Электрооборудование и электропривод механизма подъёма мостового крана

Введение

Энергетика нашей страны обеспечивает надежное электроснабжение промышленных предприятий, жилищно-бытовых нужд и других отраслей народного хозяйства.

Передача электроэнергии от источников к потребителям производится энергетическими системами, которые в нашей стране объединены в единую энергетическую систему (ЕЭС).

Электроустановки потребителей электроэнергии имеют свои специфические особенности. К ним предъявляются определенные требования: надежность питания, качество электроэнергии, резервирование и защита отдельных элементов. При проектировании, сооружении и эксплуатации систем электроснабжения необходимо правильно в технико-экономическом аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки, выбирать тип, число и мощность трансформаторных подстанций, виды их защиты, системы компенсации реактивной мощности и т.д. Это должно решаться с учетом совершенствования технологических процессов производства, роста мощностей отдельных электроприемников и особенностей каждого предприятия повышения качества и эффективности его работы.

В настоящее время наибольшую значимость получила нефтяная промышленность. На долю нефтеперерабатывающей отрасли приходится существенная часть потребляемой электроэнергии. Основными потребителями на НПЗ являются технологические установки, блоки оборотного водоснабжения общезаводских насосных и компрессорных станций, ремонтно-механических цехов, административно-хозяйственных блоков.

1 Краткая характеристика технологического режима установки

Установка термического крекинга - это совокупность устройств и механизмов, предназначенных для получения дополнительных количеств светлых нефтепродуктов термическим разложением остатков от перегонки нефти.

В основе функционирования установки лежит процесс, который заключается в том, что под действием высоких температур, органические соединения нефти видоизменяются, распадаются и вступают в различные вторичные реакции между собой.

Термическому крекингу подвергают различные виды сырья: от легкого прямогонного бензина до гудрона и тяжелых дистиллятов вторичного происхождения, получаемых при коксовании и каталитическом крекинге.

Продуктами термического крекинга является газ, бензин, газойль и крекинг-остаток.

В газе термического крекинга содержатся предельные (от метана до бутана) и непредельные (от этилена до бутиленов) углеводороды, водород и сероводород. Газ термического крекинга направляется для дальнейшей переработки на газофракционирующую установку.

Бензин термического крекинга имеет октановое число 66 - 68 пунктов и по своей антидетонационной стойкости не соответствует требованиям, предъявляемыми современными автомобильными двигателями. Кроме того, такой бензин обладает низкой химической стабильностью. Для такого бензина необходима очистка от серо -водорода путем щелочной промывки.

Газойль термического крекинга используется как компонент

флотских мазутов, газотурбинного и печного топлива. После гидроочистки газойль может использоваться как компонент дизельного топлива.

Крекинг-остаток используется в качестве котельного топлива для теплоэлектростанций, морских судов, печей промышленных предприятий. Крекинг-остаток обладает пониженной вязкостью, что облегчает условия транспортировки котельных топлив по системе трубопроводов.

Технологическая схема установки зависит от того, какое сырье на ней перерабатывается. Общим для всех установок термического крекинга является наличие трубчатой печи для подогрева сырья до необходимой температуры и сообщения тепла реакции, реакционные камеры, испарители низкого и высокого давления, ректификационные колонны.

Дополнительным оборудованием на установке являются: насосы, вентиляторы, аппараты воздушного охлаждения, мостовые краны, электрифицированные задвижки, аппараты дуговой электросварки, заточные и сверлильные станки.

Технологический режим установки поддерживается в соответствии с технологическим регламентом и технологической кар -той.

Работу установки термического крекинга контролируют по показаниям приборов, на основании результатов анализа сырья, флегмы, крекинг-остатка и дистиллята. В сырье определяют содержание воды, сернокислотных смол, коксуемость, плотность. Коксуемость и содержание сернокислотных смол дают представление о способности сырья образовывать кокс в трубах печи и реакционной камере. Если на переработку поступает более смолистое сырье, то необходимо снизить температуру крекинга в пределах, установленных технологической картой.

Для освещения, наряду с естественным используется искусственное электрическое освещение, для которого использованы приборы с лампами накаливания, люминисцентными лампами высокого и низкого давления.

Здание технологической установки выполнено из железобетонных конструкций. Характер окружающей среды - пожароопасный.

По надёжности электроснабжения приёмники электроэнергии относятся к 1, 2 и 3 категории, поэтому их питание осуществляется от двух независимых источников.



Рисунок 1 - Технологическая схема установки термического крекинга.

2. Анализ группы электроприемников технологической установки

Таблица 1 - Анализ приемников электрической энергии.

№ н/н	Наименование Эл. приёмников	Кол. Шт.	Р, кВт	Классификация По мощности	Классификация По напряжению	Классификация по нагрузочному режиму	Классификация по степени надёжности
				До 100 кВт	Выше 100 кВт	До 1 кВ	Выше 1 кВ	S1	S2	S3	1	2	3
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1	Насосы оренбургского конденсата	4	110		+		+	+			+
2	Насосы бензина	2	90	+		+		+			+
3	Насосы рефмокса	4	15	+		+		+			+
4	Насосы керасино-газойлевой фракции	8	10	+		+		+			+
5	Насосы щелочи	4	20	+		+		+			+
6	Насосы нефти	3	500		+		+	+			+
7	Насосы пенотушения	2	55	+		+		+			+
8	Насосы мазута	4	50	+		+		+			+
9	Вентиляторы	11	10	+		+		+				+
10	Аппараты воздушного охлаждения	5	75	+		+		+				+
11	Мостовой кран (ПВ=25%)	3	19	+		+				+			+
12	Электрифици- рованные задвижки	5	1	+		+			+		+
13	Заточный станок	1	2	+		+			+				+
14	Аппараты дуговой эл. сварки (ПВ=60%)	4	32	+		+				+			+
15	Сверлильный станок	1	15	+		+			+				+
16	Освещение	1	400	+		+		+				+
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Итого	100%	3742								71%	24%	5%

1 Расчет.

1.1 Приводим паспортную мощность электрических приемников S₃ к номинальной мощности режима S₁.:

Кран мостовой (ПВ = 25%)

где Р_пас. - паспортная мощность мостового крана;

ПВ - относительная продолжительность включения мостового крана.

Аппарат дуговой электросварки (ПВ = 60%, cosц = 0,86)

где S_пас. - паспортная мощность аппарата дуговой электросварки, кВА;

ПВ - относительная продолжительность включения аппарата дуговой электросварки;

cosц - коэффициент мощности аппарата дуговой электросварки.

1.2 Итоговые значения колонок 12 13 14 Таблицы 1 рассчитываем в процентах от итогового значения колонки 4.

где n_n1 - количество электроприемников;

P_n1 - мощность электроприемников;

Р - общая мощность электроприемников.

Результаты расчета заносим в графу 12 таблицы 1.

Результаты расчета заносим в графу 13 таблицы 1.

Результаты расчета заносим в графу 14 таблицы 1.

3 Выбор напряжений и схемы питания приемников электроэнергии

В настоящее время электроснабжение всех промышленных предприятий ведется на трехфазном переменном токе частотой 50 Гц.

Приемниками электроэнергии технологической установки термического крекинга являются асинхронные электродвигатели различных рабочих машин и механизмов (насосов, вентиляторов, аппаратов воздушного охлаждения, электрифицированных задвижек, металлообрабатывающих станков, мостовых кранов) мощностью 1 ч500 кВт, а также сварочные аппараты, осветительные установки.

Электродвигатели представляют собой трехфазную нагрузку переменного тока, а сварочные аппараты и осветительные установки являются однофазной нагрузкой переменного тока. Нагрузка распределена неравномерно. По надежности электроснабжения приемники электроэнергии установки термического крекинга относятся к 1, 2, 3 категории.

Цеховые электросети напряжением до 1000 В могут быть выполнены на следующие стандартные напряжения трехфазного переменного тока:

127/73 В; 220/127 В; 380/220 В; 660/380 В.

При использование напряжений 127/73 В и 220/127 В по электрическим сетям протекают большие токи, которые приводят к повышенному выделению тепла, а следовательно существенно воз -растают потери электроэнергии. Также повышенное тепловыделение способствует ускоренному старению изоляции. При использовании напряжений 127/73 В и 220/127 В выбирают кабели и провода с большей площадью поперечного сечения жил, что приводит к большому расходу цветного металла. Исходя из вышеизложенного, использование напряжений 127/73 В и 220/127 В экономически невыгодно, вследствие высоких капитальных затрат на проектирование электросетей и высоких эксплуатационных расходов.

В настоящее время самое широкое распространение для питания цеховых приемников электроэнергии получило напряжение 380/220 В, ввиду возможности совместного питания трехфазных и однофазных приемников электроэнергии, относительно низкому напряжению между заземленными частями электрооборудования и фазой - 220 В. Также питание тиристорных преобразователей электроприводов, установок КИПиА и средств автоматизации осуществляется на напряжении 380 В. Исходя из вышеизложенного, для питания цеховых электросетей до 1000 В принимаем систему напряжений 380/220 В.

Для питания высоковольтных электродвигателей выбираем напряжение 10 кВ, как наиболее экономичное по сравнению с напряжением 6 кВ.

Так как технологическая установка термического крекинга содержит электроприемники 1, 2, 3 категории, то электроснабжение необходимо осуществлять от двух независимых источников питания.

Для питания электроприемников технологической установки термического крекинга принимаем комплектную двухтрансформаторную подстанцию напряжением 10/0,38 кВ (КТП - 10/0,38).

Известно, что схемы внутрицеховых электросетей бывают магистральными и радиальными. Электроприемники установки термического крекинга распределены по площади неравномерно, внутри помещения имеется разветвленная сеть коммуникаций, что препятствует прямому прохождению магистрали от источника питания КТП до электроприемников. На этом основании, для питания электроприемников установки, выбираем радиальную схему. Распределение электроэнергии к отдельным электроприемникам осуществляется самостоятельными линиями от силовых пунктов. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность электроснабжения, обладают большой гибкостью и удобством в эксплуатации.



Рисунок 1 - Радиальная схема распределения электроэнергии на напряжение до 1 кВ.

4. Расчет электрической нагрузки

Целью расчета электрических нагрузок технологической установки термического крекинга является определение полной максимальной мощности - S_м,, реактивной максимальной мощности - Q_м,, активной максимальной мощности - Р_м,, максимального тока - I_м,, пикового тока - I_п..

Исходные данные:

1 Анализ группы электрических приемников;

2 Выбор напряжения и схемы питания;

3 Принципиальная однолинейная схема технологической установки термического крекинга;

Расчет ведем по методу упорядоченных диаграмм.

Расчет:

1.Приводим паспортную мощность приемников повторно - кратковременного режима к ПВ = 1:

1.1 Аппараты дуговой электросварки:

где Р_пас - паспортная мощность электроприемника, кВт;

ПВ - относительная продолжительность включения;

cosц - коэффициент мощности;

1.2 Мостовой кран:

Результаты расчетов заносим в графу 4 таблицы 1.

2 Определяем суммарную установленную мощность для каждой группы электроприемников технологической установки по формуле:

(1)

где n - количество электроприемников;

2.1 Электроприемники 380 В:

2.1.1 Насосы бензина:

Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 180 кВт;

2.1.2 Насосы пенотушения:

Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 110 кВт;

2.1.3 Насосы мазута:



Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 200 кВт;

2.1.4 Насосы щелочи:

Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 80 кВт;

2.1.5 Насосы рефмокса:

Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 60 кВт;

2.1.6 Насосы керасино-газойлевой фракции:

= 80 кВт;

Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 80 кВт;

2.1.7 Аппараты воздушного охлаждения:

= 375 кВт;

Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 375 кВт;

2.1.8 Сверлильный станок:

Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 15 кВт;

2.1.9 Заточный станок:

Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 2 кВт;

2.1.10 Аппараты дуговой электросварки:

= 9,16 кВт;

Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 99,16 кВт;

2.1.11 Мостовой кран:

Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 28,5 кВт;

2.1.12 Электрифицированные задвижки:

Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 5 кВт;

2.2 Вентиляторы:

Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 110 кВт;

2.3 Электроприемники 10 кВ:

2.3.1 Насосы нефти:



Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 1500 кВт;

2.3.2 Насосы оренбургского конденсата:

= 440 кВт;

Для дальнейшего расчета принимаем P_н = 440 кВт;

3 Подводим итог по электроприемникам.

4 Определяем отношение электроприемников наибольшей мощности к электроприемникам наименьшей мощности по формуле:

(2)

где P_max - наибольшая мощность электроприемника, кВт;

P_min - наименьшая мощность электроприемника, кВт;

4.1 Электроприемники 380 В: m = 90 кВт / 1 кВт = 90 > 3;

4.2 Электроприемники 10 кВ: m = 500 кВт / 110 кВт = 4,55 >3;

Результаты расчетов заносим в итоговую строку по узлам электроприемников в графу 6 таблицы 1.

5 Используя учебник (Л2, с. 82 - 83, таблица 2.1) для каждой характерной группы электроприемников определяем значения коэффициента использования К_И и его значение заносим в графу 7 таблицы 1.

6 Используя учебник (Л2, с. 82 - 83, таблица 2.1) для каждой характерной группы электроприемников определяем значения коэффициента мощности соs ц и заносим его в графу 8 таблицы 1, а по значению коэффициента мощности находим tg ц и его значение заносим в графу 9 таблицы 1.

7 Определяем среднюю активную нагрузку за максимально за -груженную смен

(3)

где К_и - коэффициент использования;

Р_н - установленная мощность электроприемников, кВт;

7.1 Электроприемники 380 В:

7.1.1 Насосы бензина:

7.1.2 Насосы пенотушения:

7.1.3 Насосы мазута:

7.1.4 Насосы щелочи:

7.1.5 Насосы рефмокса:

7.1.6 Насосы керасиногазойлевой фракции:

 = 64 кВт;

7.1.7 Аппараты воздушного охлаждения:

=

7.1.8 Сверлильный станок:

7.1.9 Заточный станок:

7.1.10 Аппараты дуговой электросварки:

79,33 кВт;

7.1.11 Мостовой кран:

7.2 Вентиляторы:

7.3 Освещение:

7.4 Электроприемники 10 кВ:

7.4.1 Насосы нефти:

7.4.2 Насосы оренбургского конденсата:

= 352 кВт;

Результаты расчетов заносим в соответствующие строки графы 10 таблицы 1.

8 Определяем среднюю реактивную нагрузку за максимальнозагружженную смену для каждой характерной группы электроприемников по формуле:

где Р_с.м. - средняя активная нагрузка за максимально-загруженную смену, кВт;

8.1 Электроприемники 380 В:

8.1.1 Насосы бензина:

8.1.2 Насосы пенотушения:



8.1.3 Насосы мазута:

8.1.4 Насосы щелочи:

8.1.5 Насосы рефмокса:

8.1.6 Насосы керасино-газойлевой фракции:

= 39,68 кВАР;

8.1.7 Аппараты воздушного охлаждения:

= 186 кВАР;

8.1.8 Сверлильный станок:

8.1.9 Заточный станок:



8.1.10 Аппараты дуговой электросварки:

= = 211,8кВАР;

8.1.11 Мостовой кран:

8.2 Вентиляторы:

8.3 Электроприемники 10 кВ:

8.3.1 Насосы нефти:

8.3.2 Насосы оренбургского конденсата:

0,62 = 218,24кВАР;

Результаты заносим в соответствующие строки графы 11 таблицы 1.

9 Определяем значения коэффициента использования К_И для узлов и групп электроприемников по формуле:

где Р_н - суммарная установленная мощность по узлу электроприемников, кВт;

9.1 Электроприемники 380 В: К_И = 954,12 кВт / 1215,66кВт = = 0,78;

9.2 Электроприемники 10 кВ: К_И = 1552 кВт / 1940 кВт = 0,8;

Результаты расчетов занесем в итоговые строки для групп электроприемников в графу 7 таблицы 1.

10 Определяем значения tg ц для групп электроприемников по формуле:

где Q_с.м. - средняя реактивная нагрузка за максимально-загруженную

смену, кВАР;

10.1 Электроприемники 380 В: tg ц = 713,25 кВАР / 954,12 кВт = = 0,75;

10.2 Электроприемники 10 кВ: tg ц = 962,24 кВАР / 1552 кВт = = 0,62;

Полученные результаты заносим в итоговую строку для групп электроприемников в графу 9 таблицы 1.

11 По вычисленным значениям tg ц вычисляем соs ц для групп электроприемников по формуле:

11.1 Электроприемники 380 В: соs ц = 0,8;

11.2 Электроприемники 10 кВ: соs ц = 0,85;

Полученные результаты заносим в итоговую строку для групп электроприемников в графу 8 таблицы 1.

12 Определяем эффективное число электроприемников для групп электроприемников по формуле:

где P_ном? - суммарная общая мощность по узлу электроприемников, кВт;

P_max - наибольшая мощность электроприемника, кВт;

12.1 Электроприемники 380 В: n_э = (2 * 1215,66 кВт) / 90 кВт = = 27,01;

12.2 Вентиляторы: n_э = (2 * 110 кВт) / 11 кВт = 22;

12.3 Электроприемники 10 кВ: n_э = (2 * 1940 кВт) / 500 кВт = = 7,76;

Полученные значения заносим в итоговую строку для групп электроприемников в графу 12 таблицы 1.

13 Используя учебник (Л2, с. 84, рис. 2.6) для групп электроприемников по графику, в зависимости от n_э и К_И определим коэффициент максимума К_М., значения которого занесем в итоговую строку для групп электроприемников в графу 13 таблицы 1.

13.1 Электроприемники 380 В: К_М = 1,05;

13.2 Вентиляторы: К_М = 1,05;

13.3 Электроприемники 10 кВ: К_М = 1,08;

14 Определяем значение Р_М для групп электроприемников по формуле:

(9)

где К_М - коэффициент максимума;

14.1 Электроприемники 380 В: Р_М = 1,05 * 954,12 кВт = = 1001,826 кВт;

14.2 Вентиляторы: Р_М = 1,05 * 88 кВт = 92,4 кВт;

14.3 Электроприемники 10 кВ: Р_М = 1,09 * 1552 кВт =1691,68 кВт;

Полученные данные заносим в итоговую строку для групп электроприемников в графу 14 таблицы 1.

15 Определяем значение Q_М для групп электроприемников по формуле:

(10)

15.1 Электроприемники 380 В: Q_M = 1,05 * 713,25 кВАР = = 748,9 кВАР;

15.2 Вентиляторы: Q_M = 1,05 * 54,56 кВАР = 57,29 кВАР;

15.3 Электроприемники 10 кВ: Q_M = 1,09 * 962,24 кВАР = = 1048,84 кВАР;

Полученные данные заносим в итоговую строку для групп электроприемников в графу 15 таблицы 1.

16 Определяем значение S_M для групп электроприемников по формуле:

(11)

где Q_M - максимальная реактивная нагрузка, кВАР;

Р_М - максимальная активная нагрузка, кВт;

16.1 Электроприемники 380 В:

16.2 Вентиляторы:

16.3 Электроприемники 10 кВ:

= 1990,44кВА;

Полученные данные заносим в итоговую строку для групп электроприемников в графу 16 таблицы 1.

17 Определяем значение I_M для групп электроприемников по формуле:

где S_M - максимальная полная мощность, кВА;

U_H - напряжение питающей сети, В;

17.1 Электроприемники 380 В: I_M = 1250,8 кВА / (1,732*0,38 В) = = 1900,4 А;

17.2 Вентиляторы: I_M = 108,72 кВА / (1,732 * 0,38 В) = 165,18 А;

Полученные данные заносим в итоговую строку для групп электроприемников в графу 17 таблицы 1.

18 С учетом электрической нагрузки освещения и потерь в трансформаторе по графам 10, 11, 14, 15 таблицы 1 подводим итог электрической нагрузки на стороне 380 В и 10 кВ силового трансформатора, вычисляем S_M,, I_M.. Результаты расчета заносим в таблицу 1.

19 При подсчете электрической нагрузки электроприемников напряжением выше 1 кВ, имея ввиду, что высоковольтные электроприемники нефтехимической установки термического крекинга имеют постоянный график нагрузок, поэтому максимальную электронагрузку принимаем равной средней за наиболее загруженную смену:

20 Определяем пиковый ток для групп электроприемников по формуле:

(13)

где - наибольший из пусковых токов электродвигателей в группе, А;

I_м - максимальный ток группы электроприемников, А;

I_ном - номинальный ток электродвигателя с наибольшим пусковым током, А;

(14)

где К_п - кратность пускового тока;

где з_ном - коэффициент полезного действия двигателя;

20.1 Электроприемники 380 В:

Полученные данные заносим в итоговую строку для групп электроприемников в графу 18 таблицы 1.

5 Расчет числа и мощности силовых трансформаторов подстанции

Исходные данные:

1 Анализ электроприемников (количество электроприемников первой и второй категории составляет 85%);

2 Принципиальная однолинейная схема;

3 Расчет электрических нагрузок.

P_с.м. = 1042,12 кВт; Q_с.м. = 101,81 кВАР; S_м = 1457,8 кВА; Q_м = = 113,19 кВАР; P_м = 1453,4 кВт;

ГПП работает в условиях нефтепереработки.

Ход работы:

1 На технологической установке термического крекинга число электроприемников первой и второй категории составляет 85%, поэтому выбираем двухтрансформаторную подстанцию.

2 Находим коэффициент заполнения графика по формуле:

где Р_с.м. - средняя активная мощность за наиболее загруженную смену, кВт;

Q_с.м. - средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, кВАР;

S_м - максимальная полная мощность, кВА;

3 Определяем продолжительность максимума нагрузки (Л1 с. 104 - 105, рис. 2.8 ( б )):

t = 4 ч;

4 Определяем коэффициент допустимой нагрузки (Л2, с. 222,

рис. 5,48):



5 Находим номинальную мощность трансформатора по формуле:

(2)

где k_н - коэффициент допустимой нагрузки;

6 К установке на ГПП могут быть приняты трансформаторы мощностей 630, 1000, 1600 кВА.

7 Коэффициент загрузки намеченных для установки на ГПП трансформаторов в нормальном режиме при максимуме нагрузки определяется по формуле:

где S_н.т. - номинальная мощность одного трансформатора, кВА;

Руководствуясь изложенным в Л1 (с.281, таблица 4.6) принимаем для установки трансформаторы по 1000 кВА с коэффициентом загрузки 0,73, который более других соответствует экономическому режиму.

8 Проверяем установленную мощность трансформаторов в аварийном режиме при отключении одного трансформатора и необходимости обеспечить питание электроприемников первой и второй категории в период максимума с допустимой нагрузкой равной 140%:

Питание электроприемников первой и второй категории не обеспечивается;

Питание электроприемников первой и второй категории обеспечивается;

Питание электроприемников первой и второй категории обеспечивается, но работа его будет экономически неэффективна, т.к. К_З = 0,46;

Для установки принимаем трансформаторы по 1000 кВА.

9 Определяем по справочникам технические данные трансформаторов, предполагаемых для установки:

Таблица 1 - Технические данные трансформаторов.

Тип	Номинальная мощность, кВА	Номинальное напряжение обмоток, кВ	Потери, кВт	Напряжение к.з. от номиналь - ного	Ток х.х. от номиналь - ного
		ВН	НН	хх.	к.з.
ТМН 630/10	630	10	0,4/0,69	1,4	6,4	5,5	1,5
ТМН 1000/10	1000	10	0,4/0,69	2,45	12,2	5,5	1,4
ТМН 1600/10	1600	10	0,4/0,69	3,3	18	5,5	1,3

10 Определяем потери в трансформаторах:

10.1 ТМН - 630/10:

10.2). ТМН - 1000/10:

10.3). ТМН - 1600/10:

11 Окончательно, учитывая результаты пунктов 7, 8, 10 данного расчета, выбираем для установки на ГПП 10/0,4 два тран -сформатора по 1000 кВА.

6 Расчет электрической сети напряжением до 1 кВ

Цель расчета: Требуется выбрать марку и сечение проводников к электроприемникам и магистрали, питающей их, а так же тип защитных и пусковых аппаратов силового распределительного пункта.

Таблица 1 - Данные для расчета.

Наименование электроприемника	РНОМ, кВт	ПВ, %	КПУС	cos ц	з	Характер окружа - ющей среды	Вид прокладки линии	Температура окру - жающей среды	Длина линии, м	Вид проводника
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Насос Бензина	90	S1	5	0,93	0,85	В/О	Короб	35	35	Кабель
Таль электри- ческая	3*19	S3, 25%	2,6	0,87	0,6	В/О	Труба	30	250	Провод
Насос Рефмокса	15	S1	5	0,85	0,93	В/О	Короб	35	35	Кабель
Магистраль						Влажная	Земля	10	200	Кабель

1 Выбор защитной и пусковой аппаратуры, марки и сечения проводника линии к электродвигателю насоса бензина, технические данные которого приведены в таблице 1.

1.1 Определяем номинальный ток электродвигателя по формуле:

где Р_ном - номинальная мощность электродвигателя, кВт;

U_ном - напряжение питающей сети, кВ;

cocц - коэффициент мощности электродвигателя;

з - коэффициент полезного действия электродвигателя;

1.2 Определяем пусковой (пиковый) ток по формуле:

(2)

где k_п - кратность пускового тока;

1.3 Определяем ток плавкой вставки предохранителя для тяжелых условий пуска по формуле:

где I_пик - пиковый ток, А;

1.4 Для защиты электродвигателя выбираем предохранитель типа ПН2-400, имеющего следующие технические данные: U_пр.ном. = = 380В, I_пр.ном. = 400 А, I_вс.ном. = 400 А (Л.4, с.131, Таблица 5.5).

1.5 Проверяем выбранный предохранитель на соответствие условиям выбора:



Условия выполняются, значит предохранитель ПН2-400 для защиты электродвигателя М1 выбран верно.

Расшифровка предохранителя ПН2-600 приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Расшифровка предохранителя ПН2-600.

1.6 Для прокладки в металлическом коробе выбираем кабель с пластмассовой изоляцией марки АВВГ на номинальное напряжение 1 кВ при номинальном напряжении рассчитываемой сети 380 В. Условие выбора U_{каб.ном.} = 1000 В > 380 В = U_с выполняется.

1.7 Выбираем сечение кабеля по условию нагрева длительным рассчетным током, которым является номинальный ток электродвигателя М1, т.е.:

I_расч. = I_ном. = 172,98 А.

где К - поправочный коэффициент на условия прокладки кабеля. При прокладке кабеля в металлическом коробе при температуре окружающей среды +35?С, К = 0,83 (Л.4, с.371, Таблица П2).

По таблице 5.11, (Л.4, с.139) выбираем четырехжильный кабель с алюминиевыми жилами сечением S = 120 мм ², I_н.доп. = 220 А. Проверяем выполнение условиям выбора:

Условие выполняется.

1.8 Проверяем выбранное сечение кабеля по потере напряжения по формуле:

(4)

где Р - мощность, передаваемая по кабелю, кВт;

l - длина кабеля, м;

г - удельная проводимость материала проводника;

Проверяем выполнение условиям выбора:

S_{принятое} = 120 мм ² > S_min. = 13,63 мм ²;

Определяем потерю напряжения в кабеле по формуле:

(5)

где S - сечение кабеля, выбранное по условиям нагрева, мм²;

Проверяем условие выбора:

?U%_доп. = 5% > 0,6% = ?U%.

Потеря напряжения в кабеле не превышает допустимой величины.

7 Компенсация реактивной мощности

Цель расчета компенсирующих устройств: определение мощности, типа, места установки компенсирующих батарей конденсаторов.

Исходные данные: принципиальная однолинейная схема электроснабжения технологической установки термического крекинга, Р_с.м. = 1042,12 кВт, Q_с.м.10 = 862,025 кВАР, Q_с.м.0,4 = 761,81 кВАР, cosц = 0,8.



К_вт = 0,7 К_вт = 0,7

Рисунок 1 - Схема компенсации реактивной мощности.

1). Определяем полную среднюю мощность за наиболее загруженную смену по формуле:

(1)

где P_с.м. - средняя активная мощность за наиболее загруженную смену, кВт;

Q_c.м. - средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, кВАР;

2). Определяем номинально-необходимое число трансформа -торов по формуле:

где К_вт - коэффициент загрузки трансформатора;

S_н.т. - номинальная мощность трансформатора, МВА;

3). Определяем реактивную мощность, которая может быть передана с 10 кВ на 0,4 кВ:

4). Определяем реактивную мощность, которая может быть передана через трансформатор по формуле:

(3)

где n_тр - номинально необходимое число трансформаторов;

;

2.1). Для установки принимаем ККУ-10-1 мощностью Q_кб = 330 кВАР;

2.2). Определяем приведенные затраты на компенсацию реактивной мощности от КБ:

З_к.кб = З_ок.кб + Е_н * З_у.к1 * (U_кб / U_ном ) ² * Q_кб + C_ном * ?Р_кб Q_кб

где Q_кб - мощность КБ, кВАР;

U_кб - напряжение на КБ, кВ;

U_н - номинальное напряжение питающей сети, кВ;

?Р_кб - удельные потери мощности в конденсаторах;

Е_н - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений в КБ.

К_в + К_р - соответственно стоимость вводного и регулирующего устройства;

З_к1.кб - удельные затраты на установку КБ;

З_ок.кб - постоянная составляющая затрат на КБ.

Q_кб = 330 кВАР;

U_кб = 0,38 кВ;

Uн = 0,38 кВ;

?Р_кб = 0,003 кВт/кВАР;

Е_н = 0,223;

К_в + К_р = 58,8 тыс. рублей;

З_к.кб = 212 руб./кВАР;

З_ок.кб = Е_н *( К_в + К_р ) = 13,1 тыс. рублей;

З_к.кб = 13,1 + 0,223 * (0,38 / 0,38) ² * 330 + 1040 * 0,003 * 330 = = 10765,4 рублей;

Вследствие компенсации реактивной мощности cosц равен:

= 1047,08 ВА;



Для компенсации реактивной мощности принимаем компенсирующее конденсаторное устройство типа ККУ - 0,38 - 3 мощностью Q_к.б. = 330 кВАР и подключаем его к сборным шинам напряжения 0,38 кВ.

Р - рубильник; F - предохранитель; HL1, HL2, HL3 - сигнальные лампы; С1, С2, С3 - конденсаторы.

Рисунок 2 - Схема присоединения компенсирующего устройства к шинам 380 В.

9 Проверяем выбранное сечение кабеля на соответствие току защитного аппарата по формуле:

(6)

где I_защ.= I_вс.ном. - номинальный ток плавкой вставки, А;

К_защ. - коэффициент защиты (Л4, с.141., Таблица 5.13,);

Условие не выполняется, поэтому необходимо увеличить сечение.

1.10 Выбираем два кабеля сечением S = 185 мм ², с I_н.доп = 260 А каждый.

?S = 185 мм ² * 2 = 370 мм²;

?I_н.доп = 260 А * 2 = 520А;

Проверяем на соответствие току защитного аппарата:

Условие выполняется.

Окончательно для питания электродвигателя насоса бензина принимаем два кабеля АВВГ 3х185-1х95.

Расшифровка маркировки кабеля АВВГ 3х185-1х95 приведена на рисунке 2.

Рисунок 2 - Расшифровка маркировки кабеля АВВГ 3х185-1х95.

1.11 Поскольку электродвигатель насоса бензина М1 установлен во взрывоопасном помещении, то в качестве пускового аппарата выбираем магнитный пускатель защищенного исполнения без теплового реле ПМ-721А-250, имеющего следующие технические данные: I_ном.п. = 250 А; U_ном.п. = 380 В.

1.12 Проверяем выбранный пускатель на соответствие условий выбора:

U_ном.п. = 380 В = 380 В = U_ном.дв.;

I_ном.п. = 250 А > 172,98 А = I_ном.дв.;

Расшифровка магнитного пускателя ПН-721-250 приведена на рисунке 3.



Рисунок 3 - Расшифровка магнитного пускателя ПН-721-250.

1.13 В качестве защиты от токов перегрузки выбираем теп - ловое реле защищенного исполнения ТРП - 150. Это реле имеет возможность регулирования тока уставки I_н в пределах (0,75 ч ч1,25)*I_н. Отрегулировав ток уставки 1,15*I_н = 1,15*150 А = 172,98 А можно обеспечить защиту электродвигателя М1 от перегрузок, т.к. I_ном.дв. = 172,98 А = I_{ном.уст.}

Расшифровка теплового реле ТРП - 150 приведена на рисун - ке 4.

Рисунок 4 - Расшифровка теплового реле ТРП - 150.

1.14 Для включения линии к электродвигателю М1 под напря жение без нагрузки выбираем рубильник Р-250.

1.15 Проверяем выбранный рубильник на соответствие условий

выбора:

U_ном.р. = 380 В = 380 В = U_ном.дв.;

I_ном.р. = 250 А > 172,98 А = I_ном.дв.;

Условия выбора выполняются, значит рубильник Р-250 выбран верно.

Расшифровка рубильника Р - 250 приведена на рисунке 5.



Рисунок 5 - Расшифровка рубильника Р - 250.

2 Выбор предохранителей и провода линии до силовой коробки мостового крана.

2.1 Определяем установленную мощность электродвигателей на мостовом кране:

Р_у.ном. = Р_1н + Р_2н + Р_3н = 19 кВт + 19 кВт + 19 кВт = 57 кВт;

2.2 Приводим мощность электродвигателей к ПВ = 1 по формуле:

(6)

где Р_у.ном. - установленную мощность мостового крана, кВт;

ПВ - продолжительность включения;

2.3 Определяем мощность, потребляемую электродвигателями мостового крана из сети по формуле:

(7)

где Р_р - мощность, приведенная к ПВ = 1, кВт;



2.4 Определяем эффективное число электроприемников:

2.5 Для кранов k_И = 0,15 (Л2, Таблица 2-1), k_м = 3,5 (Л4, рис. 4,5);

2.6 Определяем среднюю нагрузку крана:

2.7 Определяем расчетный ток нагрузки крана по формуле:

(8)

где Р_р - максимальная расчетная нагрузка крана;

2.8 Определяем номинальный ток электродвигателя наиболь - шей мощности по формуле (1):

2.9 Определяем пиковый ток по формуле:

(10)

где I_пуск = k_п * I_н.max. = 2,6 * 55,3 А = 143,78 А - пусковой ток наибольшего по мощности электродвигателя.

I_р - расчетный ток нагрузки крана, А;

I_н.max. - номинальный ток наибольшего по мощности электродвигателя, А;

2.10 Определяем ток плавкой вставки предохранителя для линии до силовой коробки мостового крана:

2.11 Для защиты линии выбираем плавкий предохранитель ПН2-100, имеющего следующие технические данные: U_пр.ном. = 380 В, I_пр.ном. = = 100 А, I_вс.ном. = 80 А.

2.12 Проверяем выбранный предохранитель ПН2-100 на соответствие условиям выбора:

Условия выбора выполняются, значит предохранитель ПН2-100 для защиты мостового крана выбран верно.

Расшифровка плавкого предохранителя ПН2-100 приведена на рисунке 6.

Рисунок 6 - Расшифровка плавкого предохранителя ПН2-100.

2.13 Согласно условиям прокладки и рекомендации (Л6, стр.126, Таблица 88) для прокладки до силовой коробки выбираем провод марки ПРТО на номинальное напряжение 660 В при номинальном

напряжении рассчитываемой сети 380 В. Условие выбора

U_{пров.ном.} = = 660 В > 380 В = U_с выполняется.

2.14 Выбираем сечение провода по условию нагрева длительным расчетным током по формуле:

(11)

где I_р - длительный расчетный ток, А;

k - поправочный коэффициент;

Выбираем трехжильный медный провод марки ПВ - 3 сечением S = 16 мм ², I_н.доп. = 75 А (Л2, стр. 138, Таблица 5.10). Проверяем выполнения условия выбора:

Условие выполняется.

2.15 Проверяем выбранное сечение провода по потере напряжения по формуле (4):

- допустимая потеря напряжения, В;

Проверяем выполнение условиям выбора:

S_{принятое} = 16 мм ² < S_min. = 19,78 мм ²;

Условие не выполняется, выбираем новый провод с сечением S = 25 мм ², I_н.доп. = 95 А.

Определяем потерю напряжения в проводе по формуле (5):

где S - сечение провода, выбранное по условиям нагрева, мм ²;

Проверяем условие выбора:

?U%_доп. = 5% > 3,96% = ?U%.

Потеря напряжения в проводе не превышает допустимой величины.

2.16 Проверяем выбранное сечение провода на соответствие току защитного аппарата по формуле (6):

Условие выполняется. Окончательно выбираем провод ПВ-3 - 3х25.

Расшифровка маркировки провода ПВ-3 - 3х25 приведена на рисунке 7.

Рисунок 7 - Расшифровка маркировки провода ПВ-3 - 3х25.

2.17 Для включения мостового крана под напряжение без нагрузки выбираем рубильник Р-31 - 100.

1.15 Проверяем выбранный рубильник на соответствие условий

выбора:

U_ном.р. = 380 В = 380 В = U_ном.дв.;

I_ном.р. = 100 А > 49,77 А = I_ном.дв.;

Условия выбора выполняются, значит рубильник Р-31 - 100 выбран верно.

Расшифровка рубильника Р-31 - 100 приведена на рисунке 8.



Рисунок 8 - Расшифровка рубильника Р-31 - 100

3 Выбор защитной и пусковой аппаратуры, марки и сечения проводника линии к электродвигателю насоса рефмокса М2, технические данные которого приведены в таблице 1.

3.1 Определяем номинальный ток электродвигателя по формуле (1):

3.2 Определяем пусковой (пиковый) ток по формуле (2):

3.3

Определяем ток срабатывания (отсечки) электромагнит -ного расцепителя автомата:

k * I_пик = 1,25 * 144,15 А = 180,19 А,

где k - коэффициент, учитывающий неточность определения I_пик, разброс характеристик электромагнитных расцепителей автоматов.

3.4 Для защиты электродвигателя насоса рефмокса М2 выбираем автоматический выключатель А3716Б -160, имеющего следующие технические данные: U_а.ном. = 660 В, I_а.ном. = 160 А, I_{н.т.расц.} = = 32 А, I_{ср.эл.расц.} = 630 А.

3.5 Проверяем выбранный автомат на соответствие условиям выбора:

U_а.ном. = 660 В > 380 В = U_с;

I_а.ном. = 160 А > I_раб.max. = I_н = I_дл = 28,83 А;

I_{н.т.расц} = 32 А > I_раб.max. = I_н = I_дл = 28,83 А;

I_{ср.эл.расц} = 630 А > k * I_пик = 180,19 А;

Условия выбора выполняются, значит автоматический выключатель А3716Б - 160 для защиты электродвигателя М2 выбран верно.

Расшифровка автоматического выключателя А3716Б - 160 приведена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Расшифровка автоматического выключателя А3716Б - 160.

3.6 Для прокладки в металлическом коробе выбираем кабель с пластмассовой изоляцией марки АВВГ на номинальное напряжение 1 кВ при номинальном напряжении рассчитываемой сети 380 В. Условие выбора U_{каб.ном.} = 1000 В > 380 В = U_с выполняется.

3.7 Выбираем сечение кабеля по условию нагрева длительным рассчетным током, которым является номинальный ток электродвигателя М1, т.е.:

I_расч. = I_ном. = 28,83 А.

где К - поправочный коэффициент на условия прокладки кабеля. При прокладке кабеля в металлическом коробе при температуре окружающей среды +35?С, К = 0,83 (Л.4, с.371, Таблица П2).

По таблице 5.11, (Л.4, с.139) выбираем четырехжильный кабель с алюминиевыми жилами сечением S = 10 мм ², I_н.доп. = 45 А. Проверяем выполнение условиям выбора:

Условие выполняется.

3.8 Проверяем выбранное сечение кабеля по потере напряжения по формуле (4):

Проверяем выполнение условиям выбора:

S_{принятое} = 10 мм ² > S_min. = 2,27 мм ²;

Определяем потерю напряжения в кабеле по формуле (5):

Проверяем условие выбора:

?U%_доп. = 5% > 1,1% = ?U%.

Потеря напряжения в кабеле не превышает допустимой величины.

3.9 Проверяем выбранное сечение кабеля на соответствие току защитного аппарата по формуле (6):

Условие выполняется, поэтому окончательно выбираем кабель АВВГ 3х45-1х27.

Расшифровка маркировки кабеля АВВГ 3х45-1х27 приведена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Расшифровка маркировки кабеля АВВГ 3х45-1х27.

3.11 Поскольку электродвигатель насоса рефмокса М2 установлен во взрывоопасном помещении, то в качестве пускового аппарата выбираем магнитный пускатель защищенного исполнения без теплового реле, т.к. защита от токов перегрузки обеспечива - ется тепловым расцепителем автоматического выключателя, ПАЕ-331 - 40, имеющего следующие технические данные: I_ном.п. = 40 А; U_ном.п. = 380 В.

3.12 Проверяем выбранный пускатель на соответствие условий выбора:

U_ном.п. = 380 В = 380 В = U_ном.дв.;

I_ном.п. = 40 А > 28,83 А = I_ном.дв.;

Условие выбора выполняется, значит пускатель ПАЕ-331 -40 выбран верно.

Расшифровка магнитного пускателя ПАЕ-331 -40 приведена на рисунке 11.

Рисунок 11 - Расшифровка магнитного пускателя ПАЕ-331 -40.

4 Выбор защитной и пусковой аппаратуры, марки и сечения проводника магистральной линии.

4.1 Определяем пиковый ток линии, питающий группу электро - приемников (более трех):

(12)

где I_р - расчетный ток линии, А;

k_п - кратность пускового тока электродвигателя;

I_нб - номинальный ток электродвигателя, имеющего наибольший пусковой ток;

?I_н - сумма номинальных токов всех электродвигателей группы, А;

Для определения пикового тока магистральной линии необходимо определить расчетный ток линии - I_р.

4.1.1 Определяем расчетный ток методом коэффициента спроса. Находим коэффициент спроса (Л.5, с 78ч79):

k_c = 0,2; tgц = 1,98 - для мостовых кранов;

k_c = 0,75; tgц = 0,95 - для электродвигателей;

4.1.2 Определяем расчетную активную мощность по формуле:

(13)

где k_с - коэффициент спроса;

Р_у.м.кр. - установленная мощность для мостового крана, кВт;

Р_{у.эл.дв.} - установленная мощность для электродвигателей, кВт;

4.1.3 Определяем расчетную реактивную мощность по формуле:

4.1.4 Определяем полную мощность:

4.1.5 Определяем расчетный ток линии:

4.1.6 Определяем пиковый ток линии по формуле (12):



4.2 Определяем ток плавкой вставки магистральной линии:

4.3 Для защиты магистральной линии выбираем плавкий пре - дохранитель ПН2-600, имеющий следующие технические данные: U_пр.ном. = 380В, I_пр.ном. = 600 А, I_вс.ном. = 600 А (Л.4, с.131, Таблица 5.5).

4.4 Проверяем выбранный предохранитель на соответствие условиям выбора:

Условия выполняются, значит предохранитель ПН2-600 для защиты магистральной линии выбран верно.

Расшифровка предохранителя ПН2-600 приведена на рисун - ке 11.

Рисунок 11 - Расшифровка предохранителя ПН2-600

4.5 Для прокладки в земле согласно рекомендации (Л.7, стр. 104, Таблица 7-1) выбираем кабель с пластмассовой изоляцией ВБбШв на номинальное напряжение 1 кВ при номинальном напряжении рассчитываемой сети 380. Условие выбора U_{каб.ном.} = 1000 В > 380 В = U_с выполняется.

4.6 Выбираем сечение кабеля по условию нагрева длительным расчетным током, которым является I_р = 407,34 А.

где К = К₁*К₂ = 1,04*0,87 = 0,9048 - поправочный коэффициент на условия прокладки кабеля. При прокладке кабеля в земле при температуре окружающей среды +10?С, К₁ = 1,04 (Л.4, с.371, Таблица П2).

При прокладке кабеля в земле с температурой окружающей среды +10?С К₁ = 1,04 (Л.4, стр. 370, Таблица П1) в ряду траншеи глубиной 0,7 м три кабеля с расстоянием между ними 200 мм, К₂ = 0,87.

По таблице 5.11, (Л.4, с.139) выбираем трехжильный кабель с медными жилами сечением S = 185 мм ², I_н.доп. = 490 А. Проверяем выполнение условиям выбора:

Условие выполняется.

4.7 Проверяем выбранное сечение кабеля по потере напряжения по формуле:

(14)

где l - длина магистральной линии, км;

х₀ = 0,06 Ом/км - индуктивное сопротивление кабельной линии до 1 кВ;

r₀ = 0,115 Ом/км - активное сопротивление кабельной линии;

= 1,98%;

Проверяем условие выбора:

?U%_доп. = 5% > 1,98% = ?U%.

Потеря напряжения в кабеле не превышает допустимой величины.

4.8 Проверяем выбранное сечение кабеля на соответствие току защитного аппарата по формуле (6):

Условие не выполняется, поэтому необходимо увеличить

сечение.

4.9 Выбираем два кабеля сечением S₁ = 240 мм ², с I_н.доп1 = 570 А и S₂ = 35 мм ², с I_н.доп1 = 590 А

?S = 240 мм ² + 35 мм ² = 275 мм ²;

?I_н.доп = 570 А + 190 = 760 А;

Проверяем на соответствие току защитного аппарата:

Условие выполняется.

Окончательно для питания магистрали принимаем два кабеля: ВБбШв 3х240 и ВБбШв 3х35.

Расшифровка маркировки кабеля ВБбШв 3х240 приведена на рисунке 12.

Рисунок 12 - Расшифровка маркировки кабеля ВБбШв 3х240.

Расшифровка маркировки кабеля ВБбШв 3х35 приведена на рисунке 13.



Рисунок 13 - Расшифровка маркировки кабеля ВБбШв 3х35.

4.10 Для включения магистральной линии под напряжение выбираем рубильник РБ-600, имеющий следующие технические данные: U_ном.р. = 380 В, I_ном.р. = 600 А;

1.15 Проверяем выбранный рубильник на соответствие условий выбора:

U_ном.р. = 380 В = 380 В = U_ном.дв.;

I_ном.р. = 600 А > 407,34 А = I_ном.дв.;

Условия выбора выполняются, значит рубильник РБ-600 выбран верно.

Расшифровка рубильника РБ-600 приведена на рисунке 14.

Рисунок 14 - Расшифровка рубильника РБ-600.

На основании исходных данных и результата расчета состовляем и вычерчиваем принципиальную однолинейную схему электрической сети (рисунок 15).

10 Расчет и выбор кабелей напряжения выше 1 кВ

Цель расчета: Рассчитать и выбрать марку и сечение пита - ющих кабелей и кабелей, питающих силовые трансформаторы нап - ряжением 10 кВ.

Данные для расчета: Длина кабеля, питающего заводскую подстанцию, l₁ = 3000 м; длина кабеля, питающего высоковольтный трансформатор, l₂ = 50 м; общая мощность электроприемников 380 В, Р_0,4 = 1725,66 кВт. Мощность высоковольтных АД: Р₁ = 500 кВт; Р₂ = 500 кВт; Р₃ = 110 кВт; Р₄ = 110 кВт; Р₅ = 110 кВт; Р₆ = 110 кВт; Р₇ = 110 кВт; мощность электроприемников 0,4 и 10 кВ, Р_? = 3665,66 кВт; расчетный ток на шинах РУ, I_р1 - 276,5 А ; номи -нальный ток высоковольтных АД: Р_1-3 = 42,45А; Р_4-7 = 9,34 А; рас -четный ток на стороне 10 кВ трансформатора I_р2 = 75 А.

Расчет.

1 Выбор кабеля, питающего заводскую подстанцию.

1.1 Для прокладки в земле (грунт - лесс), выбираем кабель марки АВБбШв на номинальное напряжение 10 кВ при номинальном напряжении рассчитываемой сети 10 кВ. Проверяем условия выбора:

U_{каб.ном.} = 10 кВ = 10 кВ = U_сети;

Условие выполняется.

1.2 Выбираем сечение кабеля по условию нагрева длительным расчетным током I_р1 - 276,5 А по формуле:

где I_р = I_p1 - длительный расчетный ток, А;

k = k₁*k₂ = 0,95*0,85 = 0,8 - поправочный коэффициент, зависящий от условий прокладки кабеля;

При прокладке кабеля в земле с температурой окружающей среды +20?С в ряду в траншее глубиной0,7 м с расстоянием между ними 100 мм k₁ = 0,95, k₂ = 0,85.

По таблице 5,11 (Л.2, стр. 139) выбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами с сечением S = 240 мм ², I_н.доп. = 355 А.

Проверяем условия выбора:

Условие выполняется.

1.3 Проверяем выбранное сечение кабеля по потере напряжения по формуле:

(2)

где P - мощность всех электроприемников, кВт;

l - длина кабеля, питающего заводскую подстанцию, м;

г - удельная проводимость материала проводника, Ом*м;

U_н - номинальное напряжение на стороне высокого напряжения трансформатора, кВ;

Проверяем выполнение условий выбора:

S_{принятое} = 240 мм ² > 68,7 мм ² = S_min;

Условие выполняется.

Определяем потерю напряжения в кабеле по формуле:

(3)

где S - сечение кабеля, выбранное по условиям нагрева, мм ²;

Проверяем условие выбора:

ДU%_доп = 5% > 1,43% = ДU%;

Потеря напряжения в кабеле не превышает допустимой величины.

1.4 Проверяем сечение кабеля по экономической плотности тока по формуле:

(4)

где j_эк - экономическая плотность тока силовых кабелей (при количестве часов использования максимума нагрузки более 5000 часов в год).

Проверяем выполнение условий выбора:

S_{принятое} = 240 мм ² > 216,02 мм ² = S_эк;

Условие выполняется. Окончательно принимаем кабель АВБбШв - 3x240.

Расшифровка маркировки кабеля АВБбШв - 3x240приведена на рисунке 1.

2 Выбор кабеля, питающего силовой трансформаторю

2.1 Для прокладки в воздухе выбираем кабель марки АВВГ на номинальное напряжение 10 кВ при номинальном напряжении рассчитываемой сети 10 кВ. Проверяем условия выбора:

U_{каб.ном.} = 10 кВ = 10 кВ = U_сети;

Условие выполняется.

2.2 Выбираем сечение кабеля по условию нагрева длительным расчетным током I_р1 - 75 А по формуле (1):

По таблице 5,11 (Л.2, стр. 139) выбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами с сечением S = 50 мм ², I_н.доп. = 105 А.

Проверяем условия выбора:

Условие выполняется.

2.3 Проверяем выбранное сечение кабеля по потере напряжения по формуле (2):

Проверяем выполнение условий выбора:

S_{принятое} = 50 мм ² > 0,61 мм ² = S_min;

Условие выполняется.

Определяем потерю напряжения в кабеле по формуле (3):

Проверяем условие выбора:

ДU%_доп = 5% > 0,07% = ДU%;

Потеря напряжения в кабеле не превышает допустимой вели - чины.

2.4 Проверяем сечение кабеля по экономической плотности тока по формуле (4):

Проверяем выполнение условий выбора:

S_{принятое} = 50 мм ² > 46,88 мм ² = S_эк;

Условие выполняется. Окончательно принимаем кабель АВВГ - 3x50.

Расшифровка маркировки кабеля АВВГ - 3x50 приведена на рисунке 2.

3 Выбор кабелей, питающих высоковольтные АД мощностью Р = 500 кВт..

3.1 Для прокладки в земле (грунт - лесс), выбираем кабель марки АВБбШв на номинальное напряжение 10 кВ при номинальном напряжении рассчитываемой сети 10 кВ. Проверяем условия выбора:

U_{каб.ном.} = 10 кВ = 10 кВ = U_сети;

Условие выполняется.

3.2 Выбираем сечение кабеля по условию нагрева длительным расчетным током I_р1 - 42,45 А по формуле (1):

При прокладке кабеля в земле с температурой окружающей среды +20?С в ряду в траншее глубиной0,7 м с расстоянием между ними 100 мм k₁ = 0,95, k₂ = 0,85.

По таблице 5,11 (Л.2, стр. 139) выбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами с сечением S = 16 мм ², I_н.доп. = 75 А.

Проверяем условия выбора:

Условие выполняется.

3.3 Проверяем выбранное сечение кабеля по потере напряжения по формуле (2):

Проверяем выполнение условий выбора:

S_{принятое} = 16 мм ² > 0,16 мм ² = S_min;

Условие выполняется.

Определяем потерю напряжения в кабеле по формуле (3):

Проверяем условие выбора:

ДU%_доп = 5% > 0,05% = ДU%;

Потеря напряжения в кабеле не превышает допустимой вели - чины.

3.4 Проверяем сечение кабеля по экономической плотности тока по формуле (4):

Проверяем выполнение условий выбора:

S_{принятое} = 16 мм ² < 26,5 мм ² = S_эк;

Условие не выполняется. Необходимо увеличить сечение кабеля.

По таблице 5,11 (Л.2, стр. 139) выбираем трехжильный кабель с алюминиевыми жилами с сечением S = 35 мм ², I_н.доп. = 115 А.

3.5 Проверяем выполнение условий выбора по экономической плотности тока:

S_{принятое} = 35 мм ² < 26,5 мм ² = S_эк;

Условия выполняются. Окончательно принимаем кабель АВБбШв - 3x35.