Электроснабжение насосной станции (стр. 10 из 19)

4.1 Выбор рационального напряжения распределения электроэнергии выше 1000 В

Рациональное напряжение U_paц распределения электроэнергии выше 1000В предприятия определяется в основном значениями мощности ЭП напряжением 6кВ и 10кВ.

Если мощность ЭП 6кВ составляет от суммарной мощности предприятия менее 10-15%, то U_paц распределения принимается равным 10кВ, а ЭП 6кВ получают питание через понижающие трансформаторы 10/6 кВ.

Если мощность ЭП 6кВ составляет от суммарной мощности предприятия более 40%, то U_paц распределения принимается равным 6кВ.

Если мощность ЭП 6кВ составляет от суммарной мощности предприятия менее 15-40%, то необходимо произвести ТЭР.

Кроме того, при выборе U_paц распределения электроэнергии на напряжении выше 1000В следует учитывать напряжение распределения электроэнергии в электрических сетях до 1000В. В случае применения в последних напряжения 660В предпочтение во многих случаях отдается напряжению 10 кВ.

В данном случае доля мощности ЭП 10 кВ составляет:

поэтому в качестве напряжения распределения принимаем U_paц = 10 кВ.

4.2 Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций

Число трансформаторных подстанций (ТП) и мощность их трансформаторов определяется средней нагрузкой цеха (цехов) за наиболее загруженную смену (S_cm), удельной плотностью нагрузки (при мощности цеха более 1500 кВА) и требованиями надежности электроснабжения.

Для цехов I и II категории принимают двухтрансформаторные ТП, для цехов III категории принимают однотрансформаторные ТП.

Средняя нагрузка цеха за наиболее загруженную смену определяется по следующим формулам

; (4.1)

(4.2)

(4.3)

где К_и - коэффициент использования активной мощности одного или группы ЭП;

Р_н - номинальная (установленная) мощность одного или группы ЭП, кВт;

tgj - коэффициент мощности.

Расчет средней нагрузки S_cm сведен в табл.4.1.

Потребители электроэнергии насосной станции относятся к I, II и III категориям, поэтому ТП принимается двухтрансформаторной.

Определение мощности трансформаторов ТП должно производиться с учетом перегрузочной способности трансформаторов.

При преобладании ЭП I -II категории коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме должен быть в пределах 0,65 – 0,75. Для однотрансформаторных подстанций коэффициент загрузки трансформаторов должен быть в пределах 0.9-1.0.

Номинальная мощность трансформатора определяется по выражению [5]:

(4.4)

где N - количество трансформаторов на ТП;

К_з — коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме.

По расчетному значению S_ном.т =125,08 кВА выбираем трансформатор типаТМЗ-160/10

Коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме

(4.5)

Коэффициент загрузки трансформатора в послеаварийном режиме

(4.6)

Каталожные данные трансформатора ТМЗ-160/10:

S_HOM = 160 кВА; DР_х = 0,51 кВт; DР_к = 2,65 кВт; I_x = 2.4%; U_K = 4,5%.

Потери мощности в трансформаторах KТП:

Расчетная нагрузка на стороне ВН цеховой ТП [5]:

4.3. Выбор способа канализации электроэнергии на напряжении выше 1000 В, сечения ЛЭП и токопроводов

В промышленных распределительных электрических сетях выше 1000 В в качестве основных способов канализации электроэнергии на напряжение выше 1000 В применяют кабельные ЛЭП и токопроводы.

При незначительных передаваемых мощностях, как правило, применяют кабельные ЛЭП. Если передаваемая в одном направлении мощность при напряжении 6 кВ более (15...20)МВА, а при напряжении 10 кВ - более (25...30)МВА, то без проведения ТЭР принимают токопроводы. При значительных мощностях, передаваемых в одном направлении, но менее вышеуказанных, способ канализации электроэнергии выбирается на основании ТЭР.

Распределение энергии на территории предприятия осуществляется кабельными линиями электропередач (КЛЭП). Выбор сечения КЛЭП производится в соответствии с требованиями ПУЭ с учетом нормальных и после аварийных режимов работы электрической сети и перегрузочной способности кабелей различной конструкции.

Допустимая токовая нагрузка на жилу кабеля в нормальном режиме определяется по выражению:

I_доп = К₁ · К₂ ·I_Т (4.7)

где К₁ - поправочный коэффициент для кабелей в зависимости от удельного теплового сопротивления земли.

К₂ - поправочный коэффициент на количество работающих кабелей лежащих рядом в земле.

I_т - допустимая токовая нагрузка на жилу кабеля, по ПУЭ, для разных марок кабеля.

При прокладке КЛЭП в воздухе поправочные коэффициенты не применяются.

При проверке сечения кабеля по условиям послеаварийного режима для кабелей напряжением до 10кВ необходимо учитывать допускаемую в течение пяти суток на время ликвидации аварии перегрузку в зависимости от вида изоляции.

Допустимая токовая нагрузка на жилу кабеля в послеаварийном режиме определяется по выражению:

I_{доп.ПАР .}= К₁ · К₂ · К₃ · I_Т , (4.8)

где К_З =1,1 - коэффициент допустимой после аварийной перегрузки [17].

Расчетный ток находится по следующему выражению:

(4.8)

где n - число ЛЭП, работающих в нормальном режиме.

(4.9)

Результаты расчетов сведены в таблицу 4.2.

Схема распределения электроэнергии в насосной станции представлена на рис. 4.1.

Кабели прокладываем в каналах пола.

4.4 Выбор числа силовых пунктов и мест их расположения

Для приема и распределения электроэнергии к группам потребителей трехфазного переменного тока промышленной частоты напряжением 380В применяют силовые распределительные шкафы и пункты.

Для цехов с нормальными условиями окружающей среды изготовляют шкафы серии СП-62 и ШРС1-20УЗ защищенного исполнения, а для пыльных и влажных - шкафы серии СПУ-62 и ШРС1-50УЗ закрытого исполнения. Шкафы имеют на вводе рубильник, а на выводах - предохранители типа ПН2 или НПН. Номинальные токи шкафов СП-62 и ШРС1-20УЗ составляют 250 и 400А, шкафов СПУ-62 и ШРС1-50УЗ - 175 и 280А.

Силовые пункты и шкафы выбираются с учетом условий воздуха рабочей зоны, числа подключаемых приемников электроэнергии к силовому пункту и их расчетной нагрузки (расчетный ток группы приемников, подключаемых к силовому пункту, должен быть не больше номинального тока пункта).

Машинный зал.

Потребителями электроэнергии в машинном зале насосной станции являются пожарные насосы, вентиляторы, мостовой кран, калориферы и освещение. Все приемники электроэнергии рассчитаны на трехфазный переменный ток и напряжение 380 В промышленной частоты, по надежности электроснабжения относятся к I, II и III категориям.

Микроклимат на участке нормальный, то есть температура не превышает +30°С, отсутствует технологическая пыль, газы и пары, способные нарушить нормальную работу оборудования.

Учитывая расположение приемников электроэнергии на плане, можно выделить два узла потребителей: первый узел включает в себя три вентилятора машинного зала, вентилятор мастерской, калорифер, пожарный; второй — мостовой кран, вентилятор машинного зала, калорифер, осветительные приборы машинного зала и пожарный насос.

Таблица 4.2 Выбор кабельных ЛЭП

№	Назначение КЛЭП	n	Snpиc (Sp), кВА	Ip, A		jэ, А/мм2	мм2	Fct, мм2	Iдоп, А	КЗ	Iд.нр А	Iд.пар А	U, кВ	L, м	Марка кабеля
				Н.Р.	П.А.Р.
1	ПГВ-СД1	1	2109,73	122	-	1,2	101,6	120	240	-	240	-	10	13	ААШв 3х120
2	ПГВ-СД2	1	2109,73	122	-	1,2	101,6	120	240	-	240	-	10	3	ААШв 3х120
3	ПГВ-СДЗ	1	2109,73	122	-	1,2	101,6	120	240	-	240	-	10	10	ААШв 3х120
4	ПГВ-СД4	1	2109,73	122	-	1,2	101,6	120	240	-	240	-	10	20	ААШв 3х120
5	ПГВ-СД5	1	2109,73	122	-	1,2	101,6	120	240	-	240	-	10	30	ААШв 3х120
6	ПГВ-СД6	1	2109,73	122	-	1,2	101,6	120	240	-	240	-	10	19	ААШв 3х120
7	ПГВ-СД7	1	2109,73	122	-	1,2	101,6	120	240	240	-	10	25	ААШв 3х120
8	ПГВ-СД8	1	2109,73	122	-	1,2	101,6	120	240	240	-	10	35	ААШв 3х120
9	ПГВ-КТП	2	194,6	5,62	11,25	1,2	4,68	16	75	1,1	69,7	76,7	10	31	ААШв 3х16

Для распределения электроэнергии по отдельным электроприемникам устанавливаются два силовых пункта СП-4 и СП-3 типа ШРС1-20У3.