Электроснабжение железнодорожного предприятия (применение аутсорсинга в электроснабжении нетяговых потребителей) (стр. 6 из 12)
При построении сети необходимо сопоставить как материальные затраты на устройство высоковольтной или низковольтной сети, так и надёжность электроснабжения и заданное качество электроэнергии у потребителей. Низковольтные кабельные (а особенно воздушные) линии длиной более 150…200 м значительно увеличивают входное сопротивление питающей сети у потребителей. Это приводит к потерям электроэнергии, снижению напряжения в конце линии и уменьшению надёжности срабатывания защит от сверхтока /3/.
Намечаются места подстанций и производится распределение нагрузок между ними с учётом тяготеющих к ним разбросанных нагрузок При определении центров распределения нагрузок необходимо учесть информацию о местах скопления нагрузок, места возможного расположения источников питания, наличие существующих высоковольтных линий, величину и характер нагрузок. Возможные центры распределения нагрузок должны быть максимально удалены друг от друга и приближены к наиболее крупным электроприёмникам.
При определении центров нагрузок низковольтной сети на схематический генплан предприятия (цеха) наносится картограмма нагрузок /2/. План предприятия необходимо поместить в прямоугольную систему координат с осями Х и Y. При этом каждый электроприёмник (или распределительный шкаф) с нагрузкой Pi, будет иметь координаты Xi, Yi. При таком способе можно по аналогии с центром тяжести материальных точек определить центр электрических нагрузок группы электроприемников или всего предприятия, координаты которого (X0, Y0) могут определиться по формуле
, 
, [1.12]гдеPi – мощность электроприёмника, кВт;
Xi, Yi - координаты электроприёмника, м.
Далее центры нагрузок групп ЭП определяются по формуле [1.12] и в масштабе цеха, разбивая электроприёмники на группы, можно определить координаты возможных центров групп и принять решение о местах установки распределительных шкафов. На основании выбора места расположения КТП и конфигурации кратчайшей сети выбирается трасса и схема прокладки кабелей. Подстанция и цеховые силовые шкафы должны быть приближены к колоннам и стенам цеха как естественным опорам для выходящих и подходящих к ним участков сети.
Например, по формуле [1.12] определим координаты центра тяжести группы из девяти ЭП, питаемой от распределительного шкафа СП-11. Координаты ЭП по осям Х и Y примем в метрах. Схема предприятия с координатами ЭП приведена на рисунке 1.3. Координаты группы из четырёх электродомкратов можно принять в геометрическом центре их установки.
== 73,2 м.
== 36,8 м.
В некоторых случаях возле определённого центра нагрузок оказывается движущееся оборудование, технологический проход и т.д. в таком случае силовой пункт необходимо располагать на ближайшем удобном участке площади депо. Для выбора места расположения силового шкафа питания группы нагрузок СП-11 выберем точку с координатами ХСП-11 = 73,0 м и YСП-11 = 37,0 м возле стены здания в помещении цеха подъёмного ремонта. Центр нагрузок оказывается удалён от силового пункта СП-11 на 1,0 м. Подобным образом определим координаты других групп ЭП и распределительных шкафов депо и данные занесём в таблицу 1.3.
С учётом расчётов выполненными студенткой Свиридовой Е.И. по максимальной мощности групп электроприёмников и определим координаты центра тяжести всех нагрузок депо, который оказался в точке с координатами:
ХД = 50,5 м и YД =37,5 м.
Для уменьшения потерь электроэнергии в низковольтной сети питающая подстанция должна быть максимально приближена к центру нагрузок, однако для удешевления проекта при реконструкции системы электроснабжения сохраним существующую подстанцию в отдельном кирпичном строении и расположенную на расстоянии 0,1 км от ввода низковольтных кабелей в помещения депо со стороны кернового отделения. Следовательно, место расположения ТП Депо смещено от центра нагрузок депо на 138,0 м.
Таблица 1.3 – Координаты центра нагрузок и места установки силовых пунктов групп электроприёмников, в метрах
| Координаты | СП-9 | СП-10 | СП-11 | СП-12 | СП-13 | СП-14 |
| ХЦН | 13,8 | 45,5 | 73,2 | 88,0 | 17,4 | 49,7 |
| YЦН | 31,5 | 32,4 | 36,8 | 26,4 | 19,0 | 16,5 |
| ХСП | 16,0 | 38,0 | 73,0 | 94,6 | 15,2 | 52,0 |
| YСП | 17,5 | 17,5 | 37,0 | 31,2 | 16.5 | 17,5 |
Схема магистральной низковольтной сети приведена на рисунке 1.3.
Ввод питающей сети на ТП Депо выполнен на напряжении 6 кВ. В зависимости от типа линии и класса напряжения сечение проводников питающей сети выбирается в соответствие с ПУЭ /4/ по допустимому длительному току и проверяется по:
- динамическому и термическому действию токов короткого замыкания;
- допустимой экономической плотности тока по формуле
, [1.13]где SПР – площадь поперечного сечения фазной жилы проводника, мм2;
IM – ток в час максимума, А;
JЭК – нормированное значение экономической плотности тока, А/мм2.
Поведём выбор проводников высоковольтных кабельных линий питающих ТП Депо. Максимальная мощность нагрузки депо согласно данных расчёта в таблице 1.2 составляет: SМ = 1083,7 кВ·А. Максимальный ток при напряжении сети 0,4 кВ составляет: IM = 1647 А. по формуле [1.11] для питающей сети с напряжением 6 кВ – IM = 104 А.
При односменной работе предприятия и числе использования максимума нагрузки до 3000 час. в год экономическая плотность тока для высоковольтных проводов с изоляцией из полиэтилена и алюминиевыми жилами составляет:
JЭК = 1,6 А/мм2 /4/.
Следовательно, сечение провода кабельной линии питания предприятия должно быть:
SКЛ ≥ 104,0/1,6 ≥ 65,0 мм2.
Сечение жил кабеля основного питания марки ААШВ 3×120, трёхжильного алюминиевого кабеля в алюминиевой оболочке составляет 120 мм2, а кабеля для резервного питания марки ААБ 3×70, трёхжильного алюминиевого кабеля в свинцовой оболочке и с бумажной изоляцией - 70 мм2. Следовательно, существующие высоковольтные кабели позволяют выполнить электроснабжение ТП Депо в соответствие с действующими нормативами. При этом по кабелю основного питания имеется запас для транзита электроэнергии на КТП питания дистанции пути.
Сечения проводников высоковольтной сети и питающих группы низковольтных электроприемников, выбираем по длительно – допустимому току /4/ исходя из условия
IРАСЧ ≤ IДЛ. ДОП., [1.14]
где IРАСЧ – расчетный ток, А;
IДЛ. ДОП – длительно – допустимый ток по нагреву для проводника, А.
Рисунок 1.2 – Схема деповской понижающей подстанции
Рисунок 1.3 – Схема деповской низковольтной распределительной сети
Например, в вынужденных режимах электроснабжения кабель марки ААБ 3×70 позволяет пропускать длительно-допустимый ток до IДЛ. ДОП = 175 А.
Низковольтные сети выполняются по системе TN-C-S четырёхжильными кабелями, проложенными в коробах и кабельных каналах. При прокладке нескольких кабелей в расчёт вводятся коэффициенты согласно ПУЭ /4/. Например, для четырёхжильных кабелей вводится коэффициент 0,92 по сравнению с длительно допустимым током для трёхжильных.
Например, максимальный ток СП-11 составляет IМ = 61 А. Следовательно, при прокладке по помещениям цехов в воздухе на желобах и по кабельной каналам можно выбрать кабель типа АВВГ 4×25 с алюминиевыми жилами и длительно допустимым током 69 А.
Данные по магистральной питающей сети приведены в таблице 1.4.
Таблица 1.4 - Кабели питающей низковольтной сети
| Путь питающей сети | Ток группы ЭП, IМ, А | Тип кабеля | Сечение кабеля, мм2 | Допустимый ток кабеля, IДЛ. ДОП, А |
| ТП – СП-9 | 98 | АВВГ | 3×50 + 1×25 | 101 |
| ТП – СП 10 | 88 | АВВГ | 4×16 | 55 |
| ТП – СП-11 | 61 | АВВГ | 4×25 | 69 |
| ТП – СП-12 | 114 | АВВГ | 3×70 + 1×50 | 128 |
| ТП – СП-13 | 61 | АВВГ | 4×25 | 69 |
| ТП – СП-14 | 94 | АВВГ | 3×50 + 1×25 | 101 |
Распределительная низковольтная сеть состоит из присоединений отдельных электроприемников к силовым пунктам (СП).
Она выполняется в виде электропроводок в пластмассовых или тонкостенных водо– газопроводных стальных трубах изолированными одножильными проводами или четырёхжильными кабелями /3/.
Расчетные токи для различных электроприемников определяются в зависимости от типа оборудования.
Для сварочных трансформаторов