118,21
|
|
|
|
|
|
|
| 2
|
ТП3
|
1
|
512,5
|
253,55
|
102,82
|
|
|
|
|
|
|
| 3
|
ТП5
|
1
|
524
|
229,63
|
109,41
|
|
|
|
|
|
|
| 4
|
ТП7
|
1
|
490
|
127,07
|
42,70
|
|
|
|
|
|
|
| 5
|
ТП8
|
1
|
330,5
|
117,27
|
39,36
|
|
|
|
|
|
|
| |
ИТОГО
|
5
|
2421,5
|
993,49
|
412,5
|
0.39
0.95
|
943,82
|
391,88
|
1021,94
|
57
|
114
|
Расчетный ток в нормальном режиме равен 57А, в аварийном режиме 114А.
Выбираем кабель ААБ-3х50, допустимый ток 115 А. По экономической плотности тока сечение 50 мм2
, принимается также ААБ-3х50.
6.2.2 Проверка по потере напряжения
Таблица № 41
| Длина, м
|
R0,
|
Х0,
|
R,
Ом
|
X,
Ом
|
, А,
норм. режим
|
, А,
авар. режим
|
 ,
кВт
|
 ,
кВт
|
 ,
норм. режим
|
 ,
авар. режим
|
,
%
|
| 750
|
0,89
|
0,095
|
0,6675
|
0,071
|
57
|
114
|
943,82
|
391,88
|
53,136
|
106,27
|
1,06
|
6.3 Расчет токов короткого замыкания
Расчет сопротивлений трансформаторов
Rт
= DРU2
н
.
103
/S2
нт
 Zт
=Uk
%U2
н
.
10/Sнт
 Хт
=√Z2
т
-R2
т
Таблица № 42.
Сопротивления трансформаторов
| №
|
Тип и мощность
|
потери
|
Напряжен.
короткого
замыкания
%
|
Ток
холостого
хода
%
|
Rт,ОМ
|
Zт,ОМ
|
Хт,ОМ
|
| Холос-
ого
хода
|
Короткого
замыкания
|
| 1
|
ТМ-160
|
0,565
|
2,65
|
4,5
|
2,4
|
10,35
|
28,13
|
26,15
|
| 2
|
ТМ-400
|
1,05
|
5,5
|
4,5
|
2,1
|
3,44
|
11,25
|
10,71
|
6.4 Составление схемы замещения
Внешнее сопротивление
Хс
=0,35
Rвн
= Rкл
= 0,6675 Ом
Хвн
=Хс
+Хкл
=0,35+0,071=0,421 Ом
Для расчета токов к.з. составляем схему замещения. Расчет производим в каждой точке к.з. отмеченной на схеме замещения. Для расчетов используем программу Tkz
Таблица № 43.
Сопротивления нулевой последовательности трансформаторов
| №
|
Тип и мощность
|
Прямая последовательность
|
Нулевая последовательность
|
|  ,
Ом
|
 ,
Ом
|
 ,
Ом
|
 ,
Ом
|
| 1
|
ТМ-160
|
10,35
|
26,15
|
113,85
|
209,2
|
| 3
|
ТМ-400
|
3,44
|
10,71
|
37,84
|
85,68
|
Файлы исходных данных
Структура файлов
| NI
|
NJ
|
R1
|
X1
|
R0
|
X0
|
KT
|
U
|
фаза U
|
N1,N2 – номера узлов, ограничивающих ветвь;
R1, X1 – сопротивления прямой последовательности;
R0, X0 - сопротивления нулевой последовательности;
KT- коэффициент трансформации;
U – напряжение (ЭДС);
фаза U – фазовый угол напряжения (ЭДС).
Таблица № 44.
Результаты расчета токов КЗ
| №
|
Схема
|
Точка КЗ
|
 ,
кА
|
R
Ом
|
X
Ом
|
 ,
с
|
|
 ,
А
|
 ,
|
| 1
|
sh1.tkz
|
K1
|
2,34
|
2,53
|
0,55
|
0,000692
|
1
|
3,31
|
0,72
|
| 2
|
K2
|
2,17
|
2,74
|
0,56
|
0,000651
|
1
|
3,07
|
0,62
|
| 3
|
K3
|
11,89
|
0,0096
|
0,18
|
0,059713
|
1,846
|
31,04
|
26,82
|
| 4
|
K4
|
5,95
|
0,0209
|
0,0427
|
0,006507
|
1,215
|
10,22
|
4,83
|
| 5
|
sh2.tkz
|
K1
|
2,28
|
2,59
|
0,61
|
0,00075
|
1
|
3,22
|
0,68
|
| 6
|
K2
|
2,15
|
2,75
|
0,62
|
0,000718
|
1
|
3,04
|
0,60
|
| 7
|
K3
|
11,82
|
0,0096
|
0,0181
|
0,006005
|
1,189
|
19,88
|
19,00
|
| 8
|
K4
|
5,09
|
0,021
|
0,0428
|
0,006491
|
1,214
|
8,74
|
3,54
|
| 9
|
sh3.tkz
|
K1
|
2,34
|
2,53
|
0,55
|
0,000692
|
1
|
3,31
|
0,72
|
| 10
|
K2
|
2,16
|
2,75
|
0,56
|
0,000649
|
1
|
3,05
|
0,61
|
| 11
|
K3
|
5,11
|
0,0206
|
0,0427
|
0,006601
|
1,22
|
8,82
|
3,57
|
| 12
|
K4
|
11,79
|
0,0099
|
0,018
|
0,00579
|
1,178
|
19,64
|
18,88
|
| 13
|
sh4.tkz
|
K1
|
2,34
|
2,53
|
0,55
|
0,0007
|
1
|
3,3093
|
0,7156
|
| 14
|
K2
|
2,11
|
2,81
|
0,57
|
0,0006
|
1
|
2,984
|
0,582
|
| 15
|
K3
|
5,11
|
0,0206
|
0,0427
|
0,0066
|
1,22
|
8,815
|
3,567
|
| 16
|
K4
|
11,75
|
0,01
|
0,018
|
0,0057
|
1,17
|
19,52
|
18,74
|
Для проверки оборудования рассчитаем ударный ток короткого замыкания :
iу = ку Ö2 Iк
где ку – ударный коэффициент, ку=1+е-0,01/Та
Та=X/(R ω),
где ω=314
Тепловой импульс (кА2
с):
Вк = Iк2
(tотк + Та)
где tотк – время отключения:
tотк = tв + tрз
где tв=0,12 – время отключения выключателя;
tрз = 0,01 с – время срабатывания защиты;
Та – время затухания апериодической составляющей .
7. Выбор оборудования
Для обеспечения надежной работы аппаратуры и токоведущих частей электроустановки, необходимо правильно выбрать их по условиям длительной работы в нормальном режиме и кратковременной работы в режиме КЗ.
Выбор аппаратуры и токоведущих частей выполняется по номинальному току и напряжению:
Uуст£Uном
Iраб£Iном
Где Uуст - номинальное напряжение установки;
Uном- номинальное напряжение аппарата;
Iраб- рабочий ток присоединения, где установлен аппарат;
Iном- номинальный ток аппарата;
Выбранные по условиям нормального режима работы аппараты необходимо проверить по условиям КЗ, т.е. на электродинамическую и термическую устойчивость.
7.1 Выключатели
Выключатели выбираются по следующим условиям:
1. по напряжению установки: Uном³Uуст;
2. по номинальному току: Iном³Iраб;
3. по конструктивному исполнению;
Выбранные выключатели проверяются:
1. на электродинамическую стойкость:
iу £ iпр;
где iу- ударный ток КЗ в цепи выключателя;
iпр- амплитудное значение предельного сквозного тока КЗ ;
2. на термическую стойкость:
Вк £ I2
т*tт;
где Вк - тепловой импульс в цепи выключателя;
Iт - ток термической стойкости;
tт- время протекания тока термической стойкости ;
выбираем:
- выключатель на вводах и фидерах ГРП – 10 кВ:
ВМПЭ – 10 – 630 – 20 У3
Время отключения – tв = 0,12 с.
Время протекания тока термической стойкости tт = 8 с.
Ток термической стойкости Iт = 20 кА.
Условия проверки:
Iоткл ³ Iк, или 20 кА > 2,34 кА
iдоп ³ iу, или 52 кА > 3,31 кА
Вк = 0,72 кА2
с
Iт2
*tт ³ Вк, или 202
* 8 = 3200 > 0,72 кА2
с
7.2 Предохранители
Предохранители на напряжение свыше 1000 В используют для защиты трансформаторов напряжения в РУ-10 кВ. При этом применяют предохранители типа ПКН, ПК и ПКТ (трубчатые с кварцевым заполнителем).
Выбираем предохранитель для защиты ТН: ПКН 001-10У3.
Для защиты понижающих трансформаторов: ПКТ 101-10-31,5 У3.
Условия проверки:
Iоткл ³ Iк, или 31,5 кА > 2,34 кА
iдоп ³ iу, или 31,5 кА > 3,3 кА
7.3 Разъединитель
Разъединители выбираются по условиям:
1. по напряжению установки: Uном³Uуст;
2. по номинальному току: Iном³Iраб;
3. по виду установки;
4. по конструктивному исполнению: однополюсные или трехполюсные, с заземляющими ножами или без них, с вертикальным расположением главных ножей или с горизонтальным;
Выбранные разъединители проверяются:
1.на электродинамическую стойкость: iу £ iпр;
2.на термическую стойкость: Вк £ I2
т*tт;
Выбираем:
РВ – 10/400 У3
Номинальный ток Iном
=400А
Время протекания тока термической стойкости tт = 4 с.
Ток термической стойкости Iт = 16 кА.
Условия проверки:
iдоп ³ iу, или 41кА > 3,3 кА
Вк = 0,72 кА2
с
Iт2
*tт ³ Вк, или 162
* 4 = 1024 кА2
с >0,72 кА2
с
7.4 Выключатели нагрузки
Выбор осуществляется по номинальному рабочему току и напряжению
ВНПу – 10 / 400 – 10з У3.
Номинальный ток Iном
=400А
7.5 Выбор измерительных трансформаторов
Контрольно-измерительные приборы устанавливаются для контроля за электрическими параметрами в схеме электроустановки и расчетов за электроэнергию, потребляемую и отпускаемую подстанцией.
1. измерение тока выполняется на вводах силовых трансформаторов со стороны всех ступеней напряжения: на всех питающих и отходящих линиях;
2. измерение напряжения осуществляется на шинах всех РУ;
3. учет активной и реактивной энергии с помощью счетчиков выполняется на вводах низкого напряжения понизительных трансформаторов, фидерах потребителей, ТСН.
7.5.1 Трансформаторы тока
Трансформаторы тока выбираются по условиям:
1. по напряжению установки: Uном³Uуст;
2. по номинальному току: Iном³Iраб;
3. по роду установки (внутренняя, наружная);
4. по классу точности (при питании расчетных счетчиков – 0,5; щитовых приборов и контрольных счетчиков – 1; релейной защиты – 3 и 10);
Выбранные трансформаторы тока проверяются:
1. на электродинамическую стойкость: iу £ iпр;
2. на термическую стойкость: Вк £ I2
т*tт;
Выбираем:
- на обмотке ВН ГРП и шинах РУ-10 кВ:
ТПЛ – 10 У3
U ном
=10кВ; Iном1
=200А; Iном2
=5А
Время протекания тока термической стойкости tт = 3 с.
Ток термической стойкости Iт = 13,5 кА.
Ток динамической стойкости Iдин = 52,5 кА
Условия проверки:
Iдин ³ iу, или 52,5 кА > 3,3 кА
Вк = 0,72 кА2
с
Iт2
*tт ³ Вк, или 13,52
* 3 = 546,75 кА2
с > 0,72 кА2
с
по величине нагрузки вторичной цепи r2ном
³r2
Присоединяем амперметр Э-378, счетчики активной САЧ-И672 и реактивной СРЧ-И673 энергии на обмотку класса точности 0,5
r2=rпр
+rк
+rприб
rк
=0,05Ом
rпр
=r*lрасч
/q ; r=2,83*10-8
Ом м, q=4*10-6 м2
, lрасч
=30 м
rпр
=2,83*10-8
*30/4*10-6
=0.12Ом
rприб
=Sприб
/ I2
ном
=(0,5+2,5+2,5)/52
=0,22 Ом
r2=0,22+0,12+0,05=0,39 Ом £ 0,4 Ом
На обмотку класса точности 10Р присоединяем реле тока РТ-40/2 и реле времени РВМ-12
rприб
=(0,2+10)/ 52
=0,408 Ом
r2=0,408+0,12+0,05=0,578 Ом £ 0,6 Ом
Трансформатор тока на цеховых подстанциях ТЛК-10-3-У3
U ном
=10кВ; Iном1
=200А; Iном2
=5А
1. на электродинамическую стойкость: iу £ iпр;
3,3 кА £ 52кА
2. на термическую стойкость: Вк £ I2
т*tт;
Вк=0,72 кА2
с£ I2
т*tт=102
*3=300 кА2
с
3. по величине нагрузки вторичной цепи r2ном
³ r2
Присоединяем амперметр Э-378, счетчики активной САЧ-И672 и реактивной СРЧ-И673 энергии на обмотку класса точности 0,5
r2=rпр
+rк
+rприб
rк
=0,05Ом
rпр
=r*lрасч
/q ; r=2,83*10-8
Ом м, q=4*10-6
м2
, lрасч
= 30 м
rпр
=2,83*10-8
*30/4*10-6
=0.12Ом
rприб
=Sприб
/ I2
ном
=(0,5+2,5+2,5)/52
=0,22 Ом
r2=0,22+0,12+0,05=0,39 Ом £ 0,4 Ом
На обмотку класса точности 10Р присоединяем реле тока РТ-40/2 и реле времени РВМ-12
rприб
=(0,2+10)/ 52
=0,408Ом
r2=0,408+0,12+0,05=0,578 Ом £ 0,6 Ом
7.5.2Трансформаторы напряжения
Трансформаторы напряжения выбираются по условиям:
1.по напряжению установки: Uном³Uуст;
2.по конструкции и схеме соединения обмоток;
3.
по классу точности (при питании расчетных счетчиков – 0,5; щитовых приборов и контрольных счетчиков и реле 1 и3);
4.
на соответствие классу точности во вторичной нагрузке: S2
£ S2
ном ;
Выберем НТМИ – 10-66У3
Таблица № 45.
Проверка соответствия класса точности во вторичной нагрузке
| прибор
|
Кол-во
|
число
катушек
|
Sкат
,ВА
|
cosj
|
Sприб
,ВА
|
sinj
|
Qприб
,Вар
|
| Вольтметр
Э-378
|
8
|
1
|
2
|
1
|
16
|
0
|
0
|
| САЧ-И672
|
6
|
2
|
4
|
0,38
|
18,24
|
0,925
|
44,7
|
| СРЧ-И673
|
2
|
3
|
7,5
|
0,38
|
17,1
|
0,925
|
41,623
|
| |
|
|
|
|
51,34
|
|
86,025
|
S2
=ÖР2
приб
å
+Q2
приб
å
=100,2 ВА£ S2
ном =120 ВА
8. Расчет внутренней сети
Расчет внутренней сети будем производить для сборочного цеха. Для этого чертим план цеха, содержащий:
строительные элементы (стены, окна, двери и.т.д.), электрооборудование цеха, питающие линии.
Во внутренней сети цеха будем использовать закрытые комплектные шинопроводы различного сечения. Использование данного типа шинопроводов обусловлено хорошими техническими и эксплуатационными преимуществами по сравнению с открытыми шинопроводами и кабелями.
После выбора оборудования внутренней сети, производим проверку шинопроводов на:
1) Допустимый ток
Iд = ток длительно допустимый,
Iд > Iн
Таблица № 46
| №
|
Сборочный цех
|
Рн,кВт
|
n,шт
|
Ps
|
Ки
|
cos
|
tg
|
n*Pн*Рн
|
Qн
|
Qc,кВар
|
Pc
|
Nэ
|
Кра
|
Крр
|
Рр
|
Qр
|
Sp
|
Iр
|
| 1
|
ШР1 ААБ-3х50 Iдоп=120А
|
|
15
|
2
|
30
|
0,6
|
0,7
|
1,02
|
450
|
30,61
|
18,36
|
18
|
|
|
|
|
|
|
|
| 2
|
|
20
|
1
|
20
|
0,06
|
0,45
|
1,98
|
400
|
39,69
|
2,38
|
1,2
|
|
|
|
|
|
|
|
| 3
|
|
3
|
4
|
12
|
0,14
|
0,6
|
1,33
|
36
|
16,00
|
2,24
|
1,68
|
|
|
|
|
|
|
|
| 4
|
|
|
5
|
4
|
20
|
0,14
|
0,6
|
1,33
|
100
|
26,67
|
3,73
|
2,8
|
|
|
|
|
|
|
|
| 5
|
|
|
10
|
3
|
30
|
0,14
|
0,6
|
1,33
|
300
|
40,00
|
5,60
|
4,2
|
|
|
|
|
|
|
|
| 6
|
|
|
2
|
2
|
4
|
0,14
|
0,6
|
1,33
|
8
|
5,33
|
0,75
|
0,56
|
|
|
|
|
|
|
|
| 7
|
|
60
|
1
|
60
|
0,55
|
0,95
|
0,33
|
3600
|
19,72
|
10,85
|
33
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
176
|
0,35
|
|
|
4894
|
|
43,91
|
61,44
|
6,3
|
0,95
|
1,1
|
58
|
48
|
76
|
109,01
|
| 8
|
ШР2 ААБ-3х35 Iдоп=95А
|
|
5
|
1
|
5
|
0,35
|
0,65
|
1,17
|
0
|
5,85
|
2,05
|
1,75
|
|
|
|
|
|
|
|
| 9
|
|
18
|
2
|
36
|
0,06
|
0,45
|
1,98
|
450
|
71,44
|
4,29
|
2,16
|
|
|
|
|
|
|
|
| 10
|
|
8
|
4
|
32
|
0,06
|
0,45
|
1,98
|
180
|
63,50
|
3,81
|
1,92
|
|
|
|
|
|
|
|
| 11
|
|
6
|
5
|
30
|
0,65
|
0,8
|
0,75
|
588
|
22,50
|
14,63
|
19,5
|
|
|
|
|
|
|
|
| 12
|
|
|
14
|
3
|
42
|
0,65
|
0,8
|
0,75
|
300
|
31,50
|
20,48
|
27,3
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
104
|
0,47
|
|
|
1068
|
|
38,91
|
48,72
|
10
|
0,9
|
1,1
|
44
|
43
|
61
|
88,44
|
| 13
|
ШР3 ААБ-3х35 Iдоп=95А
|
|
7
|
5
|
35
|
0,14
|
0,6
|
1,33
|
245
|
46,67
|
6,53
|
4,9
|
|
|
|
|
|
|
|
| 14
|
|
6
|
2
|
12
|
0,65
|
0,8
|
0,75
|
72
|
9,00
|
5,85
|
7,8
|
|
|
|
|
|
|
|
| 15
|
|
55
|
1
|
55
|
0,25
|
0,65
|
1,17
|
256
|
64,30
|
16,08
|
13,75
|
|
|
|
|
|
|
|
| 16
|
|
10
|
3
|
30
|
0,06
|
0,45
|
1,98
|
400
|
59,54
|
3,57
|
1,8
|
|
|
|
|
|
|
|
| 17
|
|
|
20
|
1
|
20
|
0,06
|
0,45
|
1,98
|
300
|
39,69
|
2,38
|
1,2
|
|
|
|
|
|
|
|
| 18
|
|
|
15
|
2
|
30
|
0,3
|
0,35
|
2,68
|
25
|
80,29
|
24,09
|
9
|
|
|
|
|
|
|
|
| 19
|
|
|
10
|
3
|
30
|
0,65
|
0,8
|
0,75
|
196
|
22,50
|
14,63
|
19,5
|
|
|
|
|
|
|
|
| 20
|
|
|
7
|
4
|
28
|
0,55
|
0,95
|
0,33
|
0
|
9,20
|
5,06
|
15,4
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
138
|
0,34
|
|
|
921
|
|
49,73
|
46,9
|
21
|
0,85
|
1
|
40
|
50
|
64
|
91,99
|
| Расчет заземляющего устройства
|
| |
Расчет заземляющего устройства предлагается выбрать по методике:
|
|
|
| |
В основе расчета положен графо-аналитический метод, основанный на применении теории подобия, которая предусматривает:
|
| |
1) замену реального грунта с изменяющимися по глубине удельным сопротивлением
|
| |
эквивалентной двухслойной структурой с сопротивлением верхнего слоя 1, толщиной h и сопротивлением нижнего слоя 2, значения которых определяются методом вертикального электрического зондирования.
|
| |
2) замену реального сложного заземляющего контура, состоящего из системы вертикальных электродов, объединенных сеткой с шагом 4 - 20 м. и любой конфигурации- эквивалентной квадратной расчетной моделью с одинаковыми ячейками, однослойной структурой земли (rэ) при сохранении их площадей (s), общей длины вертикальных (Lа), горизонтальных (Lг) электродов, глубины их замыкания (Rэ) и напряжения прикосновения (Uпр).
|
| |
S =
|
48600
|
м2
|
Площ.
|
|
|
|
|
|
| |
h =
|
1,8
|
м
|
толщина верхнего слоя земли
|
|
|
|
| |
Принимаются расчетные величины:
|
|
|
|
|
|
| |
1) число горизонтальных заземлителей:
|
|
|
|
|
| |
|
Lг = (22 - 25) (S) =
|
4849,99
|
|
|
|
|
|
| |
2) число вертикальных электродов:
|
|
|
|
|
|
| |
|
nв = (0,3 -0,35) (S)=
|
66,14
|
|
|
|
|
|
| |
3) длина вертикального электрода:
|
|
|
|
|
|
| |
|
lв = 2 h =
|
3,6
|
м;
|
|
|
|
|
|
| |
4) общая длина вертикальных электродов:
|
|
|
|
|
| |
|
Lв =nв lв=
|
237,6
|
м;
|
|
|
|
|
|
| |
5) расстояние между вертикальными электродами:
|
|
|
|
| |
|
а = 2 lв =
|
7,2
|
м;
|
|
|
|
|
|
| |
6) глубина заложения горизонтальных электродов:
|
|
|
|
| |
|
hг = (0,5 - 0,8) =
|
0,7
|
м;
|
|
|
|
|
| |
Сопротивление заземляющего контура:
|
|
|
|
|
|
| |
|
Rэ = (А э/(S))+(э/(Lг+Lв)) =
|
0,24376
|
Ом
|
|
|
|
| |
где э =
|
115,2
|
Ом м - эквивалентное сопротивление грунта;
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
(lв+hг)/S =
|
0,0195
|
< 0,1
|
|
|
|
|
|
| |
А =
|
0,423146
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
Напряжение прикосновения:
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
Uпр = Iк Rэ кпр =
|
104,587
|
В < Uпр = 140 В;
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
условие выполняется
|
|
|
| |
|
Iк =
|
2542,1
|
А
|
|
|
|
|
|
| |
|
кпр=
|
0,16878
|
|
|
|
|
|
|
Вывод
В курсовом проекте рассчитаны электрические нагрузки цехов, определен центр электрических нагрузок (рис.5). Выбрано место положения главной распределительной подстанции (рис.6). Рассчитаны мощности цехов с учетом потерь в трансформаторах и с учетом компенсации реактивной мощности на низкой стороне. Выбраны кабели. Рассмотрены два варианта схем электроснабжения радиальная и магистральная схемы, по стоимости схем выбрана магистральная схема электроснабжения. Рассчитаны ток короткого замыкания для РУ-10 кВ, выбрано и проверено оборудование для магистральной схемы.
Литература
1. Системы электроснабжения справочные материалы к курсовому проектированию. Иркутск2002.
|
