Системы электроснабжения промышленных предприятий

При токах 3000А применяются одно- и двухполосные шины. Выбор шин производится по нагреву.

В расчете примем однополосные шины, так как

Условия выбора:

(13.52)

где - допустимый ток на шины выбранного сечения, А

Рассчитываем токи:

(13.42)

(13.53)

Принимаем к установке однополосные алюминиевые шины с размерами (80х6) мм с допустимым током 1150 А.

Определяем расчётные токи продолжительных режимов:

(13.54)



Для неизолированных проводов и окрашенных шин принимаем

= 700 С; = 250 С; тогда:

(13.55)

Условие выполняется: , следовательно шины проходят по допустимому нагреву.

Проверку шин на термическую стойкость производим согласно условию:

(13.56)

где - минимальное сечение шины по термической стойкости.

- выбранное сечение.

Сечение проводника, отвечающее его термической стойкости определяем по формуле:

(13.57)

Где - полный импульс квадратичного тока КЗ.

Находим расчетное сечение:

(13.58)



,

Условие соблюдается, следовательно сечение шины выбрано правильно и проходит по термической стойкости.

Момент инерции:

(13.59)

Механический расчет однополосных шин.

Определяем наибольшее удельное усилие при токе КЗ:

(13.60)

- расстояние между фазами равно 0,25м.

Равномерно распределенная сила создает изгибающий момент:

(13.61)

где - длина пролета между опорными изоляторами шинной конструкции равна 1м.

Напряжение в материале шины, возникающее при воздействии изгибающего момента:



(13.62)

где - момент сопротивления шины.

Момент сопротивления шин при установке их вертикально:

(13.63)

Шины механически прочны, если соблюдается условие:

(13.64)

Условие механической прочности выполнено.

К установке принимаем алюминиевые шины прямоугольного сечения (80Ч6) с длительно допустимым током 1150 А.

12.3 Выбор проводниковой продукции и аппаратуры на стороне 0,4 кВ

Выбор автоматических выключателей

Выбор автоматических выключателей производится по трём условиям:

Uн ? Uуст; Iтр ? 1,15*Iнэ; (13.65) Iэр ? 1,25*Iпуск; (13.66)



где Iтр - ток теплового расцепителя автоматического выключателя;

Iэр - ток электромагнитного расцепителя автоматического выключателя;

Iнэ - номинальный ток электроприёмника;

Iпуск - пусковой ток электроприёмника.

(13.67)

Iпуск = Кп·Iнэ, (13.68)

где Кп - коэффициент пуска

Выбор магнитных пускателей

Магнитные пускатели предназначены для частых пусков и дистанционного включения. Защищает от исчезновения и чрезмерного снижения напряжения, а также от перегрузки при наличии теплового реле.

Выбор магнитных пускателей производится по току защитного элемента, по назначению и исполнению по степени защиты.

Выбор проводниковой продукции

Выбор проводниковой продукции производится по трём условиям:

Uн ? Uуст;

Iдоп ? ; (13.69)

Iдоп ? ; (13.70)

где Iз - ток защитного аппарата, для автомата - ток теплового расцепителя.

Кз - коэффициент, учитывающий требует ли сеть защиты от прегрузки.

Рассматриваем ШР - 1

Горизонтально-расточный станок

=

Iпуск = 7·29,6 = 207 А

Iтр ? 1,15·29,6 = 34,1А

Iэр? 1,25·207= 258,8А

Выбираем выключатель:

ВА13-29 Iтр=63А, Iэр=300А

Выбираем магнитный пускатель:

ПМЛ-323 Iн = 40А, реверсивный с тепловым реле, IP54 с кнопками «пуск» и «стоп».

Тепловое реле РТЛ-80 Iн = 80А, пределы регулирования срабатывания 30-40А, максимальный ток продолжительности режима 40А.

Выбор проводниковой продукции

Так как сеть требует защиты от перегрузки, то проводники выбираем по следующему условию:

(13.71)

Кз =1,15. Температуру в помещении примем равной 20 градусов. Прокладка проводников будет проводиться открыто в трубах во избежание механических повреждений.

(13.72)

Кn=0,8 - Расстояние в свету 100мм. (13,табл. 1.3.26)

Кt=1,07 При нормированной температуре жил 60С (13,табл. 1.3.3)

Так как все приемники с ПВ=100%, то Кпв=1

Выбираем АПВ 1(3х35). Iдоп = 95А.

От РУ 0,4кВ к РП:

(13.73)

(ПУЭ 1.3.3)

Выбираем АВВГ 1(3х70+3х50). Iдоп = 140А.

Выбор остальных элементов производится аналогично.

Результаты расчета сведены в таблицу 10.9.

Результаты расчёта и выбора заносим в таблицу 13.3.1

Таблица 12.3.1 Выбор проводниковой продукции и аппаратуры на ШР1

№	Наименование	Pн	Кп	Iн.д.	Iпуск	Iт.р.	Тип	Iт.р.	Тип М.П.	Тип	Iн.э.	Марка	Iдоп.
	оборудования	КПД	Cosц			Iэ.р.	автомата	Iэ.р.		реле		провода
	сечение
1	Горизонтально-расточный станок	10,5	7	29,6	207	34,1	ВА 13-29	63	ПМЛ-323	РТЛ-80	30-40	АПВ	95
		0,9	0,6			258,8		300	40	3(1х35)
2	Краны консольные поворотные	3,25	7	11,1	77,7	12,8	ВА 13-25	16	ПМЛ-223	РТЛ-25	9,5-14	АПВ	22
		0,89	0,6			97,1		112	14	3(1х3)
3	Агрегатно-расточный станок	14	7	39,4	276	45,31	ВА 13-29	63	ПМЛ-323	РТЛ-80	30-40	АПВ	95
		0,9	0,6			345		378	40	3(1х35)
4	Токарно-шлифовальный станок	11	7	28,6	200,2	32,9	ВА 13-25	63	ПМЛ-323	РТЛ-80	30-40	АПВ	95
		0,9	0,6			250,3		300	40	3(1х35)
5	Радиально-сверлильный станок	5,2	7	14,7	102,5	16,9	ВА 13-25	25	ПМЛ-223	РТЛ-25	13-19	АПВ	40
		0,9	0,6			128,1		175	19	3(1х8)
6	Продольно-фрезерный станок	33	7	94,1	658,7	108,2	ВА 51-33	125	ПМЛ-623	РТЛ-200	95-125	АПВ	70
		0,89	0,6			823,4		1250	125	3(1х95)

Примечание: способ прокладки - в трубе, Кпопр = 1, t=25C, длительный режим работы.

13. Расчёт молниезащиты

Вероятность поражения какого-либо сооружения, не оборудованного молниезащитой, может оцениваться формулой:

1/год (14.1)

Где - ожидаемое количество поражений в год, 1/год, - среднее число поражений в год на единицу площади в данном районе, 1/(м *год), при продолжительности грозовой деятельности 10-80 ч/год эта величина составляет 1/(м *год); а = 35м,b = 24м,h = 8,25м длина, ширина и высота объекта соответственно.

Чтобы быть полностью защищенным объект должен находиться в зоне действия молниеотвода.

Поверхность ограничивающая зону защиты стержневого молниеотвода может быть представлена ломанной линией.

Рис. 13.1



Отрезок ав - часть прямой соединяющий вершину молниеотвода с точкой поверхности земли, удаленной на от оси молниеотвода.

Отрезок вс - часть прямой, соединяющей точку молниеотвода на высоте с точкой поверхности земли удаленной на . Точка находится на высоте .

Радиус защиты на высоте

:

(14.2)

А на высоте :

(14.3)

Зона защиты двумя молниеотводами имеет большие размеры, чем сумма защиты двух одиночных молниеотводов.

Расчетная зона одиночного стержневого молниеотвода высотой представляет собой конус

Рис. 13.2



ОРУ располагаются на большой территории и их приходится защищать несколькими молниеотводами.

Размеры ОРУ: 35х24х8,5.

Предполагаем для защиты ОРУ использовать четыре молниеотвода, располагаемых по углам защищаемой территории.

Задаемся высотой стержня от земли

(14.4)

Радиус защиты на высоте = 5м:

(14.5)

на высоте =16м:

(14.6)

на высоте = 13,3м:

(14.7)

(14.8)

Строим конус образованный молниеотводами.

На высоте равной 8,5м радиус защиты будет равен:

(14.9)



Как видно из нижеприведенного рисунка площадь перекрываемая молниеотводами, где вероятность поражения сведена к минимуму, перекрывает площадь ОРУ.



Заключение

В настоящее время созданы методы расчета и проектирования цеховых сетей, выбора мощности трансформаторов, методика определения электрических нагрузок, выбора напряжений, сечений проводов и жил кабелей. Главной проблемой является создание рациональных систем электроснабжения промышленных предприятий. Созданию таких систем способствует: выбор и применение рационального числа трансформаций; выбор и применение рациональных напряжений, что дает значительную экономию в потерях электрической энергии; правильный выбор места размещения цеховых и главных распределительных и понизительных подстанций, что обеспечивает минимальные годовые приведенные затраты; дальнейшее совершенствование методики определения электрических нагрузок. Проведение расчета молниезащиты обеспечивает необходимую защиту электротехнического персонала при аварийных ситуациях.

Рациональный выбор числа и мощности трансформаторов, а также схем электроснабжения и их параметров ведет к сокращению потерь электроэнергии, повышению надежности и способствует осуществлению общей задачи оптимизации построения систем электроснабжения. Общая задача оптимизации систем внутризаводского электроснабжения включает рациональные решения по выбору сечений проводов и жил кабелей, способов компенсации реактивной мощности, автоматизации и диспетчеризации и другие технические и экономические решения в системах электроснабжения.



Список литературы

1. Справочник по проектированию электроснабжения /Под редакцией Ю.Г.Барыбина -М:Энергоатомиздат 1990-576 с

2. Федоров А.А, Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов -М: Энергия, 1979-408 с

3. Федоров А.А, Старкова Л.Е.Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий -М:Энергоатомиздат, 1987.

4. Кудрин Б.И., Прокопчик В.В. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебное пособие для вузов. Минск: Высшая школа, 1988 - 357 с

5. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Электрооборудование и автоматизация. Под редакцией А.А.Федорова и др. -М:Энергоиздат, 1981

6. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Промышленные электрические сети. Под редакцией А.А.Федорова - М:Энергия, 1980

7. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под редакцией А.А.Федорова в 2-х книгах. М.Энергия, 1973

8. Электротехнический справочник в 3-х томах. Том 3 кн.1. Под общей редакцией профессоров МЭИ-М:Энергоатомиздат 1988

9. Электротехнический справочник Том 2. Под редакцией П.Г.Грудинского и др. М:Энергия 1975

10. Указания по проектированию компенсации реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий, М:Тяжпромэлектропроект 1984.

11. «Электрооборудование станций и подстанций» Рожкова Л.Д., Козулин В.С., М. Энергоатомиздат, 1987.

12. Методические указания по проектированию СЭС

13. Правила устройства электроустановок

Размещено на Allbest.ru