Выбор трансформаторов тока.
Задание 1.
Расчет электрических нагрузок определяется в соответствии с «Указаниями по определению электрических нагрузок в промышленных установках» по средней мощности и коэффициенту максимума Км (метод упорядоченных диаграмм). Исходными данными для расчета служит ведомость электроприемников (Э.П.) среднелистового стана, приведенных в табл. 1. Расчету предшествует разделение Э.П. на характерные группы с одинаковыми (близкими по значению) параметрами: . По величине напряжения: а) Высоковольтные с U=6кВ. б) Низковольтные с U=1кВ. . По коэффициенту использования Ки (принимается из справочника [2] и коэффициенту мощности cos φ (табл. 1) . По характеру нагрузки: гр. А-с переменным графиком нагрузки; гр. Б-с постоянным графиком нагрузки. Результаты расчетов электрических нагрузок сведены в табл. 2.
Таблица 1.Ведомость электроприемников среднелистового стана
Порядок заполнения таблицы 2. Графа1. Все в/в приемники объединены в гр. Б. н/в приемники подразделяются на гр. А и гр. Б.
Графа4. Мощность Э.П. работающих в повторно-кратковременном режиме с ПВ<1 пересчитывается на ПВ=1 по формуле: Рн=Рпасп ,где ПВ - в отн. единицах. Например: Заслонки печей: ПВ=40% или ПВ=0,4 отн. ед. Рпасп=3*22=66 кВт; Рн=66 =41,7 кВт и т.д. Графа5. Значения Ки принимаются из справочника [3, табл. 2.11] Графа 6. Значения tg φ принимается по значениям cos φ по таблицам Брадиса[4]. Например: Насосы охлаждения: cos φ=0,87; tg φ=0,57 и т.д. Графа 7, 8. Для группы приемников электрической энергии одного режима работы средние активная и реактивная нагрузки за наиболее нагруженную смену определяются по формулам:
Рсм=Кn Qсм=Рсм электрический трансформатор нагрузка где Кn-коэффициент использования активной мощности группы ПЭ [2] Рн-номинальная (установленная) мощность группы Э.П., кВт. tgφ - коэффициент реактивной мощности группы ЭП, соответствующий средневзвешенному значению коэффициента мощности. Например: Привод клети «трио»: Рсм=0,4*12500=5000 кВт Qсм=5000*0,33=1650 кВар и т.д. Графа 9. Расчет nэ-эффективное число электроприемников группы различных по номинальной мощности и режиму работы понимают число однородных по режиму работы Э.П. одинаковой мощности, которое обуславливает ту же расчетную нагрузку, что и данная рассматриваемая группа различных Э.П. [5]. Величина nэ может быть определена по упрощенной формуле [1]
nэ= ,
где Рнmax-номинальная активная мощность наибольшего приемника группы А nэ= Графа 10. Величина коэффициента максимума Кm находятся по кривым Кm=f(Кn, nэ) [2] в зависимости от величины средневзвешенного значения коэффициента использования Кn.ср. и nэ. Для группы А 6 кВ (табл. 2)
Кn.ср=
Из кривых [2] Кm=1.87 График зависимости Кm=f(Кn, nэ) [3] Графа 11. Расчетная силовая нагрузка [1] группы приемников определяется по средней мощности за максимально загруженную смену Рсм и Кm [3]
Рр= Кm
Для приемников группы А 6 кВ (табл. 2)
Рр=1,87*11528=21557,36 кВт. При nЭ<10 Km’=1,1 При nЭ>10 Km’=1
Qp= Km’*QСМ=1,1* QСМ= 4208,96.
Для приемников группы Б
Рр= ; Qp= (графы 11 и 12) Графа 13. Полная мощность.
Sp= =22784,4 кВА.
Таблица 2. Результаты расчёта электрических нагрузок
Электроприёмики 6кВ. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Группа А. |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Привод клети «трио» (в/в) | 1 | 12500 | 12500,00 | 0,4 | 0,33 | 5000,00 | 1643,42 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Привод клети «дуо» (в/в) | 1 | 16000 | 16000,00 | 0,4 | 0,33 | 6400,00 | 2103,58 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
7. Нажимные винты (в/в) | 2 | 640 | 1144,87 | 0,2 | 0,62 | 128,00 | 79,33 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Итого по группе А | 4 | 29644,87 | 0,3 | 11528,00 | 3826,33 | 4 | 1,87 | 21557,36 | 4208,96 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Группа Б. |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9. Эксгаустеры (в/в) | 3 | 500 | 1500,00 | 0,65 | 0,91 | 325,00 | 295,40 | (Pp=Ʃ Pсм) | (Qp=Ʃ Qсм) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Итого по группе Б | 3 | 325,00 | 295,40 | 325,00 | 295,40 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Электроприёмники 1 кВ. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Группа А. |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1. Толкатели | 3 | 125 | 290,47 | 0,25 | 0,70 | 31,25 | 21,81 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Подводящий рольганг | 38 | 11,5 | 390,86 | 0,22 | 0,59 | 2,53 | 1,50 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Манипуляторы | 4 | 200 | 619,68 | 0,55 | 0,72 | 110,00 | 79,64 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
6. Подъёмные столы | 2 | 320 | 640,00 | 0,15 | 0,65 | 48,00 | 31,00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
8. Цепной транспортёр | 18 | 85 | 1530,00 | 0,55 | 0,78 | 46,75 | 36,28 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
10. Краны посада | 3 | 250 | 474,34 | 0,1 | 1,05 | 25,00 | 26,22 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
12. Сварочные агрегаты | 3 | 85 | 255,00 | 0,2 | 0,46 | 17,00 | 7,75 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
14. Перевалочное устройство | 1 | 32 | 16,00 | 0,01 | 0,99 | 0,32 | 0,32 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
15. Заслонки печей | 3 | 22 | 41,74 | 0,1 | 0,94 | 2,20 | 2,06 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
16. Краны ремонтные | 2 | 37 | 46,80 | 0,1 | 0,62 | 3,70 | 2,29 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Итого по группе А | 77 | 4304,90 | 0,2 | 286,75 | 208,88 | 27 | 1,25 | 358,44 | 208,88 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Группа Б. |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
11. Маслонасосы | 18
| 22,5 | 405,00 | 0,65 | 0,62 | 14,63 | 9,06 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
13. Насосы охлаждения | 8 | 32,5 | 260,00 | 0,7 | 0,57 | 22,75 | 12,89 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
17. Вентиляторы пролёта | 6 | 11,5 | 69,00 | 0,65 | 0,80 | 7,48 | 6,00 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Итого по группе Б | 32 | 734,00 | 0,67 | 44,85 | 27,95 | 44,85 | 27,95 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Итого по 1 кВ. | 403,29 | 236,83 | 467,69 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Итого по цеху | 22285,65 | 4741,19 | 22784,40 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Задание 2.
Размеры цеха для нечетного варианта:
Fц=64×100=6400м2
Плотность нагрузки при U=0,4кВ равна
σ=
При σ<0,2 целесообразно устанавливать трансформаторы Sтр.=630 кВА [1]
Число трансформаторов при коэффициенте загрузки Кз=0,7:
nт≥
При установке 1 трансформатора коэффициент загрузки составит:
Кз =
Что является допустимой величиной (допустимые значения - от 0,5 до 0,9)
Окончательно принимаем к установке 1 трансформатор ТМН - 630/6
Разработка схемы электроснабжения.
Поскольку категория электроприемников не указана, принимаем все потребители III категории и учитывая небольшую мощность цеха принимаем одиночную одноступенчатую радиальную схему без резервирования. (рис. 1)
Задание 3
Выбор марки и сечения кабелей U>1кВ
Сечения кабелей определяются по экономической плотности тока с учетом аварийной перегрузки трансформатора.
Iдл.=
Экономическая плотность тока по табл. 1.3.36 ПУЕ для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами при годовом числе использования нагрузки >5000 ч.т:Jэ=1,2
Экономически целесообразно сечение:
Fэ=
Ближайшее стандартное сечение Fэ.ст.=70мм2
При заданном токе к.з. 6кА
Тепловой импульс тока к.з.
В=
где tоткл=1с-время отключения цехового трансформатора.
Та=0,15с-постоянная времени для шин цеховой подстанции.
Минимальное термическое устойчивое сечение:
Smin.т=
где с=90-конструктивный коэффициент [1]
Окончательно принимаем кабель АСБГУ-3Х70, прокладываемый внутри цеха в канале.
|
|
Задание 4, 5
Выбор выключателей, разъединителей и трансформаторов тока на U=6Кв.
Выбор выключателя.
Выключатели проверяются по длительному допустимому току, отключательной способности и стойкости к сквозным токам к.з.
Условия выбора и проверки приведены в табл. 3.
Предварительно выбираем масляный выключатель ВМП-10-630/31,5УЗ на ток 630 А.
Для его проверки определяем:
- ударный ток короткого замыкания
iу=
где Ку=1,92 по табл. 2.45 [6]
периодическая составляющая тока к.з. в начальный момент времени:
в момент отключения короткого замыкания:
полный ток к.з. в момент отключения:
iкτ=iao+iaτ=8,48+4,97=13,27кА
Таблица 3. Условия выбора и проверки выключателя
Условия | Номинальные параметры | Расчетные параметры |
Uн≥Uн.сети | 10 кВ | 10 кВ |
Iн≥Iдл.max | 630 А | 48,5 А |
Iвкл.н≥Iп.о. | 31,5 кА | 6 Ка |
iвкл. ≥iуд | 80 кА | 16,29 кА |
iдин.т≥ iуд | 80 кА | 16,29 кА |
Iдин.т≥ Iп.о | 31,5 кА | 6 Ка |
I ≥B3969 к 41,4 к | ||
Iоткл.н. ≥Iпt | 31,5 кА | 6 Ка |
iоткл.н.>ixτ | 44,5 кА | 13,27 кА |
Выключатель удовлетворяет условиям нормального, ремонтного и аварийного режимов.
Выбор разъединителя
По номинальным параметрам подходит разъединитель РВ-10/400-У3
Результаты выбора и проверки приведены в табл. 4.
Таблица 4. Условия выбора и проверки разъединителя
УсловияНоминальные параметрыРасчетные параметры | ||
Uн≥ Uн.c | 10 кВ | 10 кВ |
Iн≥Iдл.т. | 400 А | 48,5 А |
Iдин. ≥iуд. | 41 кА | 16,29 кА |
I 1024 кА 41,4 к А |
Выбор трансформаторов тока.
По номинальным параметрам подходят трансформаторы тока ТПЛ-10-200/5-0,510Р-У3
Результаты проверки приведены в табл. 5
Вторичная нагрузка трансформатора тока z2 определяется для наиболее загруженной фазы при схеме соединения ТТ в неполную звезду. (рис. 2)
Таблица 5. Условия выбора и проверки трансформатора тока
Условия | Номинальные параметры | Расчетные параметры |
Uн≥ Uн.c | 10 кВ | 10 кВ |
Iн≥Iдл.т | 200 А | 48,5 А |
кд ≥iуд70,7 кА16,29 кА | ||
(кт 243 к А 41,4 к А | ||
Z2н≥r2 | 0,4 Ом | 0,03 Ом |
На присоединение цехового трансформатора рекомендуется устанавливать амперметр (в фазе А), и трехфазные счетчики активной и реактивной энергии.
Для расчета вторичной нагрузки ТТ составляется табл. 6.
Таблица 6. Расчётная вторичная нагрузка
Прибор | Тип | Нагрузка по фазам, ВА | ||
А | В | С | ||
Амперметр | Э-335 | 0,5 | ─ | ─ |
Счетчик активной энергии | САЗУ-И672М | 2,5 | ─ | 2,5 |
Счетчик реактивной энергии | СРЧУ- И673М | 2,5 | ─ | 2,5 |
Всего | 5,5 | ─ | 5,0 |
Наиболее загруженная фаза А:
|
|
Sприб.=5,5ВА
Сопротивление измерительных приборов фазы А
rприб=
Максимально возможное сопротивление соединительных проводов при
r2ном.=0,4-0,22-0,05=0,13 Ом.
Сечение соединительных проводов
Sпр=
где ρ=0,028-для алюминиевых проводов
l=4 м-длина трассы.
Принимаем ближайшее большее Sпр=6мм2.
При этом сечении сопротивление проводов
rпр.=
Вторичная нагрузка трансформатора тока
r2расч.=0,22+0,05+0,03=0,3 Ом.
Здесь 0,05 Ом - переходное сопротивление контактов в токовой цепи.
Трансформатор тока удовлетворяет условиям нормального, утяжеленного и аварийного режимов.
Список литературы
электрический трансформатор нагрузка
1. Малофеев А.В. «Электроснабжение и электрооборудование промышленных предприятий». Методические указания: - Магнитогорск, МГТУ, 2003 г.
. «Справочник по электроснабжению и электрооборудованию промышленных предприятий». Под редакцией Федорова А.А.; М.ЭАИ, 1986 г.
. Липкин Б.Ю. «Электроснабжение промышленных предприятий». Москва, Высшая школа, 1990 г.
. Брадис В.М. «Математические таблицы», 2005 г.
. Федоров А.А., Старкова Л.Е. «Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования». Москва, Энергоатомиздат, 1987 г.
. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. «Электрооборудование станций и подстанций» М.ЭАИ, 1987 год.
|
|