Произведем выбор цеховых трансформаторных подстанций. Будем принимать к установке комплектные трансформаторные подстанции (КТП). При выборе числа и мощности трансформаторов будем учитывать условия резервирования питания потребителей и соблюдать экономически целесообразный режим работы.
Мощность устанавливаемых трансформаторов выбирается в зависимости от удельной мощности по площади цеха :
если , то ;
если , то ;
если , то .
Удельная мощность по площади цеха определяется по следующей формуле:
,
где площадь i-го цеха, ; мощность i-гоцеха с учетом компенсации реактивной мощности.
Расчет ведем для инструментального цеха:
,
.
Так как удельная мощность , то на цеховой подстанции можно устанавливать трансформаторы до 1000 . По величине расчетной мощности инструментального цеха выбираем два трансформатора марки и проверяем их на перегрузочную способность:
,
[12].
Отсюда следует, что данные трансформаторы обеспечивают резервирование.
В цехах, потребляющих мощности и меньше 250 , устанавливается силовой пункт (СП).
Результаты расчетов и выбранные трансформаторы сведем в таблицу 10.
Таблица 10 - Выбор числа и мощности КТП
№
Наименование цеха
Категория
надежности
,
,
,
(с учетом БСК)
,
,
Число и мощность
КТП
Инструментальный
цех
II
712, 5
0, 14
0, 57
1, 13
Термический цех
II
684, 5
1080, 5
0, 22
0, 54
1, 08
Литейный цех
I
10342, 3
2, 93
0, 63
1, 26
Насосная
I
771, 2
0, 12
0, 61
1, 22
Компрессорная
I
937, 5
698, 6
0, 75
0, 55
1, 11
Электрический цех
II
3037, 5
350, 5
664, 9
0, 22
0, 53
1, 06
Сборочный цех
II
354, 9
520, 7
0, 04
0, 65
1, 31
Токарно-механический цех
III
13837, 5
0, 87
0, 96
-
Кузнечный цех
III
286, 5
477, 5
0, 07
0, 75
-
Ремонтно-механический цех
III
554, 3
0, 45
0, 55
-
Заводоуправление
II
1047, 3
0, 32
0, 52
1, 05
Центральная заводская лаборатория
II
150, 6
178, 5
233, 5
0, 14
СП
-
-
Рассчитаем потери в трансформаторах. Потери активной и реактивной мощности в трансформаторе определяются по формулам:
,
,
,
,
где потери холостого хода и короткого замыкания [13].
Расчет произведем на примере инструментального цеха.
Марка трансформатора , , , , , [13].
Потери холостого хода и короткого замыкания:
,
.
Потери активной и реактивной мощности в трансформаторе для нормального режима работы:
,
.
Потери активной и реактивной мощности в трансформаторе для послеаварийного режима работы:
,
.
Расчет потерь мощности для трансформаторов остальных цехов сведен в таблицу 11.
После определения количества и мощности трансформаторов цеховых КТП, нанесем на генеральный план схему транспортировки электроэнергии по территории станкостроительного завода, нанося при этом трассы кабельных линий электропередач (рис. 8).
Таблица 11 - Расчет потерь мощности для цеховых КТП
№
Наименование цеха
Марка
трансформатора
,
,
,
,
,
,
,
Инструментальный
цех
ТМЗ-630/6У1
1, 8
5, 5
1, 05
7, 6
11, 3
34, 7
3, 33
28, 24
6, 95
44, 75
Термический цех
ТМЗ-1000/6У1
1, 2
5, 5
1, 55
10, 8
4, 67
32, 02
9, 39
56, 08
Литейный цех
ТМЗ-2500/6У1
0, 8
2, 8
28, 95
205, 95
31, 81
223, 81
Насосная
ТМЗ-630/6У1
1, 8
5, 5
1, 05
7, 6
11, 3
34, 7
3, 51
29, 13
7, 76
48, 47
Компрессорная
ТМЗ-630/6У1
1, 8
5, 5
1, 05
7, 6
11, 3
34, 7
3, 25
27, 92
6, 78
44, 03
Электрический цех
ТМЗ-630/6У1
1, 8
5, 5
1, 05
7, 6
11, 3
34, 7
3, 17
27, 55
6, 37
42, 15
Сборочный цех
ТМЗ-400/6У1
4, 5
0, 88
5, 5
2, 92
19, 8
6, 48
31, 44
Токарно-механический цех
ТМЗ-2500/6У1
0, 8
2, 8
18, 42
127, 65
-
-
Кузнечный цех
ТМЗ-630/6У1
1, 8
5, 5
1, 05
7, 6
7, 2
5, 33
19, 58
-
-
Ремонтно-механический цех
ТМЗ-1000/6У1
1, 2
5, 5
1, 55
10, 8
7, 56
34, 7
4, 82
18, 04
-
-
Заводоуправление
ТМЗ-1000/6У1
1, 2
5, 5
1, 55
10, 8
4, 56
31, 44
9, 05
54, 32
Центральная заводская лаборатория
СП
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Схема транспортировки электрической энергии по территории станкостроительного завода. Обозначения на рисунке: – – – – ,
–––– – .
Рисунок 8 - Транспорт электрической энергии
В промышленных распределительных сетях выше 1000 в качестве основного способа канализации электроэнергии применяются кабельные ЛЭП и токопроводы .
Выбор сечения КЛЭП производится в соответствии с учетом нормальных и послеаварийных режимов работы электрической сети и перегрузочной способности кабелей различной конструкции. Прокладка кабелей будет производиться в земле. При проверке сечения кабелей по условию ПАР для кабелей напряжением необходимо учитывать допускаемую в течение 5-ти суток (на время ликвидации аварии) перегрузку для кабелей с бумажной изоляцией до 30 % номинальной.
Рассмотрим выбор кабельных линий на примере . Расчетные мощности в нормальном режиме определяются по формулам:
,
,
,
.
Расчетный ток нормального режима:
.
Расчетные мощности в послеаварийном режиме определяются по формулам:
,
,
.
Расчетный ток послеаварийного режима:
.
Сечение линии выбирается по экономической плотности тока и по току нормального режима:
,
где при часов. Принимаем стандартное сечение с допустимым длительным током [1] таблица 1. 3. 16.
Допустимый длительный ток нормального режима:
,
где коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды [1] таблица 1. 3. 3;
коэффициент, учитывающий количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле [1] таблица 1. 3. 26;
коэффициент допустимой перегрузки, который зависит от вида изоляции [1] таблица 1. 3. 1.
Допустимый длительный ток послеаварийного режима:
,
где поправочный коэффициент для кабелей в зависимости от удельного теплового сопротивления земли [1] таблица 1. 3. 2.
Проверка выбранного кабеля выполняется по следующим условиям:
; ;
; .
Окончательно принимаем кабель марки . Результаты остальных расчетов сведем в таблицу 12.