Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

ДИСЦИПЛИНА: «Внутризаводское электроснабжение и режимы»

ТЕМА: «Проектирование внутризаводского электроснабжения промышленного предприятия по изготовлению электрических машин»

Выполнила студентка:

Светильникова А.А

группа: 41 - ЭО

Руководитель:

к. т. н., доцент

Королева Т.Г.

Орел, 2005



Содержание

Исходные данные на проектирование

1. Выделение однотипных электроприемников и специальной электрической нагрузки (электросварка, электротермические установки и т.д.)

2. Категорирование электроприемников по бесперебойности электроснабжения

3. Характеристика сред производственных помещений

4. Расчет силовой высоковольтной, низковольтной электрической и осветительной нагрузки по отделениям, цехам и предприятию в целом

4.1 Расчет электрической нагрузки РМЦ

4.2 Расчет осветительной нагрузки

4.3 Расчет силовой высоковольтной и низковольтной электрической нагрузки по отделениям, цехам и предприятию в целом

5. Расчет величины компенсации реактивной мощности, выбор средств и мест размещения компенсирующих устройств

6. Составление картограммы нагрузок и выбор места расположения ГПП

7. Выбор типа, числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций

8. Выбор сети внутреннего электроснабжения

8.1 Выбор трасс межцеховой сети

8.2 Выбор схемы межцеховой сети

8.3 Размещение цеховых трансформаторных подстанций и распределительных пунктов

8.4 Выбор марки и сечения кабелей

8.5 Расчет токов короткого замыкания для электроремонтного и гальванического отделений РМЦ

8.6 Выбор марки автоматических выключателей распределительных сетей

9. Выбор сети внешнего электроснабжения

Список используемой литературы



Исходные данные на проектирование

Питание промышленного предприятия по изготовлению электрических машин может осуществляться от шин 220, 110, 35 кВ подстанции энергосистемы. Расстояние от источника питания до предприятия 5 км. Генеральный план промышленного предприятия с указанием номеров цехов приведен на рис. 1. Сведения об электрических нагрузках цехов приведены в Приложении в таблице П1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Генеральный план промышленного предприятия: План Б

Технологическое электрооборудование ремонтно-механического цеха расположено в шести отделениях, рядом с ними находятся вспомогательные помещения: инструментальная, склад, бытовые помещения. Исходные данные по отделениям цеха приведены в Приложении в таблице П2. Цех в плане изображается в виде прямоугольника. Электрооборудование в отделениях ремонтно-механического цеха размещать произвольно с учетом расстояния от стен до оборудования - 11,5 м. В каждом отделении необходимо предусмотреть проезды шириной 2,53 м для свободного прохода и проезда электрокар и другого внутрицехового транспорта.

Под электрооборудование отводится площадь в зависимости от мощности: электроснабжение нагрузка трансформаторный подстанция

до 3 кВт - 1,5 x 2 м²;

3,1 15 кВт - 2 x 3 м²;

16 30 кВт - 2,5 x 4 м²;

выше 31 кВт - площадь выбирается индивидуально (по согласованию с преподавателем).

Общая площадь цеха определяется составом электрооборудования, предусматривается свобода метража под вспомогательные помещения для заполнения свободной площади.



1. Выделение однотипных электроприемников и специальной электрической нагрузки (электросварка, электротермич. установки и т.д.)

В ремонтно-механическом цехе предусмотрено 5 отделений и вспомогательные помещения - склады, бытовки. Основным технологическим электрооборудованием являются металлорежущие станки. Для главных приводов токарных, фрезерных, расточных и других станков с относительно редкими включениями, с небольшим диапазоном регулирования мощности применяют трехфазные короткозамкнутые асинхронные двигатели. Для сложной обработки применяют также скоростные асинхронные двигатели с переключением числа пар полюсов, что обеспечивает ступенчатое регулирование скорости. Большей частью двигатели для металлорежущих станков выбирают: переменного тока - серии 4А с короткозамкнутым ротором одно- и многоскоростные; постоянного тока - серии 2П или специальные, закрытые двигатели с естественным охлаждением серии ПС.

В продолжительном режиме с постоянной нагрузкой работают главные приводы крупных токарных, карусельных, шлифовальных, зубофрезерных и других станков. В повторно-кратковременном режиме работают электроприводы многих металлорежущих станков (например, сверлильных, заточных, автоматов и др.). В кратковременном режиме работают вспомогательные приводы станков (например, приводы быстрых перемещений суппортов и поперечин, приводы зажимных устройств). Каждый металлорежущий станок оборудован, как правило, не одним, а двумя-тремя электродвигателями разной мощности.

Наряду с асинхронным электроприводом на промышленных предприятиях широко применяется электротехнологическое оборудование, в частности, электротермическое, различное по принципу действия, конструкции и назначению. По способу преобразования электроэнергии в тепловую различают печи и устройства сопротивления, дуговые печи и индукционные печи и устройства. В ремонтно-механических цехах применяются термические (нагревательные) печи и устройства для термообработки изделий из металла, нагрева материалов, пластической деформации, сушки изделий и т.д. Питание электротермических установок, как правило, осуществляется переменным током частотой 50 Гц, а также с повышенной или пониженной частотой.



2. Категорирование электроприемников по бесперебойности электроснабжения

По требованию к бесперебойности электроснабжения по ПУЭ электротермические установки принадлежат, в основном, ко 2-й и 3-й категориям. Металлообрабатывающие станки в РМЦ большей частью относятся к потребителям 3-й категории.



3. Характеристика сред производственных помещений

Краткая характеристика помещений по условиям производственной среды отделений цеха представлена в табл. 1.

Таблица 1.Характеристика помещений РМЦ по условиям среды

№	Наименование отделений	Характеристика помещения по условиям среды
I	Механическое отделение	Нормальная
II	Слесарно-сборочное отделение	Нормальная
III	Электроремонтное отделение	Нормальная
VI	Гальваническое отделение	Химически активная
V	Жестяницко - медницкое отделение	Нормальная
VI	Сварочное отделение	Пыльная
VII	Кузнечное отделение	Пыльная, жаркая
VIII	Склад запасных частей и металла	Нормальная
IX	Бытовые помещения: а) конторские б) санузлы, душевые	Нормальная Влажная

Степень защиты электрооборудования в пожароопасных и взрывоопасных помещениях в зависимости от их классификации должна быть не ниже IP 44. В сырых и особо сырых помещениях степень защиты от попадания воды принимается равной 2, 4, 7 и 8. Последние два исполнения имеют герметичные оболочки.



4. Расчет силовой высоковольтной, низковольтной электрической и осветительной нагрузки по отделениям, цехам и предприятию в целом

4.1 Расчет электрической нагрузки РМЦ

Схема электроснабжения ремонтно-механического цеха зависит от требований электроприемников к бесперебойности электроснабжения, мощности электроприемников, их режимов работы, требований к качеству электроэнергии и расположения электроприемников на плане цеха.

В качестве источника электроэнергии для РМЦ используем цеховую трансформаторную подстанцию комплектного исполнения (КТП) 10/0,4 кВ. Выделяем силовые пункты, к которым присоединяются электроприемники. Силовые пункты (СП) используются различных исполнений. Ограничениями при их выборе являются: число отходящих линий - не более восьми; наибольший номинальный ток - 400 А для СП с предохранителями и 600 А для СП с автоматическими выключателями.

Силовые пункты присоединяются к источнику питания по радиальной схеме. Для подключения электроприемников используются шинопроводы ШРА на номинальные токи 250, 400, 630 А или ШРМ на 75 и 100 А. На каждой секции ШРА длиной 3 м имеется 8 ответвительных коробок (по четыре с каждой стороны) с автоматическими выключателями или предохранителями и рубильниками.

Выбор сечений проводников и коммутационно-защитной аппаратуры в сетях ниже 1 кВ проводится по расчетному току нагрузки с последующей проверкой сечений по потере напряжения, а защитных аппаратов - по пиковому току для исключения срабатывания во время пуска электродвигателей.

Расчет электрических нагрузок в сети ниже 1 кВ выполняют снизу вверх, сначала - на ближайших к электроприемникам СП и шинопроводах, затем - на промежуточных СП, после чего - на шинах ТП.

Сечение проводника к одному (двум) электроприемникам выбирается то номинальному току нагрузки I_ном по условию:

I_ном I_доп,

где I_доп - длительно допустимый ток проводника.

Сечения проводников, идущих к нескольким (больше 2) электроприемникам, выбираются по расчетному току нагрузки I_р по условию:

I_р I_доп.

Определение I_р для расчета сетей РМЦ производится в соответствии с формулой

I_р = S_р/U_ном .

Для определения активной (Р_р) и реактивной (Q_p) расчетных нагрузок на стадии «проект» при известных размещениях и мощностях электроприемников пользуются, как наиболее достоверным, методом «упорядоченных диаграмм» в соответствии с формулой:

Р_р = К_р·К_и·Р_ном,

где К_р - коэффициент расчетной нагрузки, значения которого определяются для интервала осреднения, равного 30 мин, в зависимости от коэффициента использования К_и (справочное значение) и эффективного числа приемников электроэнергии п_эф,



п_эф = (Р_номi)²/ (Р_номi)²,

где Р_номi - номинальные активные мощности всех п приемников.

Если к СП подключены электроприемники с разными К_и и коэффициентами реактивной мощности tg , то в расчетах следует пользоваться средневзвешенными значениями - К_{и св} и tg _св

К_{и св} = К_иi·Р_номi / Р_номi ,

tg _св = tg _свi ·P_номi / P_номi ,

где К_{и св} и tg_св - коэффициенты использования и реактивной мощности соответственно каждого из п электроприемников группы.

Реактивная расчетная мощность в сетях напряжением ниже 1 кВ рассчитывается в зависимости от п_эф при:

п_эф < 10 Q_р = 1,1 · К_и · Р_и · tg;

п_эф > 10 Q_р = К_и · Р_и · tg .

Расчет электрических нагрузок представлен в Приложении в таблице П3, где по каждому из отделений приведены основные коэффициенты -- справочные - К_и и расчетные - К_р, значения cos , средние и расчетные нагрузки по каждому СП и для КТП [5].

Используем метод расчета электрических нагрузок по коэффициенту расчетной активной мощности для СП-1.

Коэффициент использования активной мощности соответственно каждого из п электроприемников группы



Эффективное число группы приемников электроэнергии п_эф,

Коэффициент расчетной нагрузки К_р = 5,33 [5].

Активная (Р_р), реактивная (Q_p) и полная (S_p) расчетные нагрузки на стадии «проект»:

кВт,

квар,

кВА.

Расчетный ток нагрузки I_р

А

Сечения проводников электроприемникам, выбираются по условию: I_р I_доп.

В РМЦ компенсация реактивной мощности не предусматривается, поскольку значения реактивной мощности Q_р соответствуют уровню cos = 0,80.

4.2 Расчет осветительной нагрузки

Установленная осветительная нагрузка определяется по выражению:



, кВт

где Р_уд.о - осветительная нагрузка на м², F_ц - площадь здания.

Выполним расчет для литейного цеха.

кВт.

Расчетная активная осветительная нагрузка:

кВт,

где К_ПРА = 1,2 - для люминесцентных ламп со стартерными схемами включения, К_со = 0,95 - коэффициент спроса для освещения [5].

Расчетная реактивная осветительная нагрузка:

квар.

Светильники с люминесцентными лампами, обычно, поставляются с конденсаторами, предназначенными для индивидуальной компенсации реактивной мощности. Их соs ц = 0,92-0,95. Соответственно принимаем tg ц = 0,33.

Полная расчетная осветительная нагрузка для литейного цеха:

кВА.

Расчет осветительной нагрузки по цехам представлен в Приложении в таблице П4



4.3 Расчет силовой высоковольтной и низковольтной электрической нагрузки по отделениям, цехам и предприятию в целом

Расчетная активная низковольтная нагрузка литейного цеха

кВт,

где К_с - коэффициент спроса, Р_номi - номинальная нагрузка цеха.

Расчетная реактивная нагрузка литейного цеха:

квар,

квар.

Полная расчетная нагрузка литейного цеха:

кВА.

Нагрузка для потребителей напряжением до и выше 1 кВ считается аналогично для всех цехов, за исключением высоковольтной нагрузки цеха №11, для которого реактивная нагрузка определяется по формуле:

, квар.

Выбираем синхронные двигатели типа CТД-2000-2УХЛ4.

Паспортные данные: U_ном = 10 кВ, Р_ном = 2000 кВт, КПД = 0,968.

квар.



Для СД, работающих с «опережающим» коэффициентом мощности () реактивная мощность берется со знаком «минус».

Расчет силовой высоковольтной и низковольтной электрической нагрузки по цехам представлен в Приложении в таблице П5

Определим суммарные расчетные нагрузки.

Для потребителей до 1 кВ кВт,

квар.

Для потребителей свыше 1 кВ кВт,

квар

Осветительная нагрузка составляет кВт,

квар

Потери в трансформаторах берутся приближенно 2 % и 10 % от полной трансформаторной мощности:

кВт,

квар,

где

кВА.

Активная расчетная нагрузка предприятия

кВт.

где К_рм - коэффициент разновременности максимума [5].

Реактивная расчетная нагрузка предприятия



квар.

Полная мощность предприятия:

кВА.

Полная мощность главной понизительной подстанции

кВА.

Расчет силовой электрической нагрузки по предприятию в целом представлен в Приложении в таблице П6.



5. Расчет величины компенсации реактивной мощности компенсирующих устройств

Реактивная мощность, подлежащая компенсации:

квар.

В качестве КУ используем статические конденсаторы. Потерями мощности в БСК пренебрегаем, так как удельные потери активной мощности малы.



6. Составление картограммы нагрузок и выбор места расположения ГПП

Для определения места расположения цеховых трансформаторных подстанций и ГПП строится картограмма нагрузок из условия, что площади кругов картограммы F_i в выбранном масштабе m_i являются расчетными полными нагрузками цехов:

,

,

,

Принимаем m_i = 1,0 кВА/мм² .

Силовые нагрузки до и выше 1 кВ изображаются отдельно кругами. Центр окружности совпадает с центром тяжести цеха. Считаем, что нагрузка распределяется равномерно по площади цеха. Осветительная нагрузка наносится в виде сектора круга, изображающего нагрузку до 1 кВ.

Угол сектора определяется из соотношения полных расчетных нагрузок и расчетных осветительных нагрузок цехов:

Найдем радиус круга низковольтной нагрузки и угол сектора осветительной нагрузки для литейного цеха.



квар,

мм,

.

Для более точного определения места расположения ГПП необходимо определить центр электрических нагрузок аналитическим методом сложения параллельных нагрузок.

Координаты ЦЭН:

,

где x_i , y_i - координаты центра нагрузок цеха.

кВА.

см, см

Данные для построения картограммы нагрузок приведены в Приложении в таблице П7.

ГПП разместили в центре предприятия, максимально приблизив к центру электрических нагрузок.

7. Выбор типа, числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций и ГПП

Цеховые подстанции, питающие потребителей первой и второй категории, должны выполняться двухтрансформаторными с использованием устройств АВР на шинах низкого напряжения. В остальных случаях допускаются однотрансформаторные ТП с резервированием по стороне НН без АВР.

Загрузка трансформаторов в аварийном режиме не должна превышать 40 % с учетом компенсации реактивной мощности.

С целью сокращения числа и типоразмеров устанавливают ТП в корпусах, которые имеют собственную нагрузку не менее 400 кВт. Корпуса, имеющие меньшую нагрузку, запитываются от ближайших ТП по сети низкого напряжения.

Трансформаторные подстанции мощностью до 1600 кВА выполняют встроенными. ТП мощностью 2500 кВА и выше выполняют пристроенными или отдельно стоящими.

Число трансформаторов выбирается по выражению:

,

где S_p - расчетное значение полной мощности одного или нескольких корпусов, запитанных от одной ТП с учетом компенсации,

k_з - коэффициент загрузки:

• для потребителей I категории k_з = 0,65…0,7

• для потребителей II категории k_з = 0,7…0,85

• для потребителей III категории k_з = 0,85…0,95

Распределение потребителей между трансформаторными подстанциями представлено в таблице 2.

Таблица 2. Краткая характеристика основных потребителей электроэнергии

№ цеха	Наименование цеха	Категории приемников по степени бесперебой-ности питания (по ПУЭ)
1	Литейный цех	I, II
2	Цех обработки корпусов электрических двигателей	II, III
3	Цех обработки валов электрических двигателей	II, III
4	Штамповочный цех	II, III
5	Цех сборки и испытания двигателей	II, III
6	Цех производства двигателей малой мощности № 1	II, III
7	Цех производства двигателей малой мощности № 2	II, III
8	Сборочный цех № 1	II, III
9	Сборочный цех № 2	II, III
10	Котельная	I, II
11	Насосная	I, II
12	Административно-хозяйственный корпус	II, III
13	Центральный материальный склад	III
14	Ремонтно-механический цех	III

Распредустройства для подключения потребителей выше 1 кВ выполняются совмещенными с трансформаторными подстанциями.

Номинальная мощность цеховых трансформаторов выбирается по средней мощности за наиболее загруженную смену исходя из условия экономичной работы трансформаторов.

Выполним расчет для ТП-1. Потребители электроэнергии - литейный цех (№1), штамповочный цех (№4) и сборочный цех № 2 (9), место расположения ТП-1 - цех №1. В литейном цехе так же расположено РУ-1.

Средняя нагрузка на шинах низкого напряжения определяется по выражению:

кВт,

квар.

кВА.

Количество трансформаторов для намечаемой установки при S_ном.тр = 1000кВА:

.

Проверка по экономичности работы:

Предварительный выбор числа и мощности цеховых трансформаторов представлен в Приложении в таблице П8.

В сетях низшего напряжения реактивная нагрузка, создаваемая асинхронными двигателями, компенсируется при помощи статических компенсаторов. Мощность, подлежащая компенсации на стороне НН, определяется по выражению:

, где .

Для литейного цеха:

,



квар.

Компенсирующие устройства устройство типа УКМ58-0,4-200-331/2У3, по 2 шкафа [2] устанавливаем только на ТП-2 и ТП-4.

Нескомпенсированную реактивная мощность определяем по выражению

, квар.

Потери активной мощности в КУ

кВт, где кВт/квар.

Потери активной мощности в КУ малы, поэтому они не учитываются.

Окончательно с учетом компенсации реактивной мощности для питания цеховой подстанции №1 используем комплектную трансформаторную подстанцию типа 2КТП-1000.

Коэффициенты загрузки в нормальном и аварийном режимах:

;

.

Поскольку цеха №4 и №9 содержат потребителей III категории, которых можно отключить в аварийной ситуации, k_ав = 1,38 вполне приемлем.

Выбор мощности компенсирующих устройств на стороне низшего напряжения трансформаторов и окончательный выбор числа и мощности цеховых трансформаторов представлен в Приложении в таблице П9.

Поскольку предприятие содержит потребителей I и II категории, количество трансформаторов, устанавливаемых на главной понизительной подстанции: N_тр = 2.

Номинальная мощность одного трансформатора ГПП выбирается из условия:

.

S_{p ГПП} = 10477,81 кВА,

кВА

Тип трансформаторов ГПП ТДН-10000/110.

Выбираем мощность, подлежащую компенсации, на стороне высшего напряжения.:

квар.

Поскольку мощность, подлежащая компенсации, мала, следовательно компенсирующие устройства на стороне ВН не используем.



8. Выбор сети внутреннего электроснабжения

8.1 Выбор трасс межцеховой сети

Кабельные линии предназначены для передачи электроэнергии, состоят из одного или нескольких параллельных кабелей с соединительными, стопорными и концевыми муфтами, а также крепежными деталями. При выборе способов прокладки КЛ необходимо выполнять рекомендации:

1. При прокладке кабелей в земле рекомендуется в одной траншее прокладывать не более 6 силовых кабелей. При большем количестве кабелей следует прокладывать в отдельных траншеях с расстоянием между группами не менее 0,5 м или в каналах, туннелях по эстакадам и в галереях (при количестве силовых кабелей в одном направлении более 20)

2. Прокладка кабелей в блоках применяется при условиях большой стесненности по трассе, в местах пересечения с железнодорожными путями и переездами.

3. Внутри зданий кабели можно прокладывать по конструкциям зданий открыто в коробах или трубах, каналах, блоках, туннелях, в трубах, проложенных в полах и перекрытиях, по фундаментам машин, в шахтах, кабельных этажах и двойных полах.

Используем прокладку кабелей в траншеях, поскольку это наиболее простой и дешевый способ, экономичный по расходу цветных металлов. При прокладке КЛ в траншеях необходимо снизу кабелей применять подсыпку, а сверху - слоем мелкой земли, не содержащей камней, строительного мусора или шлака. В одной траншее с силовыми кабелями допускается прокладка 3-4 контрольных кабелей. При параллельной прокладке кабельных линий расстояние по горизонталь между ними должно быть не менее 100 мм.

Протяженность кабельных и межцеховых сетей до 1 кВ рекомендуется принимать не более 150 м. Общие требования к КЛ: трасса выбирается кратчайшей параллельно фундаментам зданий; пересечение кабелей друг с другом, а также с другими коммуникациями сводится к минимуму; количество кабелей в траншее - не более шести.

8.2 Выбор схемы межцеховой сети

Питание трансформаторных подстанций пятого уровня и распределительных пунктов четвертого уровня при нагрузках I категории осуществляется не менее чем по двум радиальным линиям. Питание цеховых подстанций третьего уровня осуществляется от разных секций ГПП и РП. На стороне низкшего напряжения двухтрансформаторных подстанций предусматривается АВР с помощью секционного автомата.

Магистральные схемы распределения электроэнергии напряжением 6 (10) кВ целесообразны при распределенных нагрузках при близком к линейному расположению подстанций на территории предприятия.

Радиальные схемы применяются когда пункты приема электроэнергии распределяются по различным направлениям от центра питания. Используем радиальные схемы питания, поскольку они исключают возможность одновременного отключения нескольких потребителей, питающихся от магистрали , при ее повреждении. Для цехов II и III категории в качестве источника питания используют распределительные пункты, которые получают питание от ближайших ЦТП на низком напряжении.

Встроенные и пристроенные ТП располагаются вдоль длинных сторон цеха, ближайших к источнику питания. Возможно их размещение в шахматном порядке при небольшой ширине здания.

8.3 Размещение цеховых трансформаторных подстанций и распределительных пунктов

РП рекомендуется применять встроенными или пристроенными и совмещать с ТП, если не происходит сильного смещения центра электрических нагрузок. Минимальное расстояние между двумя соседними камерами разных внутрицеховых ТП или КТП не должно быть меньше 10 метров, учитывается также степень огнестойкости зданий в соответствии с нормами пожарной безопасности. Отдельно стоящие ТП применяются при питании от одной подстанции нескольких цехов, если невозможно разместить ТП внутри цехов по технологическим, архитектурным или противопожарным соображениям.

Генеральный план предприятия с нанесением картограммы нагрузок, местоположением ГПП, РП, КТП и СП, а также трасс кабельных и воздушных линий напряжением до1 кВ и выше представлен на рисунке 3.

Однолинейная схема электроснабжения предприятия от источника питания (питающая воздушная линия) до ТП и РП, к которым подключаются электроприемники с указанием обозначений всех элементов.

8.4 Выбор марки и сечения кабелей

Для передачи электроэнергии от КТП до силовых пунктов используем кабели марки АКРПТН (кабели с алюминиевыми жилами с резиновой изоляцией в резиновой маслобензостойкой оболочке, не распространяющей горение). Для передачи электроэнергии от СП9 и СП10 до потребителей используем кабели марки АКРПТ (кабели с алюминиевыми жилами с резиновой изоляцией в резиновой оболочке). Для передачи электроэнергии от СП11 и до потребителей используем кабели марки КРПСН (кабели с медными жилами повышенной гибкости с резиновой изоляцией с профилированным сердечником в резиновой маслобензостойкой оболочке, не распространяющей горение). Сечение кабелей выбираем по расчетному току.



8.5 Расчет токов короткого замыкания для электроремонтного и гальванического отделений РМЦ

В сетях напряжением ниже 1 кВ происходит одновременный выбор сечений проводников и защищающих эти проводники аппаратов. Во всех случаях должно быть обеспечено надежное отключение короткого замыкания защитными аппаратами. Это условие выполняется, если ток однофазного КЗ в сетях с глухозаземленной нейтралью и двухфазного в сетях с изолированной нейтралью в три раза и более превышает номинальный ток плавкой вставки предохранителя и номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, имеющего обратнозависимую от тока характеристику; в 1,1 раза и более - ток срабатывания автоматического выключателя, имеющего только электромагнитный расцепитель.

Для сетей, прокладываемых во взрывоопасных помещениях, допустимые кратности тока КЗ увеличиваются до четырех по отношению к номинальному току плавкой вставки предохранителя и до шести по отношению к номинальному току расцепителя автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой.

Для сетей, защищаемых только от токов КЗ, в необходимых случаях допускается завышение токов плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматов по сравнению с кратностями токов, а именно, для надежной отстройки от токов самозапуска двигателей при условии, что ток КЗ в пять раз или более превышает номинальный ток плавкой вставки предохранителя и в полтора раза и более -- ток срабатывания электромагнитного расцепителя автомата.

Расчетные точки КЗ принимаются за цеховым трансформатором, на шинах СП, от которого питаются наиболее мощные электродвигатели, с учетом подпитки от них, особенно при близком расположении СП и КТП.

Расчет токов КЗ выполняется в именованных или относительных единицах. при этом необходимо учитывать, кроме реактивных, и активные сопротивления элементов сети, контактов электрических аппаратов и дуги в месте КЗ. Учитываются переходные сопротивления контактов цепи на шинах, вводных устройствах, разъемных контактов и контактов в месте КЗ. Если неизвестны значения переходных сопротивлений, то для трансформаторов мощностью более 1600 кВА переходное сопротивление для РУ станций и подстанций принимается 0,015 Ом; для первичных цеховых РП и на зажимах аппаратов 0,02 Ом; для вторичных РП 0,025; около приемников 0,03 Ом.

Если предусматривается развитие системы электроснабжения и выбор защитных аппаратов должен соответствовать развивающейся системе, то сопротивление системы должно быть равно нулю, то есть не учитывается в расчете токов КЗ.

Сопротивление элементов системы электроснабжения высокого напряжения приводят к низкому напряжению:

.

Выбор защитной аппаратуры и проверка шинопроводов на электродинамическую стойкость осуществляется после расчета ударных токов:

.

k_уд определяется по кривым зависимости



Если , то k_уд = 1.

k_уд может определятся также по кривым

,

где T_a - постоянная времени:

.

Таблица 3. Значения сопротивлений цеховых трансформаторов

Sном.тр	1000 кВА	1600 кВА
Rц.т	2 мОм	1 мОм
Xц.т	8,5 мОм	5,4 мОм
Zц.т	8,8 мОм	5,4 мОм
Xц.т	81 мОм	54 мОм

;

;

.

Произведем расчет для электросварочной машины мощностью 20,5 кВт, запитывающйся от СП9. Поскольку предусматривается развитие системы электроснабжения , тогда мОм, мОм.

Сопротивление системы приводим к напряжению 0,4 кВ:



мОм,

мОм.

Сопротивление цехового трансформатора:

r_ц.т = 2 мОм,

x_ц.т = 8,5 мОм.

Расчет тока КЗ в точке К1:

0 + 8,5 = 8,5 мОм,

0 + 2 +0,15 = 2,15 мОм,

где добавочное сопротивление r_доб = 0,15 мОм.

кА.

кА.

Расчет тока КЗ в точке К2:

Сопротивление линии до точки К2:

мОм,



кА

кА.

Расчет тока КЗ в точке К3:

Сопротивление линии до точки К3:

мОм,

кА

кА.

Расчет токов короткого замыкания для всех потребителей электроремонтного и гальванического отделений РМЦ, а также результат выбора оборудования (марки автоматических выключателей, сечения всех выбранных проводников) для вышеназванных отделений представлен в Приложении в таблице П10.

8.6 Выбор марки и сечения кабелей и марки автоматических выключателей распределительных сетей

Автоматические выключатели обеспечивают одновременное функции коммутации силовых цепей (токи от единиц ампер до десятков тысяч) и защиты электроприемника, а также сетей от токов перегрузки и коротких замыканий. Аппараты имеют тепловой расцепитель и , как правило, электродинамический расцепитель, снабжаются дугогасящими устройствами в виде фибровых пластин либо дугогасящих камер. Автоматы используются для коммутации и защиты цепей электроустановок различного назначения, электродвигателей.

Автоматы выбирают в зависимости от их номинального тока, напряжения и предельного тока отключения ( тока КЗ и перегрузки).



9. Выбор сети внешнего электроснабжения

Выбор номинального напряжения осуществляется о формуле:

кВ.

где L - длина линии от энергосистемы (ИП) до ГПП,

S_1ц - мощность, передаваемая одной цепи, которая определяется по выражению:

кВА.

Принимаем U_ном = 110 кВ.

Сечение воздушных линий высокого напряжения определяется по расчетной токовой нагрузке:

,

где I₅ - ток линии на пятый год эксплуатации в нормальном режиме,

n_ц - количество цепей ( n_ц = 2 ).

S - мощность, передаваемая по линии:

,

,

кВт,

квар,

кВА,

кВА,

a_t - коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии, a_t = 1,05;

a_T - коэффициент, учитывающий число часов использования максимума нагрузки, при T_max = 5500 a_T = 1.

А,

А.

Для передачи электроэнергии от энергосистемы до ГПП предприятия выбираем воздушные линии типа АС-10, работающие при I_ном до 80 А.



Список используемой литературы

1. Кудрин. Б. И. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 416 с.: ил.

2. Электротехнический справочник: В 4т./ Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др.( гл ред. И.Н. Орлов) - 9-е изд., стер. - М.: Издательство МЭИ, 2003.

3. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию/ Серия «Справочники». - Ростов н/Д: Феникс, 2003. - 480 с., ил.

4. Бачелис Д.С. и др. Электрические кабели, провода и шнуры (справочник). Под общ. ред Н.И. Белоруссова. Изд. 3-е, перераб. - М.: Энергия, 1971. - 704 с.

5. Королёва Т.Г. Курс лекций по внутризаводскому электроснабжению и режимам.

Размещено на Allbest.ru