Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• Раздел 1. Общая часть
• 1.1 Краткая характеристика и описание технологического процесса
• 1.2 Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения
• 1.3 Ведомость потребителей электроэнергии
• Раздел 2. Расчётная часть
• 2.1 Расчет электрических нагрузок
• 2.2 Выбор схемы электроснабжения и величины питающего напряжения
• 2.3 Компенсация реактивной мощности
• 2.4 Выбор типа подстанции, числа и мощности цеховых трансформаторов
• 2.5 Расчет токов короткого замыкания
• 2.6 Выбор питающей линии
• 2.6.1 Выбор воздушной линии
• 2.6.2 Выбор кабельной вставки
• 2.7 Выбор электрооборудования подстанции на напряжение 10 кВ
• 2.7.1 Выбор сборных шин
• 2.7.2 Выбор выключателя нагрузки
• 2.7.3 Выбор разъединителя
• 2.8 Выбор электрооборудования подстанции на напряжение 0,4 кВ
• 2.8.1 Выбор сборных шин
• 2.8.2 Выбор автомата ввода и секционного автомата
• 2.8.3 Выбор трансформатора тока
• 2.9 Расчет низковольтной магистрали
• 2.9.1 Выбор линейных автоматов
• 2.9.2 Выбор силовых кабелей
• Раздел 3. Техника безопасности
• 3.1 Расчет защитного заземления
• 3.2 Грозозащита
• Список используемой литературы

• Введение
• В системах электроснабжения промышленных предприятий достигается главным образом уменьшением потерь электроэнергии при ее передаче и преобразовании, а также применение меньшего числа материалов и надежность конструкций элементов системы. Одним из путей минимизации потерь электроэнергии является компенсация реактивной мощности потребителей, причем важное значение имеет правильный выбор их типа, мощности, местоположения и способа автоматизации.
• Главной задачей проектирования предприятий является разработка рационального электроснабжения с учетом новейших достижений науки и техники, при которых обеспечивается оптимальная надежность снабжения потребителей электроэнергией. При технико - экономических сравнениях вариантов электроснабжения основными критериями выбора технического решения является его экономическая целесообразность, т.е. решающими факторами должны быть: стоимостные показатели, а именно приведенные затраты, учитывающие единовременные капитальные вложения и расчетные ежегодные издержки производства. Надежность системы электроснабжения в первую очередь определяется схемными и конструктивными построения системы, объемом необходимых резервов, а также надежностью устанавливаемого электрооборудования. При проектировании систем электроснабжения необходимо учитывать возможности максимально приблизить высшее напряжение к электроустройствам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации. Основополагающим принципом при проектировании схем электроснабжения является также отказ от большего резерва. В необходимых случаях при проектировании систем электроснабжения должна быть предусмотрена компенсация реактивной мощности. Мероприятия по обеспечению качества электроэнергии должны решаться комплексно и базироваться на рациональной технологии и режиме производства, а также на экономических критериях. При выборе оборудования необходимо стремиться к применение комплексных устройств различных напряжений, мощности и назначения, что повышает качество электроустановки, надежность, удобство и безопасность ее обслуживания.
• Цель курсового проекта произвести расчет электроснабжения инструментального цеха и выбрать электрооборудование подстанции.

• Раздел 1. Общая часть
• 1.1 Краткая характеристика объекта и описание технологического процесса
• Инструментальный цех (ИЦ) предназначен для изготовления и сборки различного измерительного, режущего, вспомогательного инструмента, а также штампов и приспособлений для горячей и холодной штамповки. Инструментальный цех является вспомогательным цехом завода по изготовлению механического оборудования и станков. Цех имеет производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения.
• Станочный парк размещен в станочном отделении. Электроснабжение цеха осуществляется от собственной цеховой трансформаторной подстанции. Здание расположено на расстоянии 1,2 км от заводской главной понизительной подстанции (ГПП), напряжение - 10 кВ. Расстояние главной понизительной подстанции от энергосистемы - 12 км. Количество рабочих смен - 2. Потребители электроэнергии - 2 и 3 категории надежности энергосистемы.
• Грунт в районе цеха - чернозем с температурой +10°С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 6 м каждый. Размеры цеха
• Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.
• 1.2 Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения
• Продолжительный режим - это режим в котором электрические машины могут работать длительное время, и превышение температуры отдельных частей машины не выходит за установленные пределы.
• К нему относятся: поперечно-строгательный станок, токарно-револьверный станок, одношпиндельный автомат токарный, токарный автомат, алмазно-расточный станок, горизонтально-фрезерный станок, наждачный станок, заточной станок.
• Повторно-кратковременный режим - это режим характеризуемый коэффициентом продолжительности включения (%) ПВ.
• ,
• где продолжительность включения, %;
• - рабочий период, с;
• - период пауз, с.
• Длительность всего цикла не превышает 10 минут. При этом нагрев не превосходит допустимого, а охлаждение не достигает температуры окружающей среды.
• К нему относится: кран-балка.
• Кратковременный режим - это режим при котором рабочий период не настолько длителен, чтобы температуры, отдельных частей машины могли достигнуть установившегося значения, период же остановки машины успевает охладится до температуры окружающей среды.
• Так как перерыв электроснабжения не приведет к расстройству сложного технологического процесса, не повлечет опасность для жизни людей, к массовому браку, то по надежности электроснабжения прессовой участок цеха относится к потребителю второй категории.

• 1.3 Ведомость потребителей электроэнергии
• Таблица 1.3.1 Ведомость потребителей электроэнергии

№ на плане	Наименование ЭО	n, шт.	Рэп, кВТ	Uн,кВ	Режим работы	Примечание
1	2	3	4	5	6	7
1, 2, 40, 41, 46	Поперечно-строгательные станки	5	7,5	0,38	Прод.р
3, 5…7, 28…31	Токарно-револьверные станки	8	3,2	0,38	Прод.р.
4, 8, 32..34	Одношпиндельные автоматы токарные	5	5,5	0,38	Прод.р.
9…15, 26, 27	Токарные автоматы	9	5,5	0,22	Прод.р.
16, 17, 19, 20, 44, 45	Алмазно-расточные станки	6	2,8	0,38	Прод.р.
18, 21…25, 37, 38	Горизонтально-фрезерные станки	8	17	0,38	Прод.р
35, 36, 50, 51	Наждачные станки	4	1,5	0,22	Прод.р.	1-фазные
39, 47	Кран-балки	2	22	0,38	Повт.р.	ПВ = 60 %
42, 43, 48, 49, 52, 53	Заточные станки	6	3	0,22	Прод.р.	1-фазные


• Раздел 2. Расчётная часть
• 2.1 Расчёт электрических нагрузок
• Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всех элементов схем электроснабжения. Поэтому правильное определение их является решающим фактором при проектировании.
• Электрические нагрузки промышленных предприятий определяются методом упорядочных диограм.
• 1.Определяется установленная мощность электро приёмника.
• где - установленная мощность электроприемника, кВт;
• - количество электроприемников, шт.;
• мощность одного электроприемника, кВт.
• Номинальная мощность электроприёмников, работающих в повторно кратковременном режиме определяется:
• где - номинальная мощность электроприемиков, кВт;
• повторность включения.
• Номинальная мощность однофазных электроприёмников распределена на три фазы и определяется по следующей формуле:
• Для одного электроприёмника.
• Для нескольких электроприёмников.
• 2.По режиму работы электроприёмников определяется коофициент использования.
• 3.Определяется среднесменная активная и реактивная мощности группы электроприёмников:
• где среднесменная активная мощность группы электроприемников, кВт.
• где среднесменная реактивная мощность группы электроприемников, кВар. электроснабжение нагрузка ток подстанция
• 4.Для группы электроприёмников подключённой к односиловой сборки определяется эфективное число:
• где Р_макс1 - мощность наибольшего электроприёмника в группе, кВт.
• Если n_эф>n_д, то принемаем n_эф=n_д.
• 5.По значениям n_эф и К_иср по таблице (таб. 2.13 [1]) определяем К_макс. Для электроприемников работающих в продолжительном режиме с постоянной нагрузкой К_макс=1.
• 6.Определяется максимальная активная, реактивная и полная мощность:
• где максимальная активная мощность, кВт;
• коэффициент максимума.
• где максимальная реактивная мощность, кВАр.
• где полная мощность, кВА.
• 7.Определяется максимальный ток:
• где максимальный ток, А;
• номинальное напряение, кВ.
• Расчет осветительной нагрузки определяется методом удельной мощности:
• где мощность освещения, кВт;
• площадь помещения, м²;
• удельная мощность освещения, Вт/м², которая определяется по таблице в зависимости от величины нармируемой освещенности Е_н, типа источников света, светильников и размеров помещения.
• Согласно отраслевых норм для цеха металорежующих станков Е_н = 300Лк, поэтому к установки применяются лампы ДРЛ, которые устанавливаются в светильнике типа УПД ДРЛ.
• Величина удельной мощности освещения равна W = 18,6 Вт/м².
• Данные расчетов силовой и осветительной нагрузки заносим в таблицу 2.1.1
• Таблица 2.1.1 Расчет электрических нагрузок

№ п/п	Наименование электроприёмников	n	Установленная мощность при ПВ=100%	m	Ки	cosц	tgц	Средняя мощность	nэ	Кмакс	Максимальная расчётная мощность	Iмакс,	Iкр,
			Рном, кВт	?Рном, кВт					Рсм, кВт	Qсм, кВАр			Рмакс, кВт	Qмакс, кВАр	Sмакс, кВА
	РП-1
1.	Поперечно-строгательные станки	1	7,5	7,5		0,12	0,4	2,29	0,9	2,06
2.	Токарно-револьверные станки	2	3,2	6,4		0,12	0,4	2,29	0,77	1,76
3.	Алмазно-расточные станки	4	2,8	11,2		0,12	0,4	2,29	1,34	3,07
4.	Горизонтально-фрезерные станки	6	17	102		0,12	0,4	2,29	12,24	28,03
5.	Наждачные станки	2	4,5	9		0,12	0,4	2,29	1,08	2,47
6.	Кран-балки	1	16,94	16,94		0,1	0,5	1,73	1,69	2,92
7.	Заточные станки	4	9	36		0,12	0,4	2,29	4,32	9,89
	Итого по РП-1	20	1,5-17	189,04		0,12			22,34	50,2	20	1,84	41,1	50,2	64,88	98,3	548,08
	РП-2
1.	Поперечно-строгательные станки	2	7,5	15		0,12	0,4	2,29	1,8	4,12
2.	Токарно-револьверные станки	2	3,2	6,4		0,12	0,4	2,29	0,77	1,76
3.	Одношпиндельные автоматы токарные	3	5,5	16,5		0,17	0,65	1,17	2,8	3,28
4.	Токарные автоматы	2	5,5	11		0,17	0,65	1,17	1,87	2,19
5.	Алмазно-расточные станки	2	2,8	5,6		0,12	0,4	2,29	0,67	1,53
6.	Горизонтально-фрезерные станки	2	17	34		0,12	0,4	2,29	4,08	9,34
7.	Наждачные станки	2	4,5	9		0,12	0,4	2,29	1,08	2,47
8.	Кран-балки	1	16,94	16,94		0,1	0,5	1,73	1,69	2,92
9.	Заточные станки	2	9	18		0,12	0,4	2,29	2,16	4,95
	Итого по РП-2	18	1,5-17	132,44		0,13			16,92	32,56	15	1,77	29,95	32,56	44,04	66,73	434,88
	РП-3
1.	Поперечно-строгательные станки	2	7,5	15		0,12	0,4	2,29	1,8	4,12
2.	Токарно-револьверные станки	4	3,2	12,8		0,12	0,4	2,29	1,54	3,53
3.	Одношпиндельные автоматы токарные	2	5,5	11		0,17	0,65	1,17	1,87	2,19
4.	Токарные автоматы	7	5,5	38,5		0,17	0,65	1,17	6,55	7,66
	Итого по РП-3	15	3,2-7,5	77,3		0,15			11,76	17,5	15	1,77	20,82	17,5	27,19	41,19	229,6
	Итого по цеху:	53		398,78					51,02	100,26			91,87	100,26	136,11	206,22	967,56
	Освещение:			26,78		0,85	0,95	0,33	22,76	7,51		1	23,76	7,51	24,92	37,76
	Итого с учетом освещения			425,56					73,78	107,77			115,63	107,77	161,03	243,98
	Дополнительная нагрузка:			1626,19		042			683	828			683	828	1073,35	1626,29
	Итого с учетом дополнительной нагрузки			2051,75					756,78	935,77			797,63	935,77	1233,42	1868,82
	Компенсация:									-650				-650		471
	Итого с учетом компенсации			2051,75					756,78	285,77			797,63	285,77	847,28	1283,76
	Потери в трансформаторах:								9,2	52,92			13,36	56,38
	Всего на напряжение 10 кВ								765,98	338,69			810,99	342,15	863,41	49,9

2.2 Выбор схемы электроснабжения и величины питающего напряжения

В данном разделе определяются и принимаются основные решения по курсовому проекту.

Электроснабжения инструментального цеха осуществляется от шин ЗРУ - 10 кВ районной подстанции т.к. на проектируемом объекте отсуствуют электроприёмники первой категории, то питание целесобразно осуществлять по одной ВЛ-10 кВ протяженностью 1,2 км.

На участке от ГПП до цеховой ТП (трансформаторная подстанция) принимается радиальная схема питания.

Для обеспечения надёжности электроснабжения электроприёмников цехов предусматривается установка двух понижающих трансформаторов, мощностью по 630 кВА.

Силовые шкафы запитываются по радиальной схеме от цеховой ТП.

Так как мощность цеховых трансформаторов менее 1000 кВА, то РУ - 10 кВ выполняются сборными камероми КСО - 366, в которых устанавливаются: ВН, разъединители, предохранители.

РУ - 0,4 кВ выполняются комплектными шкафами серии ЩО - 70, в которых устанавливаются автоматические выключатели, ТТ и измерительные приборы.

Также в проекте предусматривается освещение цеха, применяется осветительные шкафы серии ОЩБ - 12, которые запитываются от цеховой ТП, кабелем по стене на скобах марки АВВГ.

Статический конденсатор устанавливается в щитовой РУ-0,4 кВ, что позволяет уменьшить переток реактивной мощности через понижающие трансформаторы.

Сборные шины 0,4 кВ секционизируются автоматическим выключателем.



2.3 Компенсация реактивной мощности

Имеет большое народно-хозяйственное значение, т.к. позволяет снизить потери мощности и напряжения питающих линий. Для повышения коофициента мощности естественным путем используются следующие мероприятия:

1.Правильный выбор мощности.

2.Понижения напряжения у мало загруженного двигателя.

3.Ограничения работающих двигателей.

4.Правильный выбор электродвигателя по мощности и типу.

5.Более качественный ремонт электродвигателя.

Значительное повышения коофициента мощности cosц естественными методами не возможно, поэтому в дополнения к естественным мероприятиям применяют искусственные методы компенсации реактивной мощности.

Расчитывая, в качестве искусственных компенсаторов применяются комплексные компенсаторные установки.

Значения расчетного cosц определяется:

где расчетный коэффициент активной мощности.

т.к.

следовательно необходимо установить специальное компенсирующее устройство - конденсаторные батареи. Мощность конденсаторной установки определяется по формуле:

где мощность конденсаторной установки, кВАр.

Выбираем две конденсаторные установки типа АКУ 0,4-325-25 УЗ.

2.4 Выбор типа подстанций, числа и мощности силовых трансформаторов

В настоящее время наибольшее применение находят комплектные трансформаторные подстанции, что значительно снижает сроки монтажа и улучшает условия эксплуатации.

Согласно «Норм технологического проектирования» для потребителей 1, 2, 3 категории применяются двух трансформаторные подстанции, обеспечивающих надёжное электроснабжение электроприемников. Расчётная мощность цеховых трансформаторов определяется по среднесменной мощности с учётом компенсации реактивной мощности:

где полная расчетная мощность цеховых трансформаторов, кВА.

Номинальная мощность трансформатора определяется с учётом коэффициента загрузки в нормальном режиме:

Номинальную мощность трансформатора находим по формуле:

где номинальная мощность трансформатора, кВА.

Выбираем два трансформатора мощностью по 630 кВА и проверяем по условию загрузки в аварийном режиме (при отключении одного трансформатора).

1,28<1,4

Следовательно, трансформатор удовлетворяет условию загрузки в аварийном режиме.

Таблица 2.4.1 Технические данные трансформатора

Тип трансформатора	Sнт кВА	Uвн кВ	Uнн кВ	Потери мощности	Uк %	Iхх %
				?Pхх кВт	?Ркз кВт
ТМ-630/10 У1	630	10	0,4	1,56	7,6	5,5	2,0

Определяем потери мощности трансформатора

1. Реактивные потери мощности:

а) при холостом ходе:

где реактивные потери мощности, при холостом ходе, кВАр;

ток холостого хода трансформатора, %.

б) при коротком замыкании:

где реактивные потери мощности, при коротком замыкании, кВАр;

напряжение короткого замыкания, %.

2.Приведённые потери активной мощности:

а) при холостом ходе

где приведенные потери активной мощности, при холостом ходе, кВт;

экономический эквивалент реактивной мощности, .

б) при коротком замыкании

где приведенные потери активной мощности, при коротком замыкании, кВт.

3. Полные приведённые потери в мощности при среднесменной нагрузке

а) активная мощность:

где полные приведенные активные потери мощности в трансформаторах, при среднесменной нагрузке, кВт;

число трансформаторов, шт;

коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме.

б) Реактивной мощности:

где полные приведенные потери реактивной мощности в трансформаторах, при среднесменной нагрузке, кВАр.

4. Полные приведённые потери при максимальной нагрузке

а) активной мощности:

где полные приведенные потери активной мощности, при максимальной нагрузке, кВт;

коэффициент загрузки при максимальной нагрузке.

б) Реактивная мощность:

где полные приведенные потери реактивной мощности, при максимальной нагрузке, кВАр.

Полученные данные заносятся в таблицу 2.1.1.

2.5 Расчёт токов короткого замыкания

Производится для проверки электрооборудования по аварийному режиму, наиболее тяжёлым аварийным режимом является трёхфазное короткое замыкание.

Для расчётов токов короткого замыкания составляется расчётная схема, на которой указываются номинальные параметры всех элементов схемы.

Рис. 2.1. Расчётная схема электроснабжения

В установках свыше 1000 В расчёт тока короткого замыкания производится в относительных единицах.

При расчёте в относительных единицах все величины сравнивают с базисными, в качестве которых принимают базисную мощность (S_б=100МВА) и базисное напряжение(U_б).

Принимаем:

Тогда

По расчётной схеме составляется схема замещения.

Схема замещения представляет собой электрическую схему, соотведствуюю расчётной схеме, все элементысистемы которой представлены эквивалентными сопротивлениями.

Рис. 2.2. Схема замещения

Определяется сопротивление схемы замещения:

1. Сопротивление системы, так как мощность системы S_с=?, то сопротивление системы равняется Х_с=0.

2. Сопротивление обмоток трёхобмоточной районной подстанции.

Для определения сопротивления обмоток трансформатора необходимо пересчитать значения Uк каждой обмотки, данные берутся с расчетной схемы:

3. Сопротивление воздушной линии:

где - это удельное сопротивление линии; для воздушной линии Х₀ =0,4Ом/км.

Расчёт точки К-1

Резертирующие сопротивление до точки к-1

Сверх переходной ток в точке К-1

где риведённое значениея сверх переходной ЭДС, .

Т.к. точка короткого замыкания значительно удалена от источника электро энергии, то устанавливается ток короткогозамыкания, который можно считать равным сверх переходному:

Ударный ток короткого замыкания в точке К-1

где К_у - ударный кооэффициент, в установках свыше 1000 В К_у=1,8.

Расчёт точки К-2

Расчёт токов короткого замыкания в установках типа 1000 В производится в именованных единицах с учётом активных сопротивлений элементов схем. (Цехового трансформатора, шинопровода, переходных сопротивлений контактов, автоматов и катушек расцепителей).

Рис.2.3. Расчётная схема Рис.2.4. Схема замещения

Индуктивное сопротивлениесистемы до точки К-1 приведённое на схеме и ступени низшегонапряжения в именнованных единицах находятся по следующей формуле:

Полное сопротивление цехового трансформатора приведённого к ступени низшего напряжения:

Активное сопротивление цехового трансформатора:

Сопротивление катушек электромагнитных расцепителей и переходных сопротивлений контактов, автоматов определяется по таблице в зависимости от номинального тока трансформатора.

Сопротивление первичных обмоток трансформатора тока неучитывается, т.к. они одновитковые.

Суммарное активное сопротивление до точки К-2.

Полное сумарное сопротивление до точки К-2

Сверх переходной ток в точке К-2

Ударный ток в точке К-2

где К_у - ударный коэффициент в установках ниже 1000 В, К_у=1,45.

Данные расчётов короткого замыкания сводим в таблице 2.5.1

Таблица 2.5.1 Расчётные данные токов короткого замыкания

Расч.велиины место к.з.	Х рез мОм	Iб кА	Uб кВ	I? кА	Ку	Iуд кА	I11 кА
Точка К-1(сш-10кВ)	0,458	5,5	10,5	11,99	1,8	30,45	11,99
Точка К-2(сш-0,4кВ)	0,77	-	0,4	15,58	1,45	31,85	15,58



2.6 Выбор питающей линии

Питающая линия от ЗРУ-10 кВ районной подстанции до последней опоры у предприятия выполняется ВЛ, а от последней опоры до цеховой подстанции кабельной вставкой.

2.6.1 Выбор воздушной линии

Сечение ВЛ-10 кВ выбирается по следуюшим условиям:

1. По механической прочности. Согласно ПУЭ сечение сталеалюминивых проводов по условиям механической прочности должно быть не менее:

S_min=25мм²

2. По току нагрузки :

Выбираем провод марки АС сечением 25мм² у которого I_{дл. доп.}=130А

3. По экономической плотности тока:

где экономическая плотность тока; А/мм²=1,1.

Выбираем провод марки АС-25, у которого I_дл.доп.=130А, что больше I_макс=49,9А

Окончательно выбираем провод наибольшего сечения АС-25, у которого I_дп.доп.=135А,

Выбранное сечение провода проверяется по потери напряжения:

2.6.2 Выбор кабельной вставки

Сечение кабельной вставки выберается по следующим условиям:

1.По длительно допустимому току с учётом поправочных коэффициентов на температуру окружающей среды и число совместно прокладываемыхкабелей:

где K₁ - коэффициент учитывающий темпиратуру земли t⁰=10C, при этом K₁=1,2.

К₂ - коэффициент зависящий от числа работающих кабелей; при n=2; К₂=0,9.

Выбираем кабель марки ААБЛ (3Ч50), у которого I_дл.доп=134 А

2.По экономической плотности тока :

Выбераем кабель марки ААБЛ-10(3Ч50)

3.Проверяется по термической устойчивости :

где термический коэффициент для кабелей с алюминиевыми жилами, .

установившийся ток короткого замыкания в точке К-1; кА

приведённое время короткого замыкания.

Дествительное время протекания тока короткого замыкания находится по следующей формуле:

где время отключения выключателя; для вакуумного выключателя,

ВВ/ТЕL=0,05с;

время срабатывания релейной защиты,

При;

При определяем по графику

Выбираем кабель марки. ААБЛ (3Ч150).

Окончательно выбираем наибольшее сечение полученное из трёх условий; ААБЛ(3Ч150), у которого , ?L=1010м/%.

Ввиду незначительной длины кабельной вставки проверку по потери напряжения можно не производить.



2.7 Выбор электрооборудования подстанций на U=10кВ

2.7.1 Выбор сборных шин

Сечение сборных шин выбирается по току наибольшего присоединения:

где К₁ - коэффициент учитывающий расположение шин,при расположении шин плашмя, К₁=0,95;

К₂ - коэффициент учитывающий число полое на фазу;

Для однополосныхшин К₂=1;

К₃ - коэффициент учитывающий t_{окр.среды} = 25⁰С, К₃=1.

По условию монтажа принимаю однополосные алюминевые шины марки

АТ(40Ч4), у которых I_дл.доп =480А.

Выбранные шины проверяются:

1.На электродинамическую устойчивость:

где L - растояние между опорными изоляторами, L=100см;

а - растояние между фазами, а=35см.

где момент сопротивления,

b - высота шины, см;

h - ширина шины, см.

2.На электротермическую устойчивость:

Минимальное сечение шин по условию термической устойчивости составит:

т.е. выбранные шины термически устойчивые.

2.7.2 Выбор выключателя нагрузки

На цеховых подстанциях с трансформаторной мощностью до 1000 кВА целесообразно использовать ВН с блоком предохранителей, применение которых удешевляет подстанцию и упрощают релейную защиту.

Условие выбора:

Выбираем выключатели нагрузки типа ВНПР - 10/400 20У2 и предохранители типа ПКТ 102 - 10-50-12,5-У3, т.к. выключатель нагрузки находится за предохранителями, то прверка его на электродинамическую, электротермическую устойчивость не призводится.

2.7.3 Выбор разъединителя

Разъединители служат для видимого разрыва и выбираются по следующим условиям.

Выбираем разъкдинитель РВЗ - 10/400У3.

Таблица 2.7.1 Выбор электрооборудования подстанции на напряжение 10кВ

Наименование Расчетные данные	Каталожные данные
	Разъединитель	Выключатель нагрузки	Предохранитель ПКТ102-10-50-12,5 У3
Uуст=10 кВ	Uн.р.=10 кВ	UВН=10 кВ	Uн.п.=10 кВ
Iмакс=49,9 А	Iн.р=400 А	Iн.в.=400 А	Iпл.вст=50 А
Iуд.к-1=30,45 кА	Iдин=50 кА	Iдин=51 кА	-
IЅк-1=11,99 кА	-	-	Iн.о.=12,5 кА
Вк.расч=11,992•0,5=71,88кА2•с	Вк=202•1=400кА2•с	-	-

Выключатель нагрузки (ВН) с блоком предохранителей и разъединителей устанавливается в сборные камеры типа КСО - 366.

2.8 Выбор электрооборудования подстанции на напряжение 0,4 кВ

2.8.1 Выбор сборных шин

Сборные шины находящихся за предохранителями выбирается только по длительнодопустимому току.

Выбираем однополосные шины марки АТ (80Ч10), у которого I_дл.доп=1480 А

2.8.2 Выбор автомата ввода и секционного автомата

Условия выбора:

где I_кр - критический ток возбуждения при пуске наибольшего по мощности двигателя, А.

Выбираем автомат типа ВА 62-43 у которого:

Секционные автоматы выбираются по тем же условиям, что и автомат ввода, по току наиболее загруженной секции:

Выбираем автомат типа ВА 62-40 у которого:

2.8.3 Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока предназначены для подключения измерительных приборов и приборов учета. На цеховых подстанциях осуществляется контроль тока и потребления активной энергии. Для контроля напряжения используют вольтметр на U=380 В. Трансформаторы тока выбираются:

;

;

;

По классу точности.

Т.к. трансформатор тока устанавливается за предахранителями, то проверка их на электродинамическую и термическую устойчивость не производиться, проверяется только по вторичной нагрузке.

Т.к. трансформатор тока подключается к приборам учета, то класс точности должен быть не ниже 0,5

Выбираем трансформатор тока типа ТШП - 0,66-У3, у которого:

Для проверки по вторичной нагрузке составляется схема включения приборов и определяется нагрузка по фазам. Суммарная нагрузка составит 7,5ВА,что меньше допустимой 50 ВА

Рис. 2.8.1 Схема включения приборов учета и контроля

Таблица 2.8.1 Технические данные приборов учета и контроля

Наименование приборов	Тип приборов	Нагрузка по фазам; ВА
		А	В	С
Амперметр	Э - 350	0,5	0,5	0,5
Счетчик активной энергии	СА4-И672М	2	2	2
Итого	-	2,5	2,5	2,5

Для определения сечения соединительных проводов, определяем сопротивление приборов:

Принимаем

Сечение соеденительных проводов составит:

Согласно ПУЭ сечение соеденительных проводов должно быть не менее 6 мм².

Принимаем провод марки АКВРГ, сечение 6 .

2.9 Расчёт низковольтной магистрали сети

Расчёт заключается в выборе линейных автоматов, устанавливаемых в шкафах РУ-0,4 кВ и кабелей, отходящих отРУ-0,4 кВ до силовых сборок.

2.9.1 Выбор линейных автоматов

Линейные автоматы выбираются по тем же условиям, что и автоматы ввода. Технические данные приведены в таблице 2.9.1

Таблица 2.9.1 Выбор автоматических выключателей

№ п/п	Наминование Приёмника	Iмакс А	Iкр A	1,25•Iкр А	Тип автомата	Iна А	Iн.р А	Iэм.р А
1	РП-1	98,3	548,08	685,1	ВА 57-31	100	100	1000
2	РП-2	66,73	434,88	543,6	ВА 57-31	100	80	800
3	РП-3	41,19	229,6	287	ВА 13-29	63	50	600
4	Освещение	36,32	36,32	45,4	ВА 13-29	63	40	120
5	Компенсация	471	471	588,75	ВА 52-38	500	500	5000
6	Дополнительная нагрузка	1626,29	1626,29	2032,86	ВА 75-45	2500	2500	5000

2.9.2 Выбор силовых кабелей

Сечение силовых кабелей выбирается по длительному допустимому току:

где К₁ - коэффициент учитывающий t⁰ окружающей среды, при t=+25⁰C;

К₁=1;

К₂ - коэффициент учитывающий число работающих кабелей К₂=0,78.

Кабели от распределительного устройства РУ-0,4 кВ прокладывается на стенах по скобам.

При глухо заземлёной нейтрали применяют четырёх жильные провода марки АВВГ.

Выбраный кабель проверяется:

1. По условиям защиты:

где К_защ - коофициент защиты, кзащ =0,66;

I_н.р - ток расцепителя автомата.

2. По потерям напряжения:

где Р_уст - установленная мощность, кВт;

L - длина кабеля, км;

R₀ - удельное спротивление кабеля, Ом/км.

Выбор сечения кабеля производится в табличной форме.

Таблица 2.9.2 Выбор сечения кабеля

№ п/п	Наименование электро-приемника	Руст, кВт	Iмакс, А	Iрасч, А	Кз	Iнр, А	КзIнр, А	Марка и сечение кабеля	Iдл.доп, А	Rо, Ом/км	?, км	?Uрасч, %
1	РП-1	189,04	98,3	126,03	0,66	100	66	АВВГ(3Ч50+1Ч25)	136	0,641	0,027	2,29
2	РП-2	132,44	66,73	85,55	0,66	80	52,8	АВВГ (3Ч35+1Ч25)	109	0,868	0,048	3,86
3	РП-3	77,3	41,19	52,8	0,66	50	33	АВВГ (3Ч25+1Ч16)	88	1,2	0,069	4,48
4	Освещение	26,78	36,32	45,56	0,66	40	26,4	АВВГ(3Ч10+1Ч6)	50	3,08	0,005	0,29
5	Дополнительная нагрузка	1626,19	1626,19	2084,99	0,66	2500	1650	МТ(100Ч10)	2310	0,025	0,040	1,14
6	Компенсация	487,5	471	603,85	0,66	500	330	АТ(50Ч5)	665	0,085	0,005	0,15

Раздел 3. Техника безопасности

3.1 Расчёт заземляющего устройства

При расчёте заземляющего устройства определяется тип заземлителей их количества и сечения, также место размещения. Расчёт производится для ожидаемого сопротивления заземляющего устройства т.к. заземляющее устройства используется одновременно для электро установок до и выше

1000 В,то и его величена выбирается из двух условий:

1)

2) выше 1000 В.

где ток замыкания на землю в сети 10 кВ.

Т.к. 6250>>4 Ом, то за расчётное сопротивление заземления принимает R_з=4 Ом.

Заземляющие устройство выполняется из ряда вертикальных стержней круглой стали d=12мм , l=3м. Для соединения вертикальных заземлителей используется стальная полоса размерами 40Ч4 мм.

где длина вертикальных заземлителей, 3 м;

диаметр вертикальных заземлителей, d=12 мм

расстояние от поверхности заземлителя до середины вертикального заземлителя, м.

, м

Определяем расчетное удельное сопротивление грунта:

где с_изм - измеренное сопротивление грунта, Ом•м

К₁-коэффициент учитывающий промерзание и высыхания почвы; для средних климатических районов К₁=1,25.

Приближенное число вертикальных заземлителей составит:

Определяем длину стальной полосы необходимой для соединения, вертикальных заземлителей.

где а - расстояние между заземлителями, а=5 м.

Определяем сопротивление стальной полосы:

где К₂ - коэффициенты учитывающие промерзания, просыхания почвы на глубине 0,7м; К₂=1,6

Общие сопротивления заземляющего устройства:

где коэффициенты использования вертикальных и горизонтальных заземлителей.

Т.к., следовательно, защитное заземление эффективно.

3.2 Грозозащита

По части устройства машин защита проектируемого цеха относится к третьей категории. Поэтому, от прямых ударов защита выполняется молниеприёмной сеткой.

Сетка изготавливается из стальной проволоки диаметр 6-8ммс ячейками более 36см². Все соединения выполняются сваркой. Сетка укладывается на неметаллическую кровлю под слой утеплителей или гидроизоляцией и заземляется.



Список используемой литературы

1. В.Л.Вязигин. Справочник. «Оборудование и электротехнические устройства систем электроснабжения» - Омск: «Омский научный вестник», 2005г.

2. Б.Ю.Липкин «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» - М.: Высшая школа, 1990 г.

3. Д.Г.Сегеда, О.А.Новицкий, Э.В.Морозов «Справочник электрика» - М.: Агропромиздат, 1989 г.

4. Г.М.Кнорринг. «Справочная книга для проектирования электрического освещения» - М.: Энергия, 1976 г.

5. Г.М.Кнорринг. «Осветительные установки» - Л.: Энергоиздат, 1981 г.

6. А.А.Фёдоров, Г.В.Сербиновский. «Справочник по электроснабжению промышленных предприятий» Том 1 - М.: Энергия, 1973 г.

7. А.А.Фёдоров, Г.В.Сербиновский. «Справочник по электроснабжению промышленных предприятий» Том 2 - М.: Энергия, 1973 г.

8. А.А.Фёдоров, Л.Е.Старкова. «Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования» - М.: Энергоатомиздат, 1987 г.

9. Б.Н.Неклепаев, И.П.Крючков. «Электрическая часть станций и подстанций» - М.: Энергоатомиздат, 1989 г.

10. ПУЭ, ПТЭ, ПТБ

11. Закон «О труде РК»

12. Закон «О приватизации»

13. 15 Закон «О разгосударствлении»

14. В.П.Шеховцов. «Расчет и проектирование схем электроснабжения» - Москва Форум-Инфра-М, 2005 г.

Размещено на Allbest.ru