Электроснабжение железнодорожного предприятия (автоматизация учёта электроэнергии) (стр. 4 из 8)
PМ = PСМ;
QМ = QСМ..
Рассчитаем итоговую строчку таблицы 1.2 по группам ЭП. Для группы СП – 1 с переменным графиком нагрузки: PСМ= 9,4 кВт, QСМ. = 15,5 квар.
По результатам граф 6 и 3 определяется групповой коэффициент использования КИ для электроприёмников с переменным графиком нагрузки по формуле (1.7):
КИ = SРСМ /SРН. (1.7)
Для группы с переменным графиком нагрузки питаемой от СП-1:
КИ = 9,4/54,0 = 0.17.
Далее для определения максимальной расчётной мощности необходимо определить коэффициент максимума КМ и эффективное число ЭП nЭ, шт.
Под nЭ понимается такое число одинаковых по режиму электроприёмников одинаковой мощности, которое создаёт такой же расчётный максимум, что и группа различных электроприёмников. Определяется nЭ, шт, по формуле:
. (1.8)При этом, мощность многодвигательных станков и механизмов (кранов)
суммируется и не учитываются мелкие электроприёмники с суммарной мощность менее 5 % от мощности группы. Многодвигательными механизмами можно считать электродомкраты, которые работают по четыре одновременно [3].
В графу 9 записываем коэффициент максимума Км. или коэффициент загрузки kЗ. Если nЭ > 4, то коэффициент максимума по активной мощности определяем по кривым и заносится в графу 9.
Если число электроприёмников в группе равно четырём и более, то эффективное число ЭП допускается принимать равным фактическому при условии:
m ≤ 
≤ 3, (1.9)
где РНMAX – номинальная мощность максимального электроприёмника, кВт;
РНMIN – номинальная мощность минимального электроприёмника, кВт.
При определении m исключаются мелкие электроприёмники с суммарной мощностью менее 5%.
Если m > 3, то nЭ можно определить по формуле
, (1.10)где ΣРН – суммарная мощность ЭП группы, кВт.
Реактивная мощность, необходимая для создания магнитного потока электрических машин, изменяется в получасовой максимум не столь значительно и определяется:
- при nЭ ≤ 10, Q М = 1,1 Q СМ;
- при nЭ> 10, Q М = Q СМ
Таким способом в данном примере рассчитываются максимальные нагрузки, питаемые от СП – 1. Для ЭП повторно-кратковременного режима наибольшим ЭП является токарный станок (ЭП 27) с рН = 12,4 кВт, а наименьшим можно считать точило (ЭП 2) с рН = 224 кВт, и по формуле (1.9):
m =12,4/2,2 = 5,6.
Поскольку m > 3, то nЭ можно определить по формуле (1.10), тогда:
nЭ = 2 · 54,0/12,4 = 8,7 шт.
По кривым справочника [3] определяем, что: Км. = 2,10, тогда:
PМ = 9,4 · 2,10 = 19,7 кВт; QМ = 1,1 · 15,5 = 17,0 квар.
Для ЭП длительного режима работы:
PМ = PСМ = 2,9 кВт; QМ = QСМ = 3,0 квар.
Если число электроприемников больше 3, а nЭ меньше четырёх, то расчет максимальной нагрузки ведется по коэффициенту загрузки kЗ, который для электроприемников:
- длительного режима работы, kЗ= 0,90 при cosφ = 0,90, тогда:
PМ = 0,90 · PН; QМ= 0,75 · PМ;
- повторно-кратковременного режима работы kЗ = 0,75; cos j = 0,70; тогда:
PМ = 0,75 · PН; QМ = PН.
Таким способом рассчитываются максимальные нагрузки, питаемые от СП – 7. Подсчитываем итог по всем силовым нагрузкам группы ЭП питаемых от СП – 1, складывая итоги соответствующих граф (n, PН, PСМ, QСМ, PМ, QМ).
PСМ = 12,3 кВт; QСМ = 18,5 квар;
PМ = 22,6 кВт; QМ = 20,0 кВ·Ар.
Для выбора силового шкафа питающего группу подсчитаем среднюю мощность SСМ за максимально загруженную смену, кВ·А
SСМ =
. (1.11)Для группы СП-1:
SСМ =
= 22,2 кВ·А.Определим максимальную мощность группы:
SМ =
= 30,2 кВ·А.Для выбора сечения и марки питающих кабелей при напряжении питания UН =380 В определим ток питающей линии группы (графа 13), А
. (1.12)Для группы питаемой от СП-1
IМ =
= 45,9 А = 46,0 А.Проведём расчёт для всех групп ЭП. Результаты расчета нагрузок приведены в таблице 1.2.
1.2 Расчёт сети электроснабжения локомотивного депо
Реконструкцию системы электроснабжения данного локомотивного депо необходимо проводить по следующим причинам:
- высоковольтное и низковольтное распределительное устройство ТП Депо прошло нормативный срок эксплуатации;
- низковольтная распределительная сеть перегружена и находится в неудовлетворительном техническом состояние.
Понижающая подстанция, питающая данное депо (ТП Депо), включена в кольцевую схему железнодорожного узла и получает питание на напряжении
6 кВ по двум кабельным линиям от независимых источников. Распределительное устройство высокого напряжения ТП Депо секционировано. В качестве коммутационного аппарата установлен высоковольтный выключатель.
Первый питающий фидер подстанции выполнен кабелем 6 кВ марки ААШВ 3×120, длина 0,90 км. На первой секции шин установлен понижающий трансформатор типа ТМ-630/6/0,4.
Второй питающий фидер подстанции выполнен кабелем 6 кВ марки
АСБ 3×70, длина 0,70 км. Понижающий трансформатор второй секции шин типа ТМ-320/6/0,4. Системы шин высокого и низкого напряжения секционированы.
Подстанции депо (ТП Депо) имеет следующие посторонние низковольтные потребители: пост электрической централизации (ЭЦ) на 120 стрелок, заявленная мощность Р = 72,4 кВт, cos φ = 0,85 и станцию перекачки мазута, заявленная мощность Р = 50,0 кВт, cos φ = 0,85.
Также от первой секции шин 6 кВ подстанции депо отходит кабельная линия для питания комплектной трансформаторной подстанции (КТП) дистанции пути.
В распределительном устройстве высокого напряжения на существующей ТП Депо установлены комплектные камеры типа КСО 366. Приходящие и отходящие высоковольтные фидеры оснащены масляными выключателями типа ВМГ – 10 выработавшими нормативный ресурс.
При реконструкции ТП Депо необходимо:
- определить необходимость увеличения мощности или замены силовых понижающих трансформаторов;
- в высоковольтных камерах заменить масляные выключатели на вакуумные стационарного исполнения;
- оснастить распределительное устройство низкого напряжения современными типами панелей с новой коммутационной и защитной аппаратурой.
Трансформаторы питающей подстанции выбираются по условиям окружающей среды. Номинальная мощность трансформатора должна соответствовать средней нагрузке за максимально загруженную смену. Для потребителей первой категории нагрузка трансформатора должна быть не более 70 % от номинальной мощности, для второй – до 80 %, третьей до 90 % [4].
Проведём сравнение вариантов выбора трансформаторов.
Суммарная рассчитанная мощность нагрузки наиболее нагруженной смены депо составляет: SСМ = 895,8 кВ·А. В настоящее время на ТП-Депо установлены трансформаторы с суммарной номинальной мощностью
SН.Т = 950 кВ·А. Следовательно, нагрузка за максимально нагруженную смену для них составляет 94,3 %, что превышает норму для потребителей третьей категории. Также трансформатор типа ТМ-320/6/0,4 находится в эксплуатации более 40 лет, выработал нормативный ресурс и по техническому состоянию нуждается в замене. При реконструкции ТП Депо трансформатор типа ТМ-320/6/0,4 может быть заменён на :
- трансформатор типа ТМ-400/6/0,4 мощностью 400 кВ·А;
- трансформаторами типа ТМ-630/6/0,4 мощностью 630 кВ·А.
В первом случае рассчитанная нагрузка потребителей за максимально загруженную смену составит 87,0 % от мощности трансформаторов типа ТМ-630/6/0,4 и ТМ-400/6/0,4 соответствует нормам для потребителей третьей категории.
Во втором случае рассчитанная нагрузка потребителей за максимально загруженную смену составит 71,1 % от мощности двух трансформаторов типа ТМ-630/6/0,4. Поскольку среди нагрузок от ТП Депо имеется потребитель первой категории (пост ЭЦ), а также в связи с тем, что энерговооружённость депо и электропотребление будет всё более возрастать, принимаем решение об установке второго трансформатора типа ТМ-630/6/0,4.
Главный распределительный щит (ГРЩ) распределительного устройства низкого напряжения выполним с применением типовых шкафов выпускаемых в настоящее время промышленностью. Поскольку применяется двухтрансформаторная ТП, система шин напряжением 0,4 кВ секционирована. В качестве коммутационного аппарата на вводе от трансформатора на каждую секцию шин применяется автоматический выключатель. Защита отходящих низковольтных линий выполняется с применением автоматических выключателей стационарного или выдвижного типа или предохранителями-разъединителями на номинальный ток до 630 А [3].
Для организации учёта электроэнергии и измерений на ТП по заявке заказчика устанавливаются:
- вольтметр с переключателем на вводе РУ низкого напряжения;