Расчётное задание по электроснабжению

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

 

 

 

 

Расчётное задание по электроснабжению

 

 

Выполнил студент группы 4023/2: Егоров А.В.

Проверил:

Першиков Г.А.

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

Г.

1. Определение расчетной нагрузки цеха табличным методом.

	Наименование электроприемника	к-во	Рном	n*Pnom	Kи	cos(φ)	Pср	Qср	nэ	Кр	Рр	Qp	Sp
		шт.	кВт	кВт			кВт	кВАр	шт		кВт	кВАр	кВА
	токарные станки				0,22	0,7	15,4	15,7
	карусельные станки				0,2	0,6		10,7
	строгальные станки				0,25	0,65	10,5	12,3
	фрезерные станки		7,5	37,5	0,23	0,65	8,625	10,1
	сверлильные станки				0,3	0,65	26,4	30,9
	горизонтально-сверлильные станки				0,25	0,6
	долбёжные станки				0,16	0,65	13,44	15,7
	прицизиозная самоточка				0,32	0,6	5,76	7,68
	вентилятор				0,86	0,8	20,64	15,48
	шлифовальные станки				0,4	0,7		14,3
	наждачные станки				0,37	0,6	7,4	9,9
	станок для сшивки ремней				0,3	0,6	6,3	8,4
	вертикальный строгальный станок				0,4	0,75		14,1
	болторезный станок		10,5	31,5	0,43	0,65	13,545	15,8
	пресс				0,2	0,6	7,2	9,6
	электрическая печь				0,8	0,9		13,6
	заточный станок для свёрл				0,4	0,7	8,4	8,6
	вытяжной шкаф				0,7	0,85		8,7
	ножовка приводная		4,5		0,22	0,5	1,98	3,4
	заточный для резцов		7,5	22,5	0,15	0,5	3,375	5,8
	Итого силовая нагрузка					0,697	243,965	250,7
	Освещение			6,1	0,8		4,88
	Итого на стороне НН			760,6	0,31	0,70	248,9	250,7	43,4	1,189		250,7
	Итого на стороне ВН										303,75	289,5	419,6
	Итого на стороне ВН с учетом компенсации					0,93					303,75	119,9

 

Пример расчета для токарных станков.

P_ном = 10·7 = 70 кВт,

Средняя активная мощность P_ср = P_ном·K_и = 70·0,22 = 15,4 кВт,

реактивная мощность Q_ср = P_ср·tgφ = 15,4·1,019 = 15,7 кВАр.

 

Коэффициент использования для суммарной силовой нагрузки: К_и=0,31

Расчёт осветительной нагрузки.

Площадь цеха м²,

Удельная мощность освещения P_у = 0,8 Вт/м²,

Номинальная мощность осветительной нагрузки P_ном = P_уд.осв.·S = 0,8·7625 = 6,1 кВт

Эффективное число электроприёмников.

 

; округляю до 44

 

Расчётный коэффициент..

 

Расчетная нагрузка цеха на стороне низкого напряжения.

кВт,

кВАр,

кВА.

 

активные потери в трансформаторе принимаются равными 2% от расчетной мощности на стороне низкого напряжения, а реактивные – 10% .

кВт,

кВАр.

Сторона высокого напряжения.

кВт,

кВАр,

кВА

 

Необходимо обеспечить заданный коэффициент мощности cosφ = 0,93, поэтому целесообразно установить устройство компенсации реактивной мощности.

кВАр,

кВА

мощность компенсирующего устройства : Q_КУ = 289,5 – 119,9 = 169,6 кВАр.

2. Выбор мощности силовых трансформаторов.

 

кВА

Выбираю ТСЗ-250/10, параметры трансформатора.

S_ном = 0,25 МВА, U_ВН = 10 кВ, U_НН = 0,4 Кв, Р_к=3,8 кВт, Р_х=1 кВт, U_к=5,5 %.

 

Коэффициент загрузки в нормальном режиме: .

Коэффициент загрузки в послеаварийном режиме: .

 

3. Определение центра энергетических нагрузок цеха

	X, м	Y, м	Pp кВт	Х*Рр	Y*Pp	Qp кВАр	Х*Qр	Y*Qp
		12,5	15,4		192,5	15,7
		62,5				10,7
		52,5	10,5	157,5	551,25	12,3
		52,5	8,625			10,1
			26,4			30,9
			13,44	739,2	470,4	15,7
			5,76		201,6	7,68
			20,64	1816,32	722,4	17,48
						14,3
			7,4	162,8	162,8	9,9
			6,3	264,6	138,6	8,7
						14,1
			13,5			15,8
			7,2	748,8	158,4	9,6
						13,6
			8,4	352,8	100,8	8,6
						8,7
			1,98	164,34	23,76	3,4
			3,38	351,52	40,56	5,8
			243,93	12088,3	6807,883	253,06

 

ЦЭН для активной мощности:

 

ЦЭН для реактивной мощности:

 

 

4. Выбор местоположения ЦТП, типа цеховых линий и схемы соединений

 

ЦТП располагаем в ЦЭН для активной мощности.

Выбор схемы цеховых сетей осуществляется по четырем критериям:

Показатели	Радиальные	Магистральные
Число потребителей	< 10	> 3
Диапазон расчетных мощностей	Любой	Менее чем 3:1
	> 0,1	< 0,1

 

По числу потребителей подходит магистральная сеть.

По диапазону мощностей 4,5 – 35 кВт подходит радиальная сеть.

Для определения средней длины ответвлений в случае применения магистральной схемы найдем длину каждого ответвления в отдельности.

Расчет суммарной длины ответвлений (м)

q1	q2	q3	q4	q5	q6	q7	q8	q9	q10
q11	q12	q13	q14	q15	q16	q17	q18	q19	q20
							38,5	38,5
						qсум

 

м.

Целесообразно взять длину магистрали r = 205 м.

> 0.1

 

Данному варианту подходит радиально-магистральная схема соединений. Для питания электроприемников принимаю шинопроводы, ответвления от которых выполняются кабелем.

 

5. Выбор и проверка сечений цеховых линий электропередачи

 

Необходимо проверить наиболее удаленный от ЦТП электроприемник №10.

Расчетный ток шинопровода ( от ЦТП до ЦЭН):

А

Выбираю алюминиевые шины прямоугольного сечения 40´4 мм, I_доп = 480 А.

Каталожные данные: R₀ = 0,211 Ом/км, Х₀ = 0,224 Ом/км

l_ш = 20 м, следовательно, Ом, Ом

Расчетный ток шинопровода ( от ЦЭН до ЭП №9):

А

Выбираю алюминиевые шины прямоугольного сечения 20´3 мм, I_доп = 215 А.

Каталожные данные: R₀ = 0,211 Ом/км, Х₀ = 0,224 Ом/км

l_ш = 45 м, следовательно, Ом, Ом

 

 

Проверка шины по потере напряжения

(от ЦТП до ЦЭН)

В

(От ЦЭН до ЭП №9)

шину я выбрал по мощности в начале, а потери считаю для всей шины, поэтому учитываю это умножением потерь на коэффициент 0,8.

В

Общие потери на шинах составляют 3,3% от номинального напряжения сети, это допустимо.

Расчетный ток для выбора кабеля:

А

 

Выбираем трехжильный кабель с алюминиевой жилой сечением 6 мм²,

Каталожные данные: R₀ = 3,16 Ом/км, Х₀ = 0,073 Ом/км

l_к = 3 м, Ом, Ом

потери напряжения:

 

Потери напряжения допустимы.

 

Расчет тока к.з.