Проектирование электроснабжения комбината по добыче медной, медно-цинковой и серной руды (стр. 4 из 6)

Iмкнн = Кс × Руст_∑ /

× Unom × cosφcрв, А

где Кс = 0,67 - коэффициент спроса /п.3/

Руст_∑ = 200,5 - установленная мощность, кВт /табл.1/

Unom = 380B – номинальное напряжение сети, В

cosφcрв = 0,86 -средневзвешенный коэффициент мощности / табл.1./

Iмкнн = 0,67 × 200,5 /

× 0,38 ×0,86 = 237,7 А

Из-за того, что температурный режим на горизонте имеет отклонение от нормальных условий, вводим поправочный температурный коэффициент Кt = 1,12

Iф.раб. = Iмкнн × Кt = 237.7 × 1.12 = 265A

Из расчета видно, что нагрузочный ток велик, поэтому к прокладке принимаем 2(две) нитки кабеля. Тогда фактический рабочий ток распределится на две нитки.

I^׀ ф.раб. = Iф.раб. / n = 265 / 2 = 132,7А

где n – число параллельно включенных кабелей.

К прокладке приняли кабель ЭВТ, то необходимое сечение токоведущих жил для данного тока Smin = 50мм², с Iдл.доп. = 155А.

Выбор кабелей для питания отдельных электроприемников

Предварительно составив расчетную схему питания электроприемников участка и задавшись марками кабелей выбираем сечение токоведущих жил по нагреву рабочим током.

При этом учитываем количество приводов электроприемников , и при расчете сечения необходимо выполнить условие по токам:

Inom ≤ Iдл.доп., А

Определим сечение токоведущих жил кабеля для:

1 Вентилятора ВМ-12, данные находим по таблице нагрузок /табл.1/

Inom = 220A, согласно /М.У.прил 5/, выбираем кабель тип ГРШЭ 3×70

2 Скреперной лебёдки 55ЛС-2С, Inom = 98А выбираем кабель тип ЭВТ 3 × 25

Для многодвигательных приводов сечение кабеля выбирается по допустимой температуре нагрева рабочим расчетным током, который определяется по формуле:

Iрасч. =

, А

где ∑Руст.- установленная мощность эл. двигателей агрегата, Вт

Кс = 0,67 - коэффициент спроса.

Cosφcрв.- средневзвешенный коэффициент мощности эл. приемника.

Определим сечение токоведущих жил кабеля для многодвигательных приводов:

1 Круговой опрокидыватель ОК4,0-410-75, к мощности опрокидывателя прибавим мощность параллельно подключенного вентилятора СВМ-5

Iрасч =

= 30,83А

К установке принимаем кабель тип ЭВТ 3 × 10 с I = 45A./М.У.прил5/

2 Станок глубокого бурения НКР-100М

Iрасч =

= 10,43А

К установке принимаем кабель тип ГРШЭ 3×4 с I = 45A. ./М.У.прил5/

Проверка кабельной сети для рабочего режима по потере напряжения

Проверку выполним для самого мощного электроприемника, вентилятора местного проветривания тип ВМ-12, и самого удаленного скреперной лебедки 55ЛС-2С.

Согласно ГОСТ, потеря напряжения в рабочем режиме с учетом силового трансформатора составляет:

∆Uдоп. = ± 10%Uном – в относительных единицах, что составляет в абсолютных единицах Unom = 380B. Определим ∆Uдоп. в абсолютных единицах:

∆Uдоп = Unom × ∆Uдоп. / 100 = 380 × 10 / 100 = 38В

Потери напряжения до отдельных потребителей состоят из потерь в силовом трансформаторе, в низковольтном магистральном кабеле, и в питающем кабеле элктроприемника.

∆Uрасч. = ∆Uтр + ∆Uмкнн + ∆Uпк

где ∆Uтр – потери напряжения в трансформаторе;

∆Uмкнн - потери напряжения в магистральном низковольтном кабеле до УПП;

∆Uпк - потери напряжения в питающем кабеле электроприемника.

Определим потери напряжения на каждом из участков.

Потери напряжения в силовом трансформаторе УПП определим через ток вторичной обмотки:

∆Uтр = I₂nom × Zтр,В I₂nom =

, А Zтр = , Ом

где I₂nom – ток вторичной обмотки тр-ра УПП, А;

Snom – мощность тр-ра, ВА;

Uk = 3,5В напряжение К.З. вторичной обмотки;

Zтр – полное сопротивление тр-ра, Ом.

I₂nom =

= 362 А

Через паспортные данные принятого к установке силового тр-ра , определим полное сопротивление тр-ра:

Zтр =

= 0,02 Ом

∆Uтр = 362 × 0,02 = 7,24В

Определение потери напряжения в магистральном кабеле от УПП до РПП-НН

∆Uмкнн = √3 × Iмкнн × ( Rмкнн × Cosφсрв + Xмкнн × Sinφсрв), В

где Iмкнн = 237,7А

Cosφсрв = 0,86

Sinφсрв = 0,51

При параллельной работе нескольких кабелей, значения Rмкнн и Xмкнн определяются:

- активное и индуктивное сопротивления кабеля определяем с учетомколичества ниток параллельной работы, в количестве двух

Rмкнн = Kt × R₀ × ℓмкнн / n, Ом

Xмкнн = X₀ × ℓмкнн × n , Ом

где R₀ = 0,37 Ом, X₀ = 0,0625 Ом – соответствующие активное и индуктивное сопротивления единичной длины принятого сечения кабеля.

Kt = 1,18 – температурный коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления кабеля с повышением его нагрева до t = 65^°C ℓмкнн = 0,02км – расстояние от УПП до РПП-НН n = 2шт - количество ниток кабеля.

Rмкнн = 1,18× 0,37× 0,02 / 2 = 0,0043 Ом

Xмкнн = 0,0625 × 0,02 ×2 = 0,0025 Ом

∆Uмкнн = 1,73 × 237,7× (0,0043 × 0,86 + 0,0025 × 0,51) = 1,97 В

Определение потери напряжения в питающем электроприёмник кабеле

Определим потерю напряжения самого мощного электроприёмника вентилятора местного проветривания ВМ-12.

∆Uп.к. = √3 × I п.к. × (R п.к. × Cosφсрв + X п.к. × Sinφсрв)

где I п.к. = Inom.дв = 220А;

R₀ = 0.26 Ом/км, X₀ = 0.0612 Ом/км – активное и реактивное сопротивления единицы длины принятого к установке кабеля /М.У.прил.3/ ;

ℓ п.к.= 0,039км длина питающего кабеля по расчетной схеме п.4.5;

Cosφсрв = 0,89;

Sinφсрв = 0,46.

R п.к. = R₀ × ℓ п.к = 0.26 × 0,039 = 0,01 Ом

X п.к. = X₀ × ℓ п.к = 0.0612 × 0,039 = 0,002 Ом

∆Uп.к.1 = 1,73 × 220 × (0,01. × 0,89 + 0,002 ×0,46) = 4,08В

Осуществим проверку в рабочем режиме для самого удаленного электроприемника скреперной лебёдки 55ЛС-2С.

∆Uп.к. = √3 × I п.к. × (R п.к. × Cosφсрв + X п.к. × Sinφсрв)

где I п.к. = Inom.дв = 98А;

R₀ = 0,74Ом/км, X₀ = 0,0662Ом/км;

ℓ п.к.= 0,073км;

Cosφсрв = 0,86;

Sinφсрв = 0,51.

R п.к. = R₀ × ℓ п.к = 0,74 × 0,073 = 0,054 Ом

X п.к. = X₀ × ℓ п.к = 0,0662 × 0,073 = 0,0048 Ом

∆Uп.к.2 = 1,73 × 98 × (0,054 × 0,86 + 0,0048 × 0,51) = 8,27В

Суммарная потеря напряжения до ВМ-12 и 55ЛС-2С совместно с ∆Uтр. составляет:

∆Uрасч. = ∆Uтр. + ∆Uмкнн + ∆Uп.к.1 + ∆Uп.к.2 = 7,24 + 1,97 + 4,08 + 8,27 = 21,56В

Вывод: допустимая потеря напряжения по ГОСТ ∆Uдоп. = 38В превышает расчетное значение ∆Uрасч. = 21,56В т.е.условия эксплуатации в рабочем режиме соблюдаются.

Проверка кабельной сети участка по потере напряжения в пусковом режиме

Для обеспечения рабочего режима при пуске асинхронного двигателя, напряжение на их зажимах должно быть Uпуск. ≥ 0,8 Unom.

Uпуск. ≥ 0,8 × 380В = 304В

Проверку выполним для самого мощного электроприемника, которым является ВМ-12.

Фактическая величина напряжения на зажимах двигателя при его пуске определяется из соотношения :

Uпуск =

, В

где U₂xx.тр. = 400В – напряжение х.х. вторичной обмотки тр-ра, В;

U₂nom = 380В; Iпуск = 220А – номинальный ток пускаемого двигателя;

Cosφсрв.= 0.89 , Sinφсрв = 0.46 - коэффиценты мощности пускаемого эл. двигателя;

∆Uocm.дв.- потери напряжения в магистральном кабеле, вызванные работой всех работающих двигателей, за исключением пускаемого, В

∑R = Rтp.+ Rм.к.+ Rп.к. Ом; ∑X = Xтр.+ Xм.к.+ Xп.к. Ом

Для определения ∑R и ∑X необходимо определить Rтp. и Xтр .

Rтp. =

= = 0,0058 Ом

где Рк = 2300Вт – мощность потерь к.з. выбранного тр-ра /М.У.прил.6/

I₂nom = 362А – номинальный ток обмотки н.н. тр-ра.

Из треугольника сопротивлений, по т.Пифагора определим:

Xтр.=

.= =0,0191 Ом

где Zтр.= 0,02 Ом – полное сопротивление трансформатора /п.4.7.4/

∑R = Rтp.+ Rм.к.+ Rп.к.= 0,0058 + 0,0043 + 0,01 = 0,0201 Ом

где Rм.к = 0,0043 Ом – активное сопротивление магистрального кабеля н.н. /п.4.7.5/

Rп.к.= 0,01 Ом - активное сопротивление выбранного кабеля до ВМ-12 /п.4.7.6/

∑X = Xтр.+ Xм.к.+ Xп.к.= 0,0191 + 0,0025 + 0,002 = 0,0236 Ом

где Xм.к = 0,0025 Ом – индуктивное сопротивление магистрального н.н. кабеля /п.4.7.5/

Xп.к = 0,02 Ом – индуктивное сопротивление выбранного кабеля до ВМ-12 /п.4.7.6/

Потерю напряжения, ∆Uост.дв. в магистральном кабеле определим по формуле:

∆Uост.дв.= √3 × I'м.к. × (Rтр × Cosφсрв. + Xтр × Sinφсрв.), В

где I^'м.к. = Кс × Р'nom√3 / Unom × Cosφсрв., A – ток в магистральном кабеле от всех работающих электродвигателей, кроме пускаемого;

Р'nom = P_∑ уст. – Pnom пуск.дв. , кВт – мощность всех эл. двигателей, кроме пускаемого;

P_∑ уст = 200,5 кВт /таблица 1/.

Кс = 0,67 – коэффициент спроса потребителей участка /п.3/

Cosφсрв = 0,86 Sinφсрв = 0,51 коэффициенты мощности.

Р'nom = P_∑ уст. – Pnom пуск.дв. = 200,5 – 110 = 90,5кВт

I^'м.к. = Кс × Р'nom√3 / Unom × Cosφсрв = 0,67 × 90,5 ×√3 / 0,38 ×0,86 = 321,77A

∆Uост.дв.= √3 × 321,77 × (0,0058 × 0,86. + 0,0191 ×0,51) = 8,17В

После определения всех величин, определяем Uпуск.:

Uпуск =

= 380,9В