Расчетную нагрузку (активную и реактивную) силовых приемников цеха определяем из соотношений:

где Р_ном, - суммарная установленная мощность приемников цеха, принимаемая по исходным данным; к_с - коэффициент спроса, выбираемый по справочным данным; tg φ — коэффициент реактивной мощности, соответствующий характерному значению cos φ, принимаемый по спра­вочным данным.

Расчетную нагрузку осветительных приемников цеха определяем по установленной мощности и коэффициенту спроса по формуле:

,

где P_ном0 - установленная мощность приемников электрического осве­щения; к_со - коэффициент спроса для освещения, принимаемый по справочным данным.

Величина Р_ном находится по формуле:

,

где Р_уд0 - удельная нагрузка освещения цеха, Вт/м²; F - площадь цеха, м².

Полную расчетную мощность силовых и осветительных приемни­ков цеха определяем из соотношения:

Результаты расчета нагрузок цеха приведены в табл. 11.2.

Учтена нагрузка освещения P_p0=110кВт(задана)

Пример расчета: машина люминофорного покрытия А.

Р_Р = Р_ном∙k_с = 490∙0,6 = 294 кВт;

Q_р = P_p∙tg φ = 294∙0,46 = 135,2 кВАр;

P_р0 = 110 кВт (нагрузка освещения задана);

В табл. 11.3 приведено распределение электрических t

Таблица 11.3 Распределение электрической нагрузки по ТП

11.3. Определение сечений распределительной сети ~ 380/220 В

Распределительная сеть цеха люминофорного покрытия выполняется проводом марки АПВ в стальных трубах.

Выбор сечений проводов выполнен: по наибольшему длительно допустимому току нагрузки; по потерям напряжения; по экономической целесообразности.

а) Выбор сечений проводов по наибольшему длительно допустимому току нагрузки. Нагрев проводников не должен превышать следующих предельных значений длительно допустимой температуры: для проводов 55 °С при окружающей температуре воздуха +25 °С и земли +15 °С. Повышение температуры сверх установленных норм ведет к преждевременному старению изоляции и снижает надежность контактов в местах соединений проводов. Чем выше температура окружающей среды, тем меньше должна быть нагрузка.

Выбор сечений проводов по наибольшему длительно допустимому току нагрузки выполняем по таблицам, приведенным в ГГУЭ. Выбранные сечения должны защищаться плавкими предохранителями или автоматическими воздушными выключателями (автоматами). Результаты выбора течений проводов сведены в табл. 11.4.

б) Выбор сечений проводов по потере напряжения. Потерн напряжения в цеховых сетях должны удовлетворять ГОСТ 13109-98 по допустимым отклонениям напряжения. Согласно ПУЭ для силовых сетей отклонение напряжения от номинального должно составлять не более ±5%.

Поддержание напряжения в цеховых сетях достаточно сложная задача, так как напряжение на зажимах трансформаторов в сети высше­го напряжения не остается постоянным, а изменяется в зависимости от нагрузки. Для определения потерь напряжения в линии трехфазного тока, нагруженной на конце, воспользуемся формулой:

,

где r₀, х₀ - удельные активные и индуктивные сопротивления, Ом/км;

l - расстояние потребителя от источника, км;

Р - мощность потребителя, кВт.

Рассмотрим потери напряжения в линиях распределительной сети от 211ПР.

Активные сопротивления линии марки АПВ сечением 4(1-2,5) мм равны: r₀ = 13,3 Ом/км; сечением 3(1-25)+1-10 мм² r ₀ = 1,3 Ом/км.

Индуктивное сопротивление линии:

4(1-2,5) мм²-x₀ = 0,09 Ом/км; 3(1-25)+1-10 мм² –x₀ = 0,07 Ом/км.

Расстояние потребителя l =0,083 км при сечении провода 4(1-2,5) мм²; 3(1-2,5) мм² + 110 мм² l = 0,034 км.

Потребляемая суммарная мощность в первом случае: ΣP₁ =2,5 кВт; во втором ΣР₂ = 34 кВт.

Потери напряжения:

ΔU%’ = 10⁵/(380²-0,8)∙(13,3∙0,8∙2,5∙0,083)= 0,39 %

Учитывать индуктивные сопротивления для проводов сечением менее 25 мм^: практического смысла не имеет, т.к. для поводов, проложенных в стальных трубах, индуктивные сопротивления не зависят от сечения и очень малы:

ΔU%” = 10⁵/(380²-0,8)∙13,3∙0,8∙34∙0,034= 0,72%

Суммарные потери в линиях:

ΔU % = 0,39 % + 0,72 % = 1,11 %.

Таблица 11.4. Выбор сечений проводов

Потери напряжения не превышают ±5%, следовательно, сечение распределительной сети выбрано правильно.

Для распределения электроэнергии и защиты электроустановок при перегрузках и КЗ и нечастых (до 6 включений в час) оперативных переключениях электроцепей и пусков асинхронных электродвигателей выбраны распределительные пункты серии ПР24, которые устанавливают в электрических цепях напряжением до 220 В постоянного тока и до 380 В переменного тока частотой 50 Гц.

В цехе люминофорного покрытия применяем распределительные пункты ПР24Г7206-21УЗ и ПР24Г7308-21УЗ.

Структура условного обозначения:

ПР — буквенное обозначение распределительного пункта; 24 — условный номер разработки серии; Г - условное обозначение модифика­ции распределительного пункта с фидерным выключателем серии 3700 и типа АЕ2040; Г - с вводным выключателем; 7 - обозначение основно­го параметра (вид установки ПР и характера ввода внешних проводников); 7 - начальное, ввод проводом или кабелем; 2 (3) - цифра, обозна­чение габарита ПР и наличие прибора для контроля напряжения; 06 (08) - номер схемы распределительного пункта; 21 - обозначение степени защиты ПР; УЗ - климатические исполнение; УЗ - умеренный климат.

Расчет токов КЗ

Для расчета токов КЗ составляем схему замещения (рис. 11.1)

Рис. 11.1. Расчетная схема и схема замещения к расчету токов КЗ

Мощность данной системы равна: S_c = , МВА, где Х_с = 0.5 - сопротивление системы, отнесенное к ее мощности; I ” = 12 кА -ток КЗ (задан для шин РП); U _б = 10,5 кВ - напряжение системы.

.

Номинальный ток системы, отнесенный к напряжению 10,5 кВ:

.

Приводим все сопротивления к базисной мощности:

а) сопротивление кабельной линии РП - ТП8 Активное сопротивление 1 км кабельной линии определяем по формуле:

, Ом/км,

где γ - удельная проводимость проводов, принимаемая для алюминиевых проводов равной 32 м/(Ом мм²); s - сечение проводов одной фазы (150 мм²); r₀ = 1000/(32 150) = 0,2 Ом/км.

Активное сопротивление кабельной линии:

Реактивное сопротивление кабельной линии:

,

где x₀ = 0,074 Ом/км; r ₀ , x ₀ - активное и реактивное сопротивление 1 км кабельной линии

х_кл =0,074+0,14+109/10² = 0,01Ом.

б) сопротивление трансформатора

При номинальной мощности трансформаторов S_т.ном > 630 кВА

U _к* = X_т

где U _к* = 0,01∙5,5 = 0,055; U_к* - напряжение КЗ трансформатора в относительных единицах:

.

Величину переходного сопротивления контактов автомата не учитываем, так как она относительно мала.

1) Определяем ток КЗ в точке К1

Реактивное сопротивление системы и линии определяем следующим образом:

Х_Σ1 =Х _c + Х_кл = 0,5+ 0,01 = 0,51 Ом.

Активное сопротивление при расчете не учитывается, так как выполняется соотношение: r_Σ < 1/3 X_Σ ; 0,03 < 1/3∙0,51.

Ток короткого замыкания в точке К1

.

Определяем ударный ток КЗ

,

где k _у - ударный коэффициент, принимаемый равным 1.8 для цепей, рассчитываемых без учета активных сопротивлений

.

2) Определяем короткое замыкание в точке К2

Суммарное сопротивление цепи КЗ равно:

,

Активное сопротивление при расчете не учитывается.

Ток короткого замыкания в точке К2

.

Ударный ток КЗ

.