Компенсация реактивной мощности.

Одним из основных вопросов решаемых при проектировании систем электроснабжения, является компенсация реактивной мощности.Передача реактивной мощности нерациональнапо следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.Поэтому необходимо принимать меры по снижению реактивной мощности такие как: конденсаторные батареи (КБ), синхронные двигатели (СД) и синхронные компенсаторы.

Определяем cosφ РМЦ на стороне 0.4кВ без компенсации:

cosφ=∑Р_р/S_р.

cosφ=221.7/288=0.77<(0.9-0.95)

Требуется искусственная компенсация реактивной мощности (Л2 стр. 33).

Определим не скомпенсированную реактивную нагрузку в сетях 0.4кВ:

_{нн кб}=0.9*Р_р(tgφ_р-tgφ_эф)

Где tgφ_эф задаётся энергосистемой =(0.32 - 0.34).

_{нн кб}=0.9*221.7(0.81-0.33)=0.9*221.7*0.48=95.77кВАР.

Для компенсации выбираем установкуУКРМ-0.4-105-7.5У3(ООО ЭнергоЗапад).

УКРМ-установкакомпенсации реактивной мощности;

-0.4-номинальное напряжение;

-105-номинальная мощность;

-7.5-шаг регулирования;

-У3-климатическое исполнение;

-ip-31-55.

S_р´ = ²

S_р´= = =235.3кВА.

Рассчитываем cosφ после компенсации:

cosφ_р´=Р_р/S_р´

cosφ_р´=221.7/235.3=0.94.˃0.9

условие выполняется(Шеховцов стр. 33).

Рассчитываем ток по РМЦ на стороне 0.4кВ после компенсации.

I_р´ =S_р´ / *U

I_р´=235.3/1.73*0.38=235.3/0.66=356.5А

Выбор трансформатора.

Где β_т- коэффициент загрузки трансформатора=0.9-0.95 (Л4 стр. 281); и n- количество трансформаторов.

S_тр.=235.3/(1*0.95)=247.7кВА.

Выбираем тр-р мощностью 250кВА.

β_{факт.ном}=S_р´/n*S_ном.тр.=235.3/1*250=0.94

cosφ_р´=0.94 условие β_{факт. ном}≤cosφ_р´ выполняется.

Выбираем тр-р ТМ-250 10/0.4 трансформатор масляный трёхфазный с естественным охлаждением. U_вн=10кВ; U_нн=0.4кВ; U_кз=4.5%; I_хх=2.3%; потери хх=0.82кВт; потери КЗ=3.7кВт (http://www.eti.su/articles/visokovoltnaya-tehnika).

Рассчитываем потери мощности в трансформаторе:

Р=2%*S_ном.тр.*n=0.02*250*1=5кВт.

Q=10%* S_ном.тр.*n=0.1*250*1=25кВАР.

Выбираем одно трансформаторную комплектную трансформаторную подстанцию киоскового типа для внутренней установки (КТП 250-10/0.4). Поставляется в собранном или полностью подготовленном для сборки виде. Состоит из вводного устройства высокого напряжения, силового трансформатора и распределительногоустройства низкого напряжения

(http://www.eti.su/articles/visokovoltnaya-tehnika/visokovoltnaya-tehnika_487.html).

Выбор аппаратов защиты.

Выбираем вводной аппарат на стороне 10кВ выключатель нагрузки с предохранителями и устройством отключения при срабатывании одного из предохранителей: ВНП17-10/400(http://energostroi-kru.ru/vykluchateli/vnp-16-17.html).

Рассчитаем предохранитель для стороны 10кВ:

I_н.тр.=S_н.тр./(√3*U_н.)=250/(1.73*10)=250/17.3=14.5.

Выбираем предохранитель ПКТ 101-10-20 на 20А. (https://keaz.ru/f/557/catalog-pkt.pdf).

Для РУНН выбираем автоматические выключатели серии ВА 51 с тепловым и электромагнитным расцепителями на отходящих линиях и серии ВА 52 с повышенной коммутационной способностью на вводе с тр-ра.

Для СП-1: находим пиковый ток:

I_пик.=I_{пуск.мах.}+(I_р.- К_и*I_н.мах.)

Где I_{пуск.мах}- максимальный пусковой ток ЭП в группе; I_р- расчётный ток группы; I_н.мах.- максимальный расчётный ток ЭП в группе; К_и- коэффициент использования группы (применяется если в группе больше 5 ЭП).

I_пик.=216+(103.3-0.31*28.8)=216+94.4=310.4А

Находим ток электромагнитного расцепителя:

I_э.р.≥1.25*I_пик.

I_э.р.≥1.25*310.4≥388А

Находим ток теплового рсцепителя:

I_т.р.≥1.1*I_р

I_т.р.≥1.1*103.3≥113.63А

Выбираем автомат ВА 51-31 I_н=100А; I_т.р.=120А; I_э.р.=400А.

Для СП-2: находим пиковый ток:

I_пик.=I_{пуск.мах.}+(I_р.-К_и.*I_н.мах.)

Где I_{пуск.мах}- максимальный пусковой ток ЭП в группе; I_р- расчётный ток группы; I_н.мах.- максимальный расчётный ток ЭП в группе; К_и- коэффициент использования группы (применяется если в группе больше 5 ЭП).

I_пик.=750+(222-0.63*61)=750+183.57=933.57А

Находим ток электромагнитного расцепителя:

I_э.р.≥1.25*I_пик.

I_э.р.≥1.25*933.57≥1167А

Находим ток теплового рсцепителя:

I_т.р.≥1.1*I_р

I_т.р.≥1.1*222≥244А

Выбираем автомат ВА 51-35 I_н=250А; I_т.р.=250А; I_э.р.=1200А.

Для СП-3: находим пиковый ток:

I_пик.=I_{пуск.мах.}+(I_р.-К_и.*I_н.мах.)

Где I_{пуск.мах}- максимальный пусковой ток ЭП в группе; I_р- расчётный ток группы; I_н.мах.- максимальный расчётный ток ЭП в группе; К_и- коэффициент использования группы (применяется если в группе больше 5 ЭП).

I_пик.=216+(84.79-0.13*28.8)=216+81=297А

Находим ток электромагнитного расцепителя:

I_э.р.≥1.25*I_пик.

I_э.р.≥1.25*297≥371.25А

Находим ток теплового расцепителя:

I_т.р.≥1.1*I_р

I_т.р.≥1.1*84.79≥93.3А

Выбираем автомат ВА 51-31 I_н=100А; I_т.р.=100А; I_э.р.=400А.

Для СП-4: находим пиковый ток:

I_пик.=I_{пуск.мах.}+(I_р.-К_и.*I_н.мах.)

Где I_{пуск.мах}- максимальный пусковой ток ЭП в группе; I_р- расчётный ток группы; I_н.мах.- максимальный расчётный ток ЭП в группе; К_и- коэффициент использования группы (применяется если в группе больше 5 ЭП).

I_пик.=158.25+(59.71-0.14*21.1)=158.25+56.76=215А

I_э.р.≥1.25*I_пик.

I_э.р.≥1.25*215≥268.75А

Находим ток теплового рсцепителя:

I_т.р.≥1.1*I_р

I_т.р.≥1.1*59.71≥65.7А

Выбираем автомат ВА 51-31 I_н=100А; I_т.р.=67.5А; I_э.р.=280А.

Выбираем автомат для УКРМ:

Находим номинальный ток УКРМ:

I_н=Q_н/√3*U_н=105/0.7=150А

I_т.р.≥1.1*I_н

I_т.р.≥1.1*150≥165А

Находим ток электромагнитного расцепителя:

I_э.р.≥1.3*I_н.

I_э.р.≥1.3*150≥195А

Выбираем автомат ВА 51-33 I_н=160А; I_т.р.=200А; I_э.р.=800А.

Выбираем вводной автомат тр-ра: находим пиковый ток:

I_пик.=I_{пуск.мах.}+I_н.укрм+(I_р.-К_и.*I_н.мах.)

Где I_{пуск.мах}- максимальный пусковой ток ЭП в РМЦ; I_р- расчётный ток РМЦ; I_н.мах.- максимальный расчётный ток ЭП в РМЦ; I_н.укрм- номинальный ток УКРМ; К_и- коэффициент использования РМЦ (если в группе больше 5 ЭП).

I_пик.=750+150+(356.5-0.33*100)=900+323.5=1223.5А

Находим ток электромагнитного расцепителя:

I_э.р.≥1.25*I_пик.

I_э.р.≥1.25*1223.5≥1529.4А

Находим ток теплового рсцепителя:

I_т.р.≥1.1*(I_р+I_н.укрм)

I_т.р.≥1.1*(356.5+150)≥557.2А

Выбираем автомат ВА 52-39 I_н=630А; I_т.р.=625А; I_э.р.=2500А.

Выбранные коммутационные аппараты заносим в таблицу 2.5.

Таблица 2.5.

Плавкие вставки выбранные при расчёте силовых пунктов заносим в таблицу 2.6

Таблица 2.6.

I_доп.≥I_р/К_п*К_т

Где: I_доп- допустимый ток для выбранного сечения КЛ;I_р - расчётный ток линии; К_п и К_т - поправочные коэффициенты на условия прокладки и температуры (Л8 глава 1.3).

Для повторно-кратковременного режима работы:

I_доп.≥I_пв*√ПВ/0.875

Где: ПВ - продолжительность включения; I_пв - ток повторно-кратковременного режима; 0.875 - коэффициент запаса (Л1 стр. 203).

Выбранное сечение проверяется на соответствие защитному аппарату:

I_доп.≥I_з*К_з

Где: I_з - номинальный ток срабатывания защитного аппарата (I_п.в. для предохранителей; I_т.р.для автоматов); К_з - кратность защиты (Л4 стр.163).

Все ЭП защищены предохранителями, так как сеть не требует защиты от перегруза, КЛ до ЭП проложены отдельно в полу поэтому для всех КЛ от СП до ЭП принимаем I_з=I_п.в. - ток плавкой вставки предохранителя; К_з=0.33; К_т = 1; К_п = 1; для двигателей с короткозамкнутым ротором I_р = I_н.

По СП-1:

-- Токарный автомат: то СП-1 запитано 3шт.

I_доп.≥I_н.≥28.8А

Проверка по ПН

I_доп.≥100*0.33≥33А.

Принимаем - I_доп.≥33А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х4 с I_доп=34А.

-- Зубофрезерный станок: от СП-1 запитано 3шт.

I_доп.≥I_н.≥28.8А

Проверка по ПН

I_доп.≥100*0.33≥33А.

Принимаем - I_доп.≥33А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х4 с I_доп=34А.

-- Круглошлифовальный станок: от СП-1 запитано 3шт. шлейфом в одной группе

(I_доп.≥I_н*3).

I_доп.≥8.1*3≥24.3А.

Проверка по ПН

I_доп.≥32*0.33≥10.6А.

Принимаем - I_доп.≥24.3А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х2.5 с I_доп=26А.

По СП-2:

-- Сварочный агрегат: от СП-2 запитано 3шт. ПВ=40%.

I_доп.≥I_пв*√ПВ/0.875

I_доп.≥15.15*√0.4/0.875≥15.15*0.63/0.875≥10.9А.

проверка по ПН

I_доп.≥16*0.33≥5.28А.

Принимаем I_доп.≥10.9А.Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х2.5 с I_доп=26А.

-- Вентилятор: от СП-2 запитано 2шт.

I_доп.≥I_н.≥100А

Проверка по ПН

I_доп.≥315*0.33≥104А.

Принимаем - I_доп.≥104А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х35 с I_доп=113А.

-- Кран мостовой: от СП-2 запитан один. ПВ=60%.

I_доп.≥I_макс*√ПВ/0.875

I_доп.≥69.3*√0.6/0.875≥69.3*0.77/0.875≥61.3А.

проверка по ПН

I_доп.≥80*0.33≥26.4А.

Принимаем I_доп.≥61.3А.Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х16 с I_доп=72А.

По СП-3:

-- Кран мостовой: от СП-3 запитан один. ПВ=60%.

-- Строгальный станок: от СП-3 3шт. шлейфом в одной группе

(I_доп.≥I_н*3).

I_доп.≥28.8*3≥86.4А.

Проверка по ПН

I_доп.≥125*0.33≥41.25А.

Принимаем - I_доп.≥86.4А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х25 с I_доп=93А.

-- Фрезерный станок: от СП-3 запитано 4шт. шлейфом в одной группе

(I_доп.≥I_н*4).

I_доп.≥21.1*4≥84.4А.

Проверка по ПН

I_доп.≥100*0.33≥33А.

Принимаем - I_доп.≥84.4А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х25 с I_доп=93А.

-- Расточный станок: от СП-3 запитано 3шт. шлейфом в одной группе

(I_доп.≥I_н*3).

I_доп.≥28.8*3≥86.4А.

Проверка по ПН

I_доп.≥125*0.33≥41.25А.

Принимаем - I_доп.≥86.4А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х25 с I_доп=93А.

По СП-4:

I_доп.≥I_н.≥10.7А

Проверка по ПН

I_доп.≥40*0.33≥13.2А.

Принимаем - I_доп.≥13.2А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 2х2.5 с I_доп=33А.

-- Сверлильный станок: однофазный 2шт. по 1 от фазы "А" и "С".

I_доп.≥I_н.≥14А

Проверка по ПН

I_доп.≥50*0.33≥16.5А.

Принимаем - I_доп.≥16.5А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 2х2.5 с I_доп=33А.

-- Сверлильный станок: однофазный 2шт. по 1 от фазы "А" и "С".

I_доп.≥I_н.≥14А

Проверка по ПН

I_доп.≥50*0.33≥16.5А.

Принимаем - I_доп.≥16.5А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 2х2.5 с I_доп=33А.

-- Токарный станок: запитано 2 группы по 3шт. в каждой группе

(I_доп.≥I_н*3).

I_доп.≥21.1*3≥63.3А.

Проверка по ПН

I_доп.≥100*0.33≥33А.

Принимаем - I_доп.≥63.3А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х16 с I_доп=72А.

-- Плоскошлифовальный станок: 2шт. шлейфом в одной группе.

(I_доп.≥I_н*2).

I_доп.≥21.1*2≥42.2А.

Проверка по ПН

I_доп.≥80*0.33≥26.4А.

Принимаем - I_доп.≥42.2А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х10 с I_доп=55А.

Автоматические выключатели имеют регулируемый тепловой расцепитель, поэтому К_з для них=0.66.

От РУНН до СП-1:

I_доп.≥I_р.≥I_т.р..≥103.3А

Проверка по ВА

I_доп.≥I_з*К_з.≥120*0.66≥79.2А

Принимаем I_доп.≥103.3А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х35 с I_доп=113А.

От РУНН до СП-2:

I_доп.≥I_р.≥I_т.р..≥222А

Проверка по ВА

I_доп.≥I_з*К_з.≥250*0.66≥165А

Принимаем I_доп.≥222А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х120 с I_доп=224А.

От РУНН до СП-3:

I_доп.≥I_р.≥I_т.р..≥84.79А

Проверка по ВА

I_доп.≥I_з*К_з.≥100*0.66≥66А

Принимаем I_доп.≥84.79А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х25 с I_доп=93А.

От РУНН до СП-4:

I_доп.≥I_р.≥I_т.р..≥59.71А

Проверка по ВА

I_доп.≥I_з*К_з.≥67.5*0.66≥44.55А

Принимаем I_доп.≥59.71А. Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х16 с I_доп=72А. От РУНН до УКРМ:

Выбираем по ВА

I_доп.≥I_з*К_з.≥200*0.66≥132А.

Выбираем КЛ АВБбШв-1 4х50 с I_доп=137А

Выбранные КЛ заносим в таблицу 2.7.

Таблица 2.7.

АВБбШв-1(http://www.viktan.ru)

до 1кВ.

шланг из ПВХ пластика.

битум для сечений ˃ 6мм²

броня из двух стальных лент.

изоляция жил из ПВХ пластика.

алюминиевая токопроводящая жила (Если буквы нет - жила медная).