Электроснабжениt промышленных предприятий

 

6.3 Расчет потерь в трансформаторах

 

 

Потери активной мощности в трансформаторах определяются по формуле:

 

(6.9)

 

где n - число трансформаторов;

Р хх - потери холостого хода в трансформаторе, кВт;

Р кз - потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт;

S м - полная нагрузка ТП, кВА ;

S мт - номинальная мощность трансформатора, кВА.

 

Потери реактивной мощности определяются по формуле:

 

(6.10)

 

где n - число трансформаторов ;

I хх - ток холостого хода, %;

U кз - напряжение короткого замыкания, %.

 

Определим потери активной мощности для ТП1:

 

 

Определим потери реактивной мощности для ТП1:

 

 

Расчет потерь для остальных ТП аналогичен, результаты приведены в таблице 9.

 

 

 

ТП	Pн, кВт	Qн, квар	Sн, кВА	Sном, кВА	n, шт	ΔPхх, кВт	ΔPкз, кВт	Uк, %	Ix, %	ΔP, кВт	ΔQ, квар	P, кВт	Q, квар	S, кВА
1	431,98	438,79	615,7	630	1	2	7,3	5,5	1,5	8,97	9,29	440,95	448,08	628,7
2	288,96	276,27	399,8	400	1	1,3	5,4	5,5	3	6,69	12,05	295,65	288,32	413,0
3	789,31	557,67	966,4	1000	1	2,4	11	5,5	1,4	12,67	13,58	801,98	571,25	984,6
4	245,69	239,44	343,1	400	1	1,3	5,4	5,5	3	5,27	10,33	250,96	249,77	354,1
5	222,34	209,39	305,4	250	2	1	3,8	5,5	3,5	4,84	21,42	227,18	230,81	323,9
6	651,87	590,49	879,6	630	2	2	7,3	5,5	1,5	11,11	26,44	662,98	616,93	905,6
7	291,6	281,18	405,1	250	2	0,61	3,7	4,5	1,9	6,08	15,45	297,68	296,63	420,2
8	254,78	269,99	371,2	250	2	0,61	3,7	4,5	1,9	5,30	14,16	260,08	284,15	385,2
9	869,18	836,08	1206	1000	2	2,45	11,6	5,5	1,4	13,34	33,81	882,52	869,89	1239,2
Итого	4045,71	3699,3	5482		14					74,28	156,53	4119,99	3855,83	5642,8

Таблица 9 – Расчет потерь в трансформаторах

 

7 Предварительный  расчет цеховой сети завода

 

 

Распределительная сеть выполняется кабельными линиями ввиду стесненности территории и как следствие невозможности постройки воздушных линий. Прокладка кабелей осуществляется в траншеях так как это наиболее экономичный и быстрый способ, так же он обеспечивает хорошее охлаждение кабеля. При таком способе прокладки рекомендуется использовать бронированные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена, которые имеют ряд преимуществ:

- высокая пропускная способность;

- низкий вес, меньший диаметр  и радиус изгиба;

- низкая повреждаемость;

- полиэтиленовая изоляция обладает малыми значениями коэффициента диэлектрических потерь;

- монтаж без использования специального  оборудования;

- значительное снижение себестоимости  прокладки.

Применение данных кабелей по сравнению с традиционными в поливинилхлоридной изоляции позволяет:

- использовать жилы меньшего сечения для передачи равного потока;

- увеличить длительно допустимую температуру нагрева жил до 90 °С;

- увеличить длительно допустимую температуру нагрева жил кабелей при коротком замыкании до 250 °С.

Исходя из вышеизложенного выбираем кабель типа АПвБП – кабель с алюминиевыми жилами с изоляцией из сшитого полиэтилена, бронированный стальными оцинкованными лентами, с наружной оболочкой из полиэтилена.

Для кабельных линий с токовой нагрузкой менее 120А целесообразно применение кабелей с бумажной пропитанной изоляцией т.к. использование кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена ниже этого значения экономически не выгодна. Исходя из вышесказанного выбираем ААБл – кабель с алюминиевыми жилами, бумажной пропитанной изоляцией, оболочкой из алюминия, бронированный стальными лентами с усиленной подушкой защитного покрова. Данный кабель также предпочтительно использовать при прокладке в грунте. Отличается повышенной стойкостью к агрессивным почвам.

Для дальнейших расчетов составляются два варианта схемы электроснабжения:

 

 

Рисунок 3 – Варианты схемы электроснабжения

 

Сечение высоковольтных кабелей выбирается по экономической плотности тока. Для кабельных линий, прокладываемых по трассам, проходящим в различных грунтах и условиях окружающей среды, выбор конструкций и сечений кабелей следует производить по участку с наиболее тяжелыми условиями.

Расчет сети варианта №1:

Расчетный ток определяется по формуле:

 

(7.1)

 

где Sл – нагрузка линии, кВА;

Uл – линейное напряжение, кВ;

n – количество кабелей в линии, шт.

 

Сечение кабеля определяется по экономической плотности тока:

 

(7.2)

 

где jэк – экономическая плотность тока, А/мм2.

 

В случае если количество кабелей больше одного выбранный кабель проверяется на аварийную перегрузку :

 

(7.3)

где Iдоп – длительно допустимый ток, определяется:

 

(7.3)

 

где Iдл.доп.т – длительно допустимый ток для кабеля выбранного сечения, А;

       Ксн – поправочный коэффициент учитывающий снижение токовой нагрузки при групповой однослойной или многослойной прокладке кабеля и при их прокладке  с расстоянием между ними в свету 100 мм;

       Кср – коэффициент учитывающий температуру среды, отличную от расчетной.

 

Согласно /1/ для кабелей с пластмассовой изоляцией jэк=1,9 А/мм2, для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией jэк=1,6 А/мм2

Выберем кабель для участка ГПП- ТП4:

 

 

Определим сечение кабеля:

 

 

Выбираем по справочнику ближайшее стандартное значение F=16мм2.

Iдл доп=75 А. Проверка на аварийную перегрузку не требуется. Расчеты для остальных участков аналогичны, результаты сведены в таблицы 10, 11.

 

 

Таблица 10 – Расчет кабельных линий для варианта 1

 

Участок	Sуч,  кВА	n	Марка	jэк,  А/мм	Iр, А	Fэк, мм2	F, мм2	Iдл.доп.т,  А	Ксн	Кср	Iдл.доп, А	Iав, А	Fприн, мм	Iдл.доп, А
ГПП-ТП1	1015,7	1	АПвБП	1,9	101,57	53,46	35	126	1	1	126	101,57	35	126
ТП1-ТП2	400	1	ААБл	1,6	40	25	25	90	1	1	90	40	25	90
ГПП-ТП5	1590,1	2	АПвБП	1,9	79,51	20,9	35	126	0,9	1	113,4	159,01	70	163
ТП5-ТП6	1284,6	2	АПвБП	1,9	64,23	16,9	35	126	0,9	1	113,4	128,46	50	133,2
ТП6-ТП7	405	2	ААБл	1,6	20,25	12,66	16	75	0,9	1	67,5	40,5	16	67,5
ГПП-ТП3	967	1	АПвБП	1,9	96,7	50,89	35	148	1	1	126	96,7	35	126
ГПП-ТП8	1577,2	2	АПвБП	1,9	78,86	20,75	35	126	0,9	1	113,4	157,72	70	163
ТП8-ТП9	1206	2	АПвБП	1,9	60,3	15,87	35	126	0,9	1	113,4	120,6	50	133,2
ГПП-ТП4	343,1	1	ААБл	1,6	34,31	21,44	16	75	1	1	75	34,31	16	75

 

Таблица 11 – Расчет кабельных линий для варианта 2

 

Участок	Sуч,  кВА	n	Марка	jэк,  А/мм	Iр, А	Fэк, мм2	F, мм	Iдл.доп.т, А	Ксн	Кср	Iдл.доп, А	Iав, А	Fприн, мм	Iдл.доп, А
ГПП-ТП5	1990,1	2	АПвБП	1,9	99,51	26,19	35	126	0,9	1	113,4	199,0	120	221,4
ТП5-ТП6	1684,6	2	АПвБП	1,9	84,23	22,17	35	126	0,9	1	113,4	168,46	95	194,4
ТП6-ТП7	805	2	ААБл	1,6	40,25	25,16	25	90	0,9	1	81	80,5	25	81
ТП7-ТП2	400	2	ААБл	1,6	40	12,5	16	75	0,9	1	67,5	40	16	67,5
ГПП-ТП3	1582,7	1	ААБл	1,6	158,27	98,92	70	185	1	1	185	158,27	70	185
ТП3-ТП1	615,7	1	ААБл	1,6	61,57	38,48	25	90	1	1	90	61,57	25	90
ГПП-ТП8	1577,2	2	АПвБП	1,9	78,86	20,75	35	126	0,9	1	113,4	157,72	70	163
ТП8-ТП9	1206	2	АПвБП	1,9	60,3	15,87	35	126	0,9	1	113,4	120,6	50	133,2
ГПП-ТП4	343,1	1	ААБл	1,6	34,31	21,44	16	75	1	1	75	34,31	16	75

 

7.1 Расчет потерь в кабельной  линии

 

 

Для кабельных линий до 10 кВ включительно определяются потери только активной мощности т.к. реактивное сопротивление пренебрежимо мало.

Потери мощности  в кабельных линиях определяются по формуле:

 

(7.4)

 

где Si – полная мощность участка, кВА;

Uн – номинальное напряжение сети, кВ;                

Ri- активное сопротивление участка кабельной линии, Ом.

 

Активное сопротивление участка кабельной линии определяется:

 

Ri = r0×li,

(7.5)

 

где r0 – удельное активное сопротивление провода, Ом/км;

     li - длина участка, км.

 

Определим потери мощности на участке ГПП-ТП4. Определим активное сопротивление участка:

 

Ri= 1,94∙0,0725=0,14 Ом.

 

Потери мощности на участке ГПП-ТП4 составляют:

 

 

Расчеты для остальных участков аналогичны, результаты представлены в таблицах 12 и 13.

 

 

Таблица 12 – Расчет потерь мощности в кабельных линиях для варианта 1

 

Участок	Sуч, кВА	r0, Ом/км	Lкл, км	R, Ом	∆P, кВт
ГПП-ТП1	1015,7	1,1	0,24	0,26	2,72
ТП1-ТП2	400	1,24	0,175	0,22	0,35
ГПП-ТП5	1590,1	0,549	0,094	0,05	1,30
ТП5-ТП6	1284,6	0,769	0,019	0,01	0,24
ТП6-ТП7	405	1,94	0,091	0,18	0,29
ГПП-ТП3	967	1,1	0,038	0,04	0,39
ГПП-ТП8	1577,2	0,549	0,157	0,09	2,14
ТП8-ТП9	1206	0,769	0,157	0,12	1,76
ГПП-ТП4	343,1	1,94	0,0725	0,14	0,17
Итого					9,36