Электроснабжение механического цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Краткая характеристика электрооборудования ТП

1.2 Ведомость электрических нагрузок

2. Расчётно-техническая часть

2.1 Определение расчётной электрической нагрузки от силовых электоприёмников и электроосвещения на шинах 0,38 кВ цеховых ТП

2.2 Расчет и выбор компенсирующего устройства

2.3 Расчёт и выбор числа и мощности силовых трансформаторов

2.4 Выбор напряжения и схемы питания силовых и осветительных нагрузок цеха

2.5 Расчет и выбор распределительной сети 0,38 кВ

2.5.1 Расчет и выбор защитной аппаратуры

2.5.2 Расчет и выбор проводов и кабелей

2.5.3 Расчет и выбор распределительных шкафов или шинопроводов

2.6 Расчёт и выбор питающего кабеля

2.7 Расчёт токов короткого замыкания

2.8 Расчёт и выбор высоковольтного электрооборудования

2.9 Релейная защита

2.10 Расчет защитного заземления

3. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Принципиальная однолинейная схема электроснабжения цеха

3.2 План расположения электрооборудования цеховой электросети и защитного заземления



ВВЕДЕНИЕ

Создание энергосистем и объединение их между собой на огромных территориях стало основным направлением развития электроэнергетики мира в 20 веке. Это обусловлено отличительной особенностью отрасли, в которой производство и потребление продукции происходят практически одновременно. Невозможно накопление больших количеств электроэнергии, а устойчивая работа электростанции и сетей обеспечивается в очень узком диапазоне основных параметров режима. В этих условиях надежное электроснабжение от отдельных электростанций требует резервирование каждой станции, как по мощности, так и по распределительной сети.

Известно, что объединенная работа энергосистем позволяет уменьшить необходимую установленную мощность в основном за счет разновременности наступления максимумов электрической нагрузки объединения, включая и поясной сдвиг во времени, сокращения необходимых резервов мощности вследствие малой вероятности одновременной крупной аварии во всех объединяемых системах.

Кроме того, удешевляется строительство электростанций за счет укрупнения их агрегатов и увеличения дешевой мощности на ГЭС, используемой только в переменной части суточного графика электрической нагрузки. В объединении может быть обеспечено рациональное использование энергомощностей и энергоресурсов за счет оптимизации режимов загрузки различных типов электростанций.

Но главным преимуществом энергообъединения является возможность широкого маневрирования мощностью и электроэнергией на огромных территориях в зависимости от реально складывающихся условий. Дополнительное электросетевое строительство, связанное с созданием энергообъединений, не требует больших затрат, так как при их формировании используются в основном линии электропередачи, необходимые для выдачи мощности электростанций, а затраты на них с лихвой окупаются удешевлением строительства крупной электростанции по сравнению с несколькими станциями меньшей мощности. И, следовательно, только объединенная работа энергосистем позволяет обеспечить более экономичное, надежное и качественное электроснабжение потребителей.

Однако параллельная работа энергосистем на одной частоте требует создания соответствующих систем управления их функционированием, включая и противоаварийное управление, а также координации развития энергосистем. Это обусловлено тем, что системные аварии в большом объединении охватывают огромные территории и при современной «глубине» электрификации жизни общества приводят к тяжелейшим последствиям и огромным ущербам.

Поскольку электроэнергия «не складируется», при возникновении дефицита она не может быть свободно куплена на мировом рынке и доставлена в любое место, как и другие продукты и товары. Поэтому обеспечение надежного и экономичного электроснабжения требует заблаговременного начала строительства новых генерируемых источников и электрических сетей, так как энергетические объекты весьма дороги и трудоемки. При этом необходимо обеспечить рациональный состав этих источников по используемым энергоресурсам, их основным техническим характеристикам; их регулировочным возможностям в суточном, недельном и годовом разрезе, а также их размещение.

Для этого необходима координация развития энергосистем и энергообъединений путем прогнозирования, как на долгосрочную, так и на краткосрочную перспективу, которое должно периодически повторяться. Последнее обусловлено тем, что все исходные данные для прогнозирования весьма неопределенны даже в условиях плановой экономики страны. Очевидно, что в условиях рыночной экономики эта неопределенность многократно возрастает.



1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Краткая характеристика электрооборудования ТП

В данном курсовом проекте механического цеха питание к трансформаторам подаётся от заводской трансформаторной подстанции. Напряжение на первичной стороне трансформаторов составляет 10кВ, а на вторичной стороне - 380 В.

В качестве преобразователя напряжения с 10кВ на 0,38кВ используются 2 силовых трансформатора ТСЗ 630/10 с коэффициентом загрузки 0,8.

В качестве аппаратов защиты на высокой стороне используем выключатель нагрузки ВНР-10/400-10_з УЗ и высоковольтный предохранитель типа ПКТ 102-10-40-31,5 УЗ, обеспечивающие защиту трансформатора между коротких фазных замыканий, изоляторы типа ИО-10-3,75 УЗ, трансформатор тока типа ТПЛ-10 и трансформатор напряжения типа НОМ-10-66 У2. Эти аппараты защиты находятся в ячейке типа КСО-272.

На низкой стороне трансформаторов находятся автоматы, подключенные к шинопроводу. Автоматы имеют марку ВА 51-31.

Для компенсации реактивной мощности используется конденсатор УКН 0,38-450, подключаемый на шины низкого напряжения через автоматы.

1.2 Ведомость электрических нагрузок

Механический цех:

По пролёту А-Г: Станки металлорежущие 1,2,9,17,24/10;3,11,19,30,31,33,34/14; 4,6,7,15,16,19,20,25/17; 5,8,12,13,18,21,23/33; 26,27,28/28, Сварочные машины шовные 11,22/100кВА/ПВ=50%, сos=0,75/ Шовные 32/150 кВА/ПВ=20%, cos=0,78, Вентилятор 10/22, Кран 10т. с двигателями 16+2,2+11 кВт/ПВ=25%

По пролету Г-Ж: Станки металлорежущие 18х28;6х22;4х14, Сварочные машины шовные 3х150кВА, точечные 3х100кВА, вентиляторы 3х14, Кран 10т.

По пролету Ж-К: Станки металлорежущие 12х28; 13х22; 5х14,Сварочные машины шовные 2х150кВА, точечные 2х100кВА, вентиляторы 2х22, Насосы 2х10, Кран 10т.



2. РАСЧЕТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

электрический нагрузка трансформатор напряжение

2.1 Расчет электрических нагрузок от силовых потребителей

Таблица 2.1 Исходные данные

№ п/п	Наименование электро-приемников	Количество ЭП, шт	Мощность одного ЭП, кВт	Общая установленная мощность, кВт	Sп, кВА	Рп, кВт	ПВ,%	cos
1	Станки метало-режущие	5	10	50				0,5
2		16	14	224
3		8	17	136
4		7	33	231
5		33	28	924
6		19	22	418
7	Сварочные машины точечные	1	52,3	52,3			20	0,78
8		5	34,8	174	150		20	0,75
9	Сварочные машины шовные	2	53	106	100		50	0,8
10		5	74,5	372,5	100		50	0,8
11	Вентилятор	3	22	66	150
12		2	20	40
13	Насосы	2	10	20				0,8
14	Кран	3	14,6	43,8		16+2,2+11	25	0,5
	Всего	111

Расчет номинальной мощности электроприемников при повторно-кратковременном режиме

Сварочные машины точечные:



, кВт (2.1)

кВт

, кВт

кВт

Сварочные машины шовные

кВт

Крана

, кВт (2.2)

кВт

Определяем среднесменную активную мощность Р_см

(2.3)



Определяем коэффициент силовой сборки m:

(2.4)

Определяем суммарную номинальную мощность электрического приёмника.

,кВт (2.5)

Определяем средний коэффициент использования

(2.6)



Определяем эффективное число электроприемников

(2..7)

Определяем коэффициент максимума

k_max=1,19 [1, с. 54, табл. 2.13]

Определяем максимальную активную мощность

(2.8)

кВт

Определяем среднесменную реактивную мощность

(2.9)



Определяем максимальную реактивную мощность, т.к. n_э = 65, то Qmax=Qcм-655,3 кВАр

Определяем полную максимальную мощность

(2.10)

2.2 Расчет и выбор компенсирующего устройства

Компенсация реактивной мощности с одновременным улучшением качества электроэнергии непосредственно в сетях промышленным предприятий является одним из основных направлений сокращения потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок предприятий.

Ввод источника реактивной мощности приводит к снижению потерь в период максимума нагрузки в среднем на 0,081кВт/кВАр. В настоящее время степень компенсации в период максимума нагрузки составляет 0,25кВАр/кВт, что значительно меньше экономически целесообразной компенсации, равной 0,6 кВАр/кВт.

Поэтому решение этой проблемы дает большой экономический эффект.

Конденсаторные батареи составляют из масляно-бумажных конденсаторов, выпускаемых на различные напряжения: 0,22; 0,38; 0,66; 1,05; 6,3; 10,5 кВ.

Конденсаторы с номинальным напряжением до 1000 В изготавливают трехфазными; выше 1000 В - однофазными.

Трехфазные конденсаторы в отличии от однофазных имеют индивидуальную защиту каждой фазы от токов короткого замыкания плавкими предохранителями вмонтированными внутрь их корпуса.

При составлении конденсаторных батарей из однофазных конденсаторов их разделяют на 3 группы одинаковой мощности. Внутри группы конденсаторы включаются параллельно, а группы между собой - треугольником.

Достоинства статических конденсаторов:

1) простота монтажа и эксплуатации;

2) отсутствие специального фундамента, т.к. нет вращающихся частей;

3) возможность легкого изменения мощности конденсаторной установки, в следствии увеличения или уменьшения количества конденсаторов;

4) возможность легкой замены поврежденного конденсатора на новый.

Недостатки статических конденсаторов:

1) неустойчивость к динамическим усилиям, возникающим при коротком замыкании;

2) большие пусковые токи (до 10Iном) при включении конденсаторной установки;

3) возможность появления остаточного заряда после отключения конденсаторов от питающей сети;

4) чувствительность к повышению напряжения (недопустимо больше 10%)

5) невозможность ремонта конденсатора после пробоя

Размещение конденсаторных батарей:

Различают 3 вида размещения конденсаторов:

1. Индивидуальное подключение - это подключение конденсатора к клеммам электроприемника. Этот метод имеет свои недостатки:

1) мощность конденсаторной батареи используется не полностью, т.к. при отключении электроприемника отключается конденсатор;

2) большой расход конденсаторов.

2. Групповое подключение - с размещением конденсаторов у силовых шкафов, шинопроводов в цехах.

Мощность конденсаторов в этом случае используется более полно.

3. Централизованное - с размещением конденсаторов у шин 0,38 и шин 6-10 кВ подстанций.

В своей курсовой работе выбираем конденсаторы с централизованным размещением.

Определяем cos для компенсации



Определяем оптимальный тангенс угла , считая, что cos=0,95 - эффективное значение коэффициента мощности

Определяем средневзвешенный коэффициент реактивной мощности за год

(2.11)

Определяем мощность компенсирующего устройства

, кВАр (2.12)

Определяем полную мощность после компенсации

, кВА (2.13)

кВА

Определяем коэффициент мощности после компенсации

(2.14)

Т.к. 0,96 больше оптимального, т.е. , то

Выбираем статический конденсатор УКН 0,38-450 с мощностью 450 кВАр [1, c 133, табл 3,5].

2.3 Расчет и выбор числа и мощности цеховых трансформаторов

Силовые трансформаторы подразделяются на два вида. Силовые трансформаторы общего назначения предназначены для включения в сеть, не отличающуюся особыми условиями работы, или для питания приемников электрической энергии, не отличающихся особыми условиями работы, характером нагрузки или режимом работы. Трансформаторы силовые специального назначения предназначены для непосредственного питания потребительской сети или приемников электрической энергии, если эта сеть или приемники отличаются особыми условиями работы, характером нагрузки или режимом работы. К числу таких сетей или приемников электрической энергии относятся подземные рудничные сети и установки, выпрямительные установки, электрические печи и т.п.

Силовой трансформатор является одним из важнейших элементов каждой электрической сети. Передача электрической энергии на большие расстояния от места ее производства до места потребления требует в современных сетях не менее чем пяти-шестикратной трансформации в повышающих и понижающих трансформаторах.

Необходимость распределения энергии по разным радиальным направлениям между многими мелкими потребителями приводит к значительному увеличению числа отдельных трансформаторов по сравнению с числом генераторов. При этом суммарная мощность трансформаторов в сети на каждой следующей ступени с более низким напряжением в целях более свободного маневрирования энергией выбирается обычно большей, чем мощность предыдущей ступени более высокого напряжения. Вследствие этих причин общая мощность всех силовых трансформаторов, установленных в сети, в настоящее время превышает общую генераторную мощность в 7-8 раз.

Устанавливаем 2 трансформатора n = 2, т.к. приемники второй категории.

Выбираем коэффициент загрузки k_з = 0,8

Определяем расчетное значение мощности трансформатора

, кВА (2.15)

Подбираем стандартное значение мощности трансформатора по справочнику.

Предполагаем к установке трансформатор ТСЗ-630/10 [2, с 120, табл 3,3]

Определяем коэффициент загрузки трансформатора при полной нагрузке

(2.16)

Проверяем выбранный трансформатор на послеаварийный режим работы.

Определяем мощность электроприемников второй категории.

кВА

1,4Sном 179 кВА

896 кВА 179 кВА

Uк %	Ix %	Потери	Тип	Sном кВА	Напряжение
		Рх	Рк			ВН	НН
5,5	1.5	2000	7300	ТСЗ-630/10	630	10	0,4

Устанавливаем трансформатор ТСЗ-630/10, т.к. он удовлетворяет всем условиям.

2.4 Выбор напряжения и схемы питания силовых и осветительных нагрузок цеха

Для получения наиболее экономичного варианта электроснабжения предприятия в целом напряжение каждого звена системы электроснабжения должно выбираться прежде всего с учетом напряжений смежных звеньев. Выбор напряжений основывается на сравнении технико-экономических показателей различных вариантов в случае, когда:

от источника питания можно получить энергию при двух напряжениях или более;

при проектировании электроснабжения предприятий приходится расширять существующие подстанции и увеличивать мощность заводских электростанций;

сети заводских электростанций связывать с сетями энергосистем.

Напряжение 10 кВ необходимо использовать для внутризаводского распределения энергии:

а) на предприятиях с мощными двигателями, допускающими непосредственное присоединение к сети 10 кВ;

б) на предприятиях небольшой и средней мощности при отсутствии или незначительном числе двигателей на 6 кВ;

в) на предприятиях, имеющих собственную электростанцию с напряжением генераторов 10 кВ.

Таким образом на стороне высокого напряжения выбираем напряжение 10 кВ, а на стороне низкого напряжения 0,4 кВ.

На цеховой подстанции устанавливаем 2 силовых трансформатора мощностью 640 кВА. Для защиты выводов трансформатора 10 кВ от токов короткого замыкания на стороне высокого напряжения устанавливаем предохранитель F

Защиту от однофазных замыканий на землю, для включения и отключения цепи, осуществляют автоматическим выключателем QF с максимальным расцепителем, установленным на стороне низшего напряжения 0,4 кВ.

Выключатель нагрузки QW предназначен для отключения токов нагрузки в нормальном режиме. Предохранители F и выключатель нагрузки QW устанавливают для защиты трансформаторов до 1000 кВА.

Трансформатор тока предназначен для подключения амперметра для измерения тока нагрузки и счетчика активной энергии для учета и контроля энергии.

2.5 Расчет и выбор распределительной сети 0,38 кВ

2.5.1 Расчет и выбор защитной аппаратуры

Выбор автоматических выключателей:

1) ШРА-1

Определяем номинальный максимальный ток

, А (2.18)

А

Определяем пусковой ток

, А (2.19)

Определяем кратковременный ток

(2.20)

Выбираем автомат

Определяем ток срабатывания расцепителя

(2.21)

n=10

Выбираем автомат ВА 51-39 с номинальным током выключателя Iном = 640 А

2) ШРА-2



, А

А

Определяем пусковой ток

, А

Определяем кратковременный ток

Выбираем автомат

Определяем ток срабатывания расцепителя



n=10

Выбираем автомат ВА 51-39 с номинальным током выключателя Iном = 640 А

3) ШРА-3

Определяем номинальный максимальный ток

, А

А

Определяем пусковой ток

, А

Определяем кратковременный ток

Выбираем автомат

Определяем ток срабатывания расцепителя

n=10

Выбираем автомат ВА 51-37 с номинальным током выключателя Iном = 400 А

4) ШРА-4

Определяем номинальный максимальный ток

, А

А

Определяем пусковой ток

, А

Определяем кратковременный ток

Выбираем автомат

Определяем ток срабатывания расцепителя

n=10

Выбираем автомат ВА 51-39 с номинальным током выключателя Iном = 640 А

5) ШРА-5

Определяем номинальный максимальный ток

, А

А

Определяем пусковой ток

, А

Определяем кратковременный ток

Выбираем автомат



Определяем ток срабатывания расцепителя

n=10

Выбираем автомат ВА 51-37 с номинальным током выключателя Iном = 400 А

6) ШМА-1

Определяем номинальный максимальный ток

, А

А

Определяем пусковой ток

, А

Определяем кратковременный ток



Выбираем автомат

Определяем ток срабатывания расцепителя

n=10

Выбираем автомат ВА 51-39 с номинальным током выключателя Iном = 630 А

7) ШМА-2

Определяем номинальный максимальный ток

, А



А

Определяем пусковой ток

, А

Определяем кратковременный ток

Выбираем автомат

Определяем ток срабатывания расцепителя

n=10

Выбираем автомат ВА 51-39 с номинальным током выключателя Iном = 640 А

8) ШТМ

Определяем номинальный максимальный ток

, А

А

Определяем пусковой ток

, А

Выбираем автомат

Определяем ток срабатывания расцепителя

n=10

Выбираем автомат ВА 51-39 с номинальным током выключателя Iном = 630 А

9) Для станка

Определяем номинальный ток электродвигателя

, А

А

Определяем пусковой ток

, А

Выбираем автомат

Определяем ток срабатывания расцепителя

n=7

Выбираем автомат ВА 51-31

2.5.2 Расчет и выбор проводов и кабелей

Выбираем кабель к двигателю

Выбираем четырехжильный кабель с сечением 25х4 мм²



2.5.3 Расчет и выбор распределительных шинопроводов

Таблица 2.3 Исходные данные ШРА-1

№п/п	Наименование ЭП	Количество	Мощность одного ЭП, кВт
1	Станки	5	10
2		7	14
3		8	17
4		7	33
5		3	28
6	Сварочные машины точечные	1	52,3
7	Сварочные машины шовные	2	53
8	Вентилятор	1	22
9	Кран	1	14,6

1) ШРА-1

Определяем среднесменную активную мощность Р_см:

Определяем коэффициент силовой сборки m:

(2.2)



Определяем суммарное значение мощности.

Определяем средний коэффициент использования k_и.ср.

(2.18)

Определяем эффективное число электроприемников n_э:

Определяем коэффициент мощности k_max:

k_max=2,48 [1, с. 54, табл. 2.13]

Определяем максимальную активную мощность P_max:

Определяем среднесменную реактивную мощность Q_см:

Определяем максимальную реактивную мощность цеха, т.к. n_э меньше 10, то Qmax=1,1Qcм=191кВАр

Определяем полную максимальную мощность S_max:

Определяем максимальный ток:



Выбираем шинопровод типа ШРА73-НУ3 с номинальным током 630А. [3, табл 2.3]

Таблица 2.4 Исходные данные ШРА-2

№п/п	Наименование ЭП	Количество	Мощность одного ЭП, кВт
1	Станки	18	28
2		6	22
3		4	14

2) ШРА-2

Определяем среднесменную активную мощность Р_см:

Определяем коэффициент силовой сборки m:

(2.2)

Определяем суммарное значение мощности.



Определяем средний коэффициент использования k_и.ср.

(2.18)

Определяем эффективное число электроприемников n_э:

Определяем коэффициент мощности k_max:

k_max=3,43 [1, с. 54, табл. 2.13]

Определяем максимальную активную мощность P_max:

Определяем среднесменную реактивную мощность Q_см:



Определяем максимальную реактивную мощность цеха, т.к. n_э меньше 10, то Qmax=1,1Qcм=158 кВАр

Определяем полную максимальную мощность S_max:

Определяем максимальный ток:

Выбираем шинопровод типа ШРА73-НУ3 с номинальным током 630А. [3, табл 2.3]

Таблица 2.5 Исходные данные ШРА-3

№п/п	Наименование ЭП	Количество	Мощность одного ЭП, кВт
1	Сварочные машины шовные	3	74,5
2	Сварочные машины точечные	3	34,8
3	Кран	1	14,6
4	Вентиляторы	3	14

3) ШРА-3

Определяем среднесменную активную мощность Р_см:

Определяем коэффициент силовой сборки m:

(2.2)

Определяем суммарное значение мощности.

Определяем средний коэффициент использования k_и.ср.

(2.18)



Определяем эффективное число электроприемников n_э:

Определяем коэффициент мощности k_max:

k_max=1,6 [1, с. 54, табл. 2.13]

Определяем максимальную активную мощность P_max:

Определяем среднесменную реактивную мощность Q_см:

Определяем максимальную реактивную мощность цеха, т.к. n_э больше 10, то Qmax=Qcм=99,5 кВАр

Определяем полную максимальную мощность S_max:

Определяем максимальный ток:

Выбираем шинопровод типа ШРА73-НУ3 с номинальным током 400А. [3, табл 2.3]

Таблица 2.6 Исходные данные ШРА-4

№ п/п	Наименование ЭП	Количество	Мощность одного ЭП, кВт
1	Станки	12	28
2		13	22
3		5	14

4) ШРА-4

Определяем среднесменную активную мощность Р_см:

Определяем коэффициент силовой сборки m:



(2.2)

Определяем суммарное значение мощности.

Определяем средний коэффициент использования k_и.ср.

(2.18)

Определяем эффективное число электроприемников n_э:

Определяем коэффициент мощности k_max:

k_max=3,43 [1, с. 54, табл. 2.13]

Определяем максимальную активную мощность P_max:

Определяем среднесменную реактивную мощность Q_см:

Определяем максимальную реактивную мощность цеха, т.к. n_э меньше 10, то Qmax=Qcм=158 кВАр

Определяем полную максимальную мощность S_max:

Определяем максимальный ток:

Выбираем шинопровод типа ШРА73-НУ3 с номинальным током 630А. [3, табл 2.3]

Таблица 2.7 Исходные данные ШРА-5

№ п/п	Наименование ЭП	Количество	Мощность одного ЭП, кВт
1	Сварочные машины шовные	2	74,5
2	Сварочные машины точечные	2	34,8
3	Насосы	2	10
4	Вентиляторы	2	22
5	Кран	1	14,6

5) ШРА-5

Определяем среднесменную активную мощность Р_см:

Определяем коэффициент силовой сборки m:

(2.2)

Определяем суммарное значение мощности.

Определяем средний коэффициент использования k_и.ср.

(2.18)

Определяем эффективное число электроприемников n_э:

Определяем коэффициент мощности k_max:

k_max=1,72 [1, с. 54, табл. 2.13]

Определяем максимальную активную мощность P_max:

Определяем среднесменную реактивную мощность Q_см:



Определяем максимальную реактивную мощность цеха, т.к. n_э меньше 10, то Qmax=1,1Qcм=108 кВАр

Определяем полную максимальную мощность S_max:

Определяем максимальный ток:

Выбираем шинопровод типа ШРА73-ПУ3 с номинальным током 400А. [3, табл 2.3]

6) ШМА-1

Определяем максимальный ток магистрального шинопровода

Выбираем шинопровод ШМА 73УЗ с номинальным током 1600А. [3, табл 2,1]

7) ШМА-2

Определяем максимальный ток магистрального шинопровода

Выбираем шинопровод ШМА 73УЗ с номинальным током 1600А. [3, табл 2,1]

2.6 Расчет и выбор питающего кабеля

Силовой кабель - кабель, применяемый для передачи электроэнергии, трехфазного тока от трансформаторных подстанций к коммунальным и транспортным объектам, к промышленным предприятиям и других. Применяется в сухих или влажных помещениях в кабельных каналах под штукатуркой или поверх нее, в земле, шахтах и прочих.

Определяем номинальный ток линии

,А

Определяем экономическую плотность тока кабеля с алюминиевыми жилами

J_эк=1,7 А/мм ² [1, с. 85, табл. 2.26]

Определяем экономически выгодное сечение

(2.22)

По условию определяем сечение кабеля:

S_ст = 25мм² [2, c. 402, табл. 7.10]

Определяем потери напряжения

На нагрев токами нормального режима

tдоп = 60 ^oC [2. c.15]

t_o = 15 ^oC [2. c.17]

На стойкость к токам на кабелей

Iк = 7,9 кА

С = 85 [1. c. 245]

Т.к. , т.е. , то расчет выполнен верно

Выбираем трехжильный кабель АВВГ с сечением 3х25 мм²

2.7 Расчет токов короткого замыкания

Главной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение коротких замыканий (КЗ) в сети или в элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ.

При возникновении КЗ имеет место увеличение токов в фазах системы электроснабжения или электроустановок по сравнению с их значением в нормальном режиме работы. В свою очередь, это вызывает снижение напряжений в системе, которое особенно велико вблизи места КЗ.

В трехфазной сети различают следующие виды КЗ: трехфазные, двухфазные, однофазные и двойные замыкания на землю.



Определяем сопротивления всех элементов электрической цепи:

Генератор

Выбираем Sб = 100 МВА

, (2.22)

Кабельные линии

(2.23)

Трансформатор

(2.24)

Определяем токи короткого замыкания в точках К1 и К2

(2.25)

(2.26)

(2.27)

Определяем ударные токи

, кА (2.28)

, кА

Определяем мощность короткого замыкания в заданных точках

, МВА (2.29)



, МВА

2.8 Расчет и выбор высоковольтного оборудования

Выбор ячейки КСО

Расчетные данные	Табличные данные

Выбираем ячейку КСО-272 [4, с.212, табл.4.1]

Выбор трансформатора тока

Расчетные данные	Табличные данные

Выбираем трансформатор тока ТПЛ-10

Выбор трансформатора напряжения

Выясним, какую мощность потребляют катушки напряжения счетчиков активной и реактивной энергии.

Счетчик активный:

Счетчик реактивный:

Так как ко вторничной обмотке трансформатора напряжения подключаются счетчики для коммерческого учета, то класс точности 0,5

Выбираем трансформатор напряжения типа НОМ-10-66 У2

[2, c. 326, табл. 5.12]

Выбор шин

l = 1300 мм

а = 200 мм

Определяем номинальный ток

, А

А

Предполагаем алюминиевые шины 60х6 мм [2, с.395, табл.7,3]

Проверяем на механическое напряжение

, МПА

Определяем момент сопротивления шин при укладке их плашмя



Т.к. ; т.е. , то выбираем шины алюминиевые 60х6 мм.

Выбор изоляторов

Определяем расчетное усилие в шинах

Выбираем изолятор ИО-10-3,75 УЗ [2, с.282, табл. 5,7]



Выбор предохранителей

Расчетные данные	Табличные данные

Выбираем предохранители типа ПКТ 102-10-40-31,5 УЗ

[2, c.255, табл.5,4]

Выбор выключателя нагрузки

Расчетные данные	Табличные данные

Выбираем выключатель нагрузки типа ВНР-10/400-10_з УЗ [2, c.252, табл.5,3]

2.9 Релейная защита

На цеховых подстанциях устанавливают обычно силовые трансформаторы мощностью до 1000 кВА. На них устанавливают максимально-токовую защиту, защиту от однофазных замыканий на землю на стороне низшего напряжения; газовую защиту - для трансформаторов внутрицеховых подстанций мощностью от 400 кВА и выше.

Указанные защиты применяют в зависимости от типа аппаратов, установленных на стороне высшего напряжения: высоковольтный выключатель, выключатель нагрузки или предохранители. Применение последних значительно удешевляет установку и упрощает защиту.

Высоковольтные предохранители типа ПК при установке на них соответствующих плавких вставок обеспечивают защиту трансформатора от внутренних повреждений и междуфазных коротких замыканиях на выводах.

Защиту предохранителями и выключателями нагрузки выполняют для трансформаторов мощностью до 1000 кВА напряжением до 10 кВ с предохранителями ПК на 100 А и мощностью не более 2500 кВА напряжением 35 кВ с предохранителями ПК-35Н на 40 А; отключаемая мощность короткого замыкания не должна превышать 200 МВА.

Защиту от однофазных замыканий на землю осуществляют автоматическим выключателем с максимальным расцепителем, установленным на стороне низшего напряжения.

2.10 Расчет заземляющего устройства

Защитное заземление - предусмотренное соединение металлических нетоковедущих частиц электроустановки с заземляющим устройством.

Заземляющее устройство: внутренний контур - стальная полоса, проложенная по периметру помещения на любой высоте стены.

Цель защитного заземления - создать пути тока наименьшего сопротивления при прохождении тока однофазного короткого замыкания на землю.

По конструктивному исполнению различают естественные и искусственные заземлители.

К естественному заземлению принято относить те конструкции, строение которых предусматривает постоянное нахождение в земле. Однако, поскольку их сопротивление ничем не регулируется и к значению их сопротивления не предъявляется никаких требований, конструкции естественного заземления нельзя использовать в качестве заземления электроустановки. К естественным заземлителям относят, например, трубы.

Искусственное заземление -- это преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки электрической сети, электроустановки или оборудования, с заземляющим устройством.

Заземляющее устройство (ЗУ) состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединённых между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землёй непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемую часть (точку) с заземлителем. Заземлитель может быть простым металлическим стержнем (чаще всего стальным, реже медным) или сложным комплексом элементов специальной формы.

Качество заземления определяется значением сопротивления заземления / сопротивления растеканию тока (чем ниже, тем лучше), которое можно снизить, увеличивая площадь заземляющих электродов и уменьшая удельное электрическое сопротивление грунта: увеличивая количество заземляющих электродов и/или их глубину; повышая концентрацию солей в грунте, нагревая его и т. д.

Электрическое сопротивление заземляющего устройства различно для разных условий и определяется/нормируется требованиями ПУЭ и соответствующих стандартов.

Выбираем грунт - суглинок

[1, с. 257]

Коэффициент повышения удельного сопротивления

[1, с. 260, табл. 7.3]

Определяем удельное сопротивление грунта

(2.30)

Определяем сопротивление пруткового электрода

(2.31)

Определяем ток однофазного замыкания на землю

, А (2.32)

Определяем сопротивление заземляющего устройства

(2.33)

Принимаем U_з = 125В, т.к. заземляющее устройство выполняется общим для электроустановок напряжением выше и нижу 1000В

По ПУЭ R_з = 4 Ом для 0,38 кВ

Определяем количество заземлителей

, (2.34)

где - коэффициент экранирования, [1, с. 257, табл. 7,1]

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте были использованы следующие темы: «Расчет электрических нагрузок», «Выбор числа и мощности силовых трансформаторов», «Выбор высоковольтного оборудования», «Релейная защита», «Выбор компенсирующего устройства», «Выбор питающего кабеля». Рассчитан и выбран силовой трансформатор, найдены токи короткого замыкания, рассчитаны и выбраны аппараты защиты. При выборе высоковольтного оборудования были рассчитаны и выбраны: выключатель, разъединитель, сечение кабелей, предохранители, трансформатор тока, трансформатор напряжения.

Проделав работу над курсовым проектом, я научился рассчитывать и выбирать необходимое электрооборудование, научился пользоваться технической литературой.

Размещено на Allbest.ru