8. Выбор напряжения распределения.
Доля нагрузки 6 кВ в общем по заводу:
Поскольку доля 6-киловольтной нагрузки составляет 25%, то для выбора напряжение распределения должен быть проведён сложный технико-экономический расчёт, однако по согласованию с руководителем принимаем Uраспр= 6 кВ, учитывая что на заводе отсутствует 10-киловольтная нагрузка.
9. Выбор схемы распределительного устройства нн.
С учетом категорийности потребителей, а также характера выполняемых на заводе работ, принимаем следующую схему распределения на стороне низкого напряжения. Решающими факторами являются: наличие большого числа отходящих линий, наличие СД (приводящее к увеличению токов КЗ), наличие крупных потребителей (электропечей).
Рис. 5. Схема распределительного устройства НН.
Преимущество схемы состоит в том, что она позволяет значительно уменьшить отрицательное влияние нагрузок одной ветви на качество напряжения питания нагрузок другой ветви при резкопеременных графиках нагрузки, вызывающих колебания напряжения на шинах подстанции или при вентильной нагрузке, искажающей форму кривой напряжения.
10. Определение мощностей и количества цтп.
Будем устанавливать комплектные трансформаторные подстанции (КТП) и располагать их внутри цехов (т.е. встроенными в цех). При выборе числа и мощности трансформаторов будем учитывать условия резервирования питания потребителей, и соблюдать экономически целесообразный режим работы.
Порядок выбора и расчет потерь мощности в трансформаторах рассмотрим на примере цеха №2.
Определим удельную нагрузку рассматриваемого цеха по формуле:
Т.к. плотность электрической нагрузки меньше 0,3 кВА/м2, то на цеховой подстанции следует устанавливать трансформаторы мощностью до 1600 кВА.
Мощность трансформаторов в цеху определяем по формуле
(27)
Приведём таблицу с параметрами трансформаторов 6/0,4 кВ для КТП.
Таблица 7
Марка тр-ра |
Iхх, % |
Uкз, % |
ΔPхх, кВт |
ΔPкз, кВт |
ΔQхх, квар |
ΔQкз, квар |
ТМЗ – 250/6 |
2,3 |
4,5 |
0,74 |
3,7 |
5,75 |
11,25 |
ТМЗ – 400/6 |
2,1 |
4,5 |
0,95 |
5,5 |
8,4 |
18 |
ТМЗ – 630/6 |
1,8 |
5,5 |
1,31 |
7,6 |
11,34 |
34,65 |
ТМЗ – 1000/6 |
1,2 |
5,5 |
1,9 |
10,8 |
12 |
55 |
ТМЗ – 1600/6 |
1 |
6 |
2,65 |
16,5 |
16 |
96 |
ТМЗ – 2500/6 |
0,8 |
6 |
3,75 |
24 |
20 |
150 |
где
(28)
(29)
По величине расчетной максимальной мощности Sрц2=4117,65 кВА выбираем из таблицы 7:
две КТП с трансформаторами марки ТМ3 - 1600/6: с нагрузками 2000 кВА и 2117,65 кВА.
;
.
Проверяем их на перегрузочную способность ( при выходе из строя одного из пары трансформаторов):
ТП2.1
ТП2.2
Отсюда следует, что данные трансформаторы обеспечивают резервирование.
Отметим, что для цеха №8 установлен трансформатор мощностью 2500 кВА, который в послеаварийном режиме оказывается максимально перегружен. Однако при учебном проектировании следует сделать скидку на погрешность расчётов и исходных данных. При необходимости в качестве защитной меры могут быть предусмотрены дополнительные средства охлаждения трансформаторов (вентиляторы).
В цехах, где нагрузка не превышает 200 кВА, ТП не устанавливаем, а электроприемники цехов запитываем с шин ближайших ТП кабельными ЛЭП 0,4 кВ (см. далее схему канализации электроэнергии).
Освещение территории будет осуществляться от двух КТП: ТП7 и ТП20
Таким образом, запитываем:
цех №3 от ТП4, SТП4расч=SТП4+SСП3=370,78+162,54=533,32 кВА
цех №23 от ТП16, SТП16расч=SТП16+SСП23=2581,13+86,27=2667,39 кВА
цех №6 от ТП7 SТП7расч=SТП7+SСП16+(Pосв.тер.+Sосв.тер.)/2=
=3270,05+112,15+(12,56+21,73)/2=3389,50 кВА
SТП20расч=SТП20+ Sосв/2=2106,41+25,10/2=2118,96 кВА
Мощность трансформаторов в цеху определяем по формуле
(30)
Таблица 8
№ |
кат. |
Sрц, кВА |
Fц, м2 |
Sуд |
SТП.расч |
Sтр.расч |
Sнт |
Nст |
KЗН |
KЗПАР |
марка тр-ра |
1 |
I |
1046,50 |
5040 |
0,21 |
1046,50 |
747,50 |
1000 |
2 |
0,52 |
1,05 |
ТМЗ-2х1000 |
2 |
II |
4117,65 |
16008 |
0,26 |
2058,83 |
1470,59 |
1600 |
2 |
0,64 |
1,29 |
ТМЗ-2х1600 |
|
|
|
|
|
2058,83 |
1470,59 |
1600 |
2 |
0,64 |
1,29 |
ТМЗ-2х1600 |
3 |
III |
162,54 |
Запитывается от ТП4 |
||||||||
4 |
III |
370,78 |
4135 |
0,09 |
533,31 |
533,31 |
630 |
1 |
0,85 |
|
ТМЗ-630 |
5 |
III |
336,86 |
7559 |
0,04 |
336,86 |
336,86 |
400 |
1 |
0,84 |
|
ТМЗ-400 |
6 |
III |
112,15 |
Запитывается от ТП7 |
||||||||
7 |
II |
3270,05 |
5603 |
0,58 |
3389,50 |
2421,07 |
2500 |
2 |
0,68 |
1,36 |
ТМЗ-2х2500 |
8 |
II |
3773,64 |
3735 |
1,01 |
3773,64 |
2695,46 |
2500 |
2 |
0,79 |
1,5 |
ТМЗ-2х2500 |
9 |
II |
1884,15 |
3735 |
0,50 |
1884,15 |
1345,82 |
1600 |
2 |
0,59 |
1,18 |
ТМЗ-2х1600 |
10 |
I |
518,48 |
1779 |
0,29 |
518,48 |
370,34 |
400 |
2 |
0,65 |
1,30 |
ТМЗ-2х400 |
11 |
I |
594,20 |
3557 |
0,17 |
594,20 |
424,43 |
400 |
2 |
0,74 |
1,49 |
ТМЗ-2х400 |
12 |
II |
1284,32 |
5684 |
0,23 |
1284,32 |
917,37 |
1000 |
2 |
0,64 |
1,28 |
ТМЗ-2х1000 |
13 |
II |
1909,60 |
5336 |
0,36 |
1909,60 |
1364,00 |
1600 |
2 |
0,60 |
1,19 |
ТМЗ-2х1600 |
14 |
II |
2525,15 |
7559 |
0,33 |
2525,15 |
1803,68 |
2500 |
2 |
0,51 |
1,01 |
ТМЗ-2х2500 |
15 |
II |
2018,15 |
5736 |
0,35 |
2018,15 |
1441,54 |
1600 |
2 |
0,63 |
1,26 |
ТМЗ-2х1600 |
16 |
II |
2581,13 |
6485 |
0,40 |
2666,23 |
1904,45 |
2500 |
2 |
0,53 |
1,07 |
ТМЗ- 2х2500 |
17 |
II |
1332,60 |
5588 |
0,24 |
1332,60 |
951,86 |
1000 |
2 |
0,67 |
1,33 |
ТМЗ-2х1000 |
18 |
II |
1255,10 |
13385 |
0,09 |
1255,10 |
896,50 |
1000 |
2 |
0,63 |
1,26 |
ТМЗ-2х1000 |
19 |
II |
2238,16 |
6996 |
0,32 |
2238,16 |
1598,69 |
1600 |
2 |
0,70 |
1,40 |
ТМЗ-2х1600 |
20 |
II |
2106,41 |
8419 |
0,25 |
3361,11 |
2400,80 |
2500 |
2 |
0,67 |
1,34 |
ТМЗ-2х2500 |
21 |
II |
2439,01 |
2698 |
0,90 |
2439,01 |
1742,15 |
2500 |
2 |
0,49 |
1,98 |
ТМЗ-2х2500 |
22 |
II |
926,15 |
4076 |
0,23 |
926,15 |
661,54 |
630 |
2 |
0,74 |
1,47 |
ТМЗ-2х630 |
23 |
III |
86,27 |
Запитывается от ТП16 |
||||||||
Рассчитаем потери в одном трансформаторе ТП8.1:
Таблица 9
№ |
марка тр-ра |
ΔPт, кВт |
ΔQт, квар |
ΔSт, кВА |
Р'тп, кВт |
Q'тп, квар |
Ртп, кВт |
Qтп, квар |
Sтп, кВА |
1 |
ТМЗ-2х1000 |
4,86 |
27,06 |
27,49 |
897,24 |
405,90 |
906,95 |
460,02 |
1016,95 |
2 |
ТМЗ-2х1600 |
9,48 |
55,74 |
56,54 |
1865,93 |
585,19 |
1884,89 |
696,67 |
2009,52 |
|
ТМЗ-2х1600 |
9,48 |
55,74 |
56,54 |
1865,93 |
585,19 |
1884,89 |
696,67 |
2009,52 |
4 |
ТМЗ-630 |
6,76 |
36,17 |
36,80 |
425,04 |
258,80 |
431,79 |
294,97 |
522,93 |
5 |
ТМЗ-400 |
4,85 |
21,17 |
21,71 |
304,79 |
97,01 |
309,64 |
118,18 |
331,42 |
7 |
ТМЗ-2х2500 |
14,78 |
88,93 |
90,15 |
3057,99 |
999,97 |
3087,55 |
1177,83 |
3304,58 |
8 |
ТМЗ-2х2500 |
17,42 |
105,44 |
106,87 |
3468,10 |
947,65 |
3502,94 |
1158,53 |
3689,55 |
9 |
ТМЗ-2х1600 |
8,37 |
49,28 |
49,99 |
1732,10 |
471,77 |
1748,84 |
570,33 |
1839,49 |
10 |
ТМЗ-2х400 |
3,26 |
15,96 |
16,29 |
454,81 |
181,19 |
461,33 |
213,11 |
508,17 |
11 |
ТМЗ-2х400 |
3,98 |
18,33 |
18,76 |
549,62 |
139,28 |
557,58 |
175,94 |
584,68 |
12 |
ТМЗ-2х1000 |
6,35 |
34,68 |
35,26 |
1178,42 |
327,74 |
1191,12 |
397,10 |
1255,58 |
13 |
ТМЗ-2х1600 |
8,53 |
50,19 |
50,91 |
1753,29 |
484,17 |
1770,34 |
584,55 |
1864,35 |
14 |
ТМЗ-2х2500 |
9,87 |
58,26 |
59,09 |
2320,49 |
634,69 |
2340,24 |
751,21 |
2457,85 |
15 |
ТМЗ-2х1600 |
9,21 |
54,18 |
54,96 |
1842,59 |
539,33 |
1861,01 |
647,70 |
1970,50 |
16 |
ТМЗ- 2х2500 |
10,57 |
62,65 |
63,54 |
2262,34 |
1076,46 |
2283,49 |
1201,76 |
2580,42 |
17 |
ТМЗ-2х1000 |
6,69 |
36,42 |
37,03 |
1218,11 |
352,38 |
1231,49 |
425,22 |
1302,84 |
18 |
ТМЗ-2х1000 |
6,15 |
33,66 |
34,22 |
1155,37 |
309,97 |
1167,67 |
377,29 |
1227,11 |
19 |
ТМЗ-2х1600 |
10,72 |
62,96 |
63,87 |
2022,67 |
650,37 |
2044,11 |
776,29 |
2186,56 |
20 |
ТМЗ-2х2500 |
10,11 |
59,38 |
60,23 |
1926,14 |
595,73 |
1946,36 |
714,49 |
2073,35 |
21 |
ТМЗ-2х2500 |
9,46 |
55,69 |
56,49 |
2248,74 |
592,42 |
2267,66 |
703,81 |
2374,37 |
22 |
ТМЗ-2х630 |
5,42 |
30,06 |
30,55 |
853,21 |
226,92 |
864,04 |
287,05 |
910,47 |
После определения количества и мощности трансформаторов цеховых КТП, нанесём на генеральный план схему канализации электроэнергии по территории завода, нанося при этом трассы кабельных линий электропередач (Приложение2 и Рис.4). Важно учесть, какие цеха допускается запитывать по магистрали, какие – нет, а также допустимое количество цехов на одной магистрали.
Рис.6. Канализация электрической энергии.