55
- по напряжению
(23)
- по длительному току
(24)
(25)
- по отключающей способности
(26)
где I
отк.ном
– номинальный ток отключения, кА;
- по электродинамической стойкости
(27)
где i
дин
– ток электродинамической стойкости, кА;
- по термической стойкости
(28)
где I
тер
– ток термической стойкости, кА;
t
тер
– время протекания тока термической стойкости, с.
Для установки в ГПП предприятия на стороне 10 кВ и на стороне 10
кВ цеховой ТП применяют комплектные РУ типа КРУ-СЭЩ-63-2-01В-630/20
У3 (рисунок 15) с вакуумными выключателями BB/TEL-10-12,5/630 У3
17
.
17
Технические характеристики выключателей BB/TEL-10
https://docviewer.yandex.ru/view/175932740/?*=wgR5EOuJTmltmppg3
U U
уст ном
I I
но м номр
I I
номmax
I I
к з отк ном. .
( )
.
3
i i
у дин
В I t
к те те
р р
2
56
Рисунок 15 - Комплектное РУ типа КРУ-СЭЩ-63-2-01В-630/20
У3
18
Параметры выключателя приведены в таблице 14.
Таблица 14
Параметры выключателя BB/TEL-10-12,5/630 У3
19
Параметры
Значения
Номинальное напряжение
10 кВ
Наибольшее рабочее напряжение
12 кВ
Номинальный ток
630 кА
Номинальный ток отключения
20 кА
Сквозной ток КЗ:
- наибольший пик
52 кА
- начальное действующее значение
периодической составляющей
20 кА
Нормированное процентное содержание апериодической
составляющей
40 %
Среднеквадратическое значение тока за время его протекания
(ток термической стойкости)
20 кА
Время протекания тока термической стойкости
3 сек
18
Технические характеристики выключателей BB/TEL-10
https://docviewer.yandex.ru/view/175932740/?*=wgR5EOuJTmltmppg3
19
Технические характеристики светильника HB LED 225 D40 5000K
https://www.ltcompany.com/ru/products/types/industrial-luminaires/more-than-12-meters/hb-led-225-300/hb-led-
225-d40-5000k/
57
Собственное время отключения выключателя
0,015 сек
Полное время отключения
0,025 сек
Собственное время включения
0,055 сек
Неодновременность замыкания и размыкания контактов
0,004 сек
Номинальное напряжение питания катушек электромагнитов
(постоянное)
220 В
Номинальные параметры оперативного напряжения питания
- переменное напряжение
220 В
- постоянное напряжение
220 В
- диапазон
85-100 %
Ресурс по коммутационной стойкости
- при номинальном токе
50000 операций
«ВО»
- при токах КЗ
100 операций «ВО»
Механический ресурс
50000 циклов «ВО»
Электрическое сопротивление главной цепи полюса
60 мкОм
Масса
39 кг
Срок службы до списания
25 лет
После определения мощности и месторасположения подстанции
составляют схему цеховой сети. Наиболее распространенные - это
магистральная схема и радиальная схема.
Распределение нагрузки по шинопроводам
Максимальные мощности:
см.Σрсм.Σмр
QQРКР
(29)
Полная мощность
20
2
р
2
рр
QPS
.
(30)
Ток :
ном
р
Р
3 U
S
I
.
(31)
Распределение потребителей по шинопроводам даны в Приложении 2.
План цеха с силовыми сетями дан на рисунке 16.
20
Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю., Яшков В.А. Электроснабжение промышленных предприятий и установок:
Учеб.для проф. учеб. заведений. - М.: Высш. шк., 2001 – 336 с.: ил.
58
Рисунок 16 - План цеха с силовыми сетями
Выбор шинопроводов
Шинопроводы выбирают по условию
21
:
p ном
I I .
(32)
где
p
I
– расчетный ток, А;
ном
I
– номинальный ток шинопровода, А.
В качестве примера в данной работе рассматривается выбор
распределительного шинопровода для ШРА-1:
Расчётный ток 1-ой группы потребителей электроэнергии цеха
составляет
p
I 428,18А.
Выбирается распределительный шинопровод
ШРА4, с номинальным током
ном
I 630 А.
p ном
I 428,18А I 630 А,
а значит, шинопровод ШРА4-630-32-1УЗ выбран верно.
Так как номинальный ток автоматического выключателя на стороне
НН трансформатора ТМГ-1000/10 составляет 1600 А, то в качестве
21
Стоимость электрического оборудования и силовых кабелей http://www.etm.ru/im/
59
магистральных шинопроводов выбираются шинопроводы типа ШМА4-1600-
44-1УЗ .
22
Результаты выбора шинопроводов сводятся в таблицу 15.
Таблица 15
Результаты выбора шинопроводов
Шинопровод
p
I,А
Марка шинопровода
ном
I,А
ШРА 1
428,18
ШРА4 630 32 1УЗ
630
ШРА 2
440,37
ШРА4 630 32 1УЗ
630
ШРА 3
323,87
ШРА4 400 32 1УЗ
400
ШРА 4
492,31
ШРА4 630 32 1УЗ
630
ШРА 5
430,42
ШРА4 630 32 1УЗ
630
ШМА 1
1384,6
ШРА4 1600 44 1УЗ
1600
ШМА 2
1437,1
ШРА4 1600 44 1УЗ
1600
Выполнение ответвлений к отдельным потребителям электроэнергии
Определение сечения проводников выполняется по допустимому
нагреву в длительном режиме работы
23
:
p дд
I I ,
(33)
где
дд
I
– допустимый длительный ток провода или кабеля, А
дд п нд нд нд
I К I 1 I I
(34)
Для выполнения ответвлений к отдельным потребителям
электроэнергии, за расчётный ток принимается номинальный ток
потребителя электроэнергии :
ном.эп нд
II
(35)
Например, для токарного станка с ЧПУ CK7660L
22
Технические характеристики светильника HB LED 225 D40 5000K
https://www.ltcompany.com/ru/products/types/industrial-luminaires/more-than-12-meters/hb-led-225-300/hb-led-
225-d40-5000k/
23
ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках
переменного тока до 1 кВ».
60
???? = ????/(√3 ∙ ????_н ∙ cos
〖
????_(дв. н. ) ∙ ????_(дв. н. ) 〗 ),
???? = 18,5/(√3 ∙ 0,38 ∙ 0,5 〖 ∙ 0,96〗 ) = 51,18 А.
(36)
Выбирается кабель ВВГнг-4х10 с длительным током I
нд
=60 А
Осуществляется проверка по условию
ном.эп нд
II
:
24
ном.эп нд
I 51,18 А I 60 А.
из чего можно сделать вывод, что кабель удовлетворяет условиям проверки.
Выбранные кабели даны в таблице 16.
Таблица 16
Результаты расчета ответвлений к электроприемникам
№ на
плане
Потребители
р
I,А
Кабель
НОМ
I,А
1
Токарный станок с ЧПУ
CK7660L
51,18 А
ВВГнг-4х10
60 А
2
Вертикальные
фрезерные
обрабатывающие
центры VMC650
35,19 А
ВВГнг-4х6
42 А
3
Автоматическая
производственная
линия SALVAGNINI FMS
S4+P4
79,98 А
ВВГнг-4х16
80 А
4
Вентиляционные
системы
55,86 А
ВВГнг-4х10
60 А
5
Циркуляционный насос
Wilo CronoLine IL
80/200-22/2
40,17 А
ВВГнг-4х6
42 А
6
Участок раскроя
объединенный с
гибкими гибочными
ячейками SALVAGNINI
FLEXCELL LINES
102,33 А
ВВГнг-4х25
115 А
7
Машина для контактной
сварки TECNA 8009/380
с линейным ходом
плеча
113,2 А
ВВГнг-4х25
115 А
8
Муфельная печь для
закалки металла
85,43 А
ВВГнг-4х16
87 А
9
Печь промышленная
электрическая
224,78 А
ВВГнг-4х70
226 А
11
Ленточный конвейер
26,22 А
ВВГнг-4х4
35 А
24
ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках
переменного тока до 1 кВ».
61
12
Гидравлические
многофункциональные
пресс-ножницы Q35Y-
25
102,26 А
ВВГнг-4х25
115 А
Кабельный журнал представлен в Приложении 3.
Выбор троллейных линий
Параметры электродвигателей:
11ном1
91,4%, cos 0,76, Р 11кВт;
22ном2
86,0 %, cos 0,82, Р 7 кВт.
Суммарное значение активной мощности
25
:
кВт175,20
860
7
9140
11
2
2
1
1
кр
,,
PP
P
, (37)
Суммарное значение реактивной мощности:
квар 30514707855011tgtg
2211кр
,,,PPQ
, (38)
Величина расчетного тока для одного крана составляет :
А5737
3803
3051417520
3
22
н
2
кр
2
кр
макс
,
,
,,
U
QР
I
,
(39)
Выбирается троллейный шинопровод типа ШТР4 – 40 с номинальным
током 40 А.
ШМА и ШРА соединяются кабелями ВВГнг.
Кабели выбираются по условию
26
:
,ДДШРА
II
(40)
где
ДД
I
- величина длительного допустимого тока кабеля.
630
ШРА5ШРА4ШРА2ШРА1
IIII
А
Принимаются 2 четырехжильных кабеля ВВГнг-4х120 мм
2
, I
д.д.
= 2x321
= 644 А
25
ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках
переменного тока до 1 кВ».
26
ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках
переменного тока до 1 кВ».
62
400
ШРА3
I
А
Принимается четырехжильный кабель ВВГнг-4х185 мм
2
, I
д.д.
= 421 А.
Отклонения напряжения
Рассчитываются сопротивления сети от СШ 10 кВ ГПП предприятия до
самого мощного и удаленного от СШ 10 кВ ГПП предприятия
электроприемник цеха, которым является печь промышленная электрическая
мощность которой составляет 120 кВт, расположенная на ШРА-5.
Уровень напряжения для самого удаленного от КТП потребителя
электроэнергии в период максимума нагрузки (????_2^′) можно определить как:
????_2^′ =
〖
????????
〗
_1^′ −
〖
Δ????
〗
_кл^′ −
〖
Δ????
〗
_т^′ −
〖
Δ????
〗
_шма^′ −
〖
Δ????
〗
_шра^′ −
〖
Δ????
〗
_пр^′ +
〖
????????〗_т^′, (41)
где
'
U
1
= 1 % – уровень напряжения на СШ 10 кВ ГПП;
'
кл
U
– величина потерь напряжения в ЛЭП от ГПП до ЦТП;
'
т
U
– величина потерь напряжения в трансформаторе ТП;
'
шма
U
- потери напряжения в ШМА;
'
шра
U
- потери напряжения в ШРА;
'
пр
U
- потери напряжения в кабеле от шинопровода до конкретного
потребителя;
'
т
U
- добавка напряжения, определяется положением ПБВ трансформатора,
изначально ПБВ устанавливают в положение «0», то есть
'
т
U
= 5 %.
Потери напряжения в ЛЭП 10 кВ
27
:
????_р1 = ????_(р. ц. )/(√3 ∙ ????_н ∙ 2) = 1701,21/(√3 ∙ 0,38 ∙ 2) = 1292,36 А,
cos ???? = ????_(р. ц. )/????_(р. ц. ) = 1338/1701,21 = 0,786,
sin ???? = ????_(р. ц. )/????_(р. ц. ) = 872,32/1701,21 = 0,513,
27
Басманов В.Г. Заземление и молниезащита. Часть 1. Заземление. ВятГУ, кафедра Электроснабжения,
Киров, 2009 г. , 155 стр.
63
〖
Δ????
〗
_кл^′
= (√3 ∙ ????_р1 ∙ (????_кл ∙ cos ???? + ????_кл ∙ sin ???? ))/????_л
∙ 100% =
= (√3 ∙ 1292,36 ∙ (0,0683 ∙ 〖10〗^(−3) ∙ 0,786 + 0,0163
∙ 〖10〗^(−3) ∙ 0,513))/380 ∙ 100% = 0,0391 %
(42)
где ????_кл - активное сопротивление ЛЭП;
????_кл – индуктивное сопротивление ЛЭП.
R
кл
= R
уд
· L;
3
кл
0,263 26 0,0683 10 Ом;R
Х
кл
= X
уд
· L;
Х
кл
= 0,063·260= 0,0163 · 10
-3
Ом.
Определяются потери напряжения в силовом трансформаторе ЦТП :
〖
Δ????
〗
_т^′ = (√3 ∙ ????_р1 ∙ (????_т ∙ cos ???? + ????_т ∙ sin ???? ))/????_л ∙ 100%
=
= (√3 ∙ 1292,36 ∙ (1,76 ∙ 〖10〗^(−3) ∙ 0,786 + 8,62
∙ 〖10〗^(−3) ∙ 0,513))/380 ∙ 100% = 4,81 %
(43)
где
33
тт
1,76 10 Ом; 8,62 10 ОмR Х
– активное и индуктивное
сопротивления силового трансформатора ТМГ-1000/10.
Определяются потери напряжения в ШМА
28
:
〖
????????
〗
_шма^′
= (√3 ∙ ????_р2 ∙ (????_шма ∙ ???????????? ???? + ????_шма ∙ ???????????? ???? ))/????_л
∙ 100% =
= (√3 ∙ 1437,1 ∙ (0,69 ∙ 〖10〗^(−3) ∙ 0,786 + 0,322
∙ 〖10〗^(−3) ∙ 0,513))/380 ∙ 100% = 0,526 %
(44)
где I
р2
– расчетный ток ШМА;
L
шма
– протяженность ШМА;
R
шма
, Х
шма
– активное и индуктивное сопротивления ШМА.
28
Борисова Л.М., Гершанович Е.А. Экономика энергетики. Томск: Изд-во ТПУ, 2006. - 208 с.
64
R
шма
= 0,03 · 23 = 0,69 · 10
-3
Ом;
Х
шма
= 0,014 · 23 = 0,322 · 10
-3
Ом.
Потери напряжения в ШРА:
cos ???? = ????_(р. шра)/????_(р. шра) = 266,94/283,29 = 0,942,
sin ???? = ????_(р. шра)/????_(р. шра) = 94,85/283,29 = 0,335,
〖
Δ????
〗
_шра^′
= (√3 ∙ ????_р3 ∙ (????_шра ∙ cos ???? + ????_шра ∙ sin ???? ))/????_л
∙ 100% =
= (√3 ∙ 430,42 ∙ (0,6 ∙ 〖10〗^(−3) ∙ 0,942 + 0,78
∙ 〖10〗^(−3) ∙ 0,335))/380 ∙ 100% = 0,162 %
(45)
где I
р3
– величина расчетного тока ШРА;
L
шра
– протяженность ШРА;
R
шра
, Х
шра
– активное и индуктивное сопротивления ШРА.
R
шра
= 0,1 · 6 = 0,6 · 10
-3
Ом;
Х
шра
= 0,13 · 6 = 0,78 · 10
-3
Ом.
Определяются потери напряжения в проводнике, питающем
потребитель электроэнергии.
Выбран кабель ВВГнг 4х70
29
:
cos ???? = 0,95,
sin ???? = √(1 −
〖
cos ????〗^2 ) = √(1 − 〖0,95〗^2 ) = 0,312
〖
Δ????
〗
_пр^′
= (√3 ∙ ????_р4 ∙ (????_пр ∙ cos ???? + ????_пр ∙ sin ???? ))/????_л
∙ 100% =
= (√3 ∙ 224,78 ∙ (0,6 ∙ 〖10〗^(−3) ∙ 0,786 + 0,146
∙ 〖10〗^(−3) ∙ 0,513))/380 ∙ 100% = 0,0559 %
(46)
где I
р4
– величина расчетного тока кабеля;
L
пр
– протяженность кабеля;
R
пр
, Х
пр
– активное и индуктивное сопротивления проводника.
29
Борисова Л.М., Гершанович Е.А. Экономика энергетики. Томск: Изд-во ТПУ, 2006. - 208 с.