Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“Тольяттинский государственный университет”

Институт энергетики и электротехники

Кафедра “Электроснабжение и электротехника”

Курсовая работа на тему

“ Проектирование системы электроснабжения цеха предприятия”

по дисциплине “Электроэнергетика”

Студент группы ЭЭНб-301

Баранов А.М.

Преподаватель:

Черненко А.Н

г. Тольятти 2012



Аннотация

электроснабжение цех нагрузка трансформатор

В данной курсовой работе была спроектирована система электроснабжения электромеханического цеха. Были произведены расчеты по определению ожидаемых нагрузок цеха, номинальных токов.

В работе приведен выбор числа и типов трансформаторов по приведённым общим затратам.

По рассчитанным значениям было выбрано защитное оборудования электроснабжения цеха и приведена схема электроснабжения цеха с обоснованием.

В тексте работы также приводится расчет токов короткого замыкания с проверкой автоматических выключателей на способность противостоять воздействию ударных токов КЗ.

Курсовая работа состоит из пояснительной записки объемом 67 листов, дополняемой 3 таблицами и 4 рисунками, а так же одного чертежа формата А3.

Содержание

• Введение
• 1. Краткая характеристика объекта проектирования
• 2. Определение ожидаемых электрических нагрузок по цеху
• 2.1 Определение электрических нагрузок от силовых потребителей
• 2.2. Определение электрических нагрузок освещения
• 2.3. Определение суммарных электрических нагрузок по цеху
• 3. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций с учётом компенсации реактивной мощности
• 3.1 Предварительный расчёт мощности и числа трансформаторов
• 3.2 Расчёт компенсации реактивной мощности
• 3.2.1 Вариант А
• 3.2.2 Вариант Б
• 4. Выбор и обоснование схемы внутрицехового электроснабжения
• 5 Выбор оборудования внутрицеховой сети
• 5.1 Выбор шинопроводов
• 5.2 Выбор кабельных линий:
• 5.3 Выбор защитной аппаратуры
• 5.4 Выбор измерительного трансформатора тока на стороне 10 кВ
• 6 Расчёт токов короткого замыкания
• 6.1 Параметры расчётной схемы
• 6.2 Расчёт токов КЗ
• 6.3 Проверка оборудования
• Заключение
• Список использованных источников
• Приложение

• Введение
• Передача электроэнергии от источников к потребителям производится энергетическими системами, объединяющими несколько электростанций. Приемники электроэнергии промышленных предприятий получают питание от системы электроснабжения, которая является составной частью энергетической системы.
• Электроэнергия на пути от источника питания до электроприемника на современных промышленных предприятиях (независимо от их энергоемкости и характера производства) как правило, трансформируется один или несколько раз: по напряжению и току, а потоки ее, по мере приближения к потребителям, дробятся на более мелкие и разветвленные каналы.
• Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которой приходится более 60% всей вырабатываемой в стране электроэнергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмов, освещаются помещения, осуществляется автоматическое управление производственным процессом и др. Сейчас существуют технологии (электрофизические и электрохимические способы обработки металлов и изделий), где электроэнергия является единственным энергоносителем.

В связи с ускорением научно-технологического прогресса потребление электроэнергии в промышленности значительно увеличилось благодаря созданию гибких автоматизированных производств.

Энергетической программой предусмотрено создание мощных территориально-производственных комплексов (ТПК) в тех регионах, где сосредоточены крупные запасы минеральных и водных ресурсов. Такие комплекс добывают, перерабатывают, транспортируют энергоресурсы, используя в своей деятельности различные электроустановки по производству, передаче и распределению электрической и тепловой энергии.

При проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий на основании технико-экономических расчетов решаются, например, следующие задачи: обоснование номинального напряжения сети, выбор схемы и конфигурации сети, средств компенсации реактивной мощности и их размещения, средств ограничения токов короткого замыкания, сечений проводов, числа и мощности трансформаторов и т.п.

Экономическая оценка рассматриваемого варианта заключается в определении капитальных вложений и ежегодных эксплуатационных издержек. Обе эти величины определяются лишь для элементов системы электроснабжения, входящих в изменяющиеся части сравниваемых вариантов.

Передача, распределение и потребление электроэнергии на промышленных предприятиях должны производиться с высокой экономичностью и надежностью. Так, в системах цехового электроснабжения широко используются комплектные распределительные устройства (КРУ) и комплектные трансформаторные подстанции (КТП), а также комплектные осветительные и силовые токопроводы.

Все это создает гибкую и надежную систему распределения электроэнергии, экономящую большое количество проводов и кабелей. Значительно упростились схемы подстанций различных напряжений и назначений за счет отказа от сборных шин и выключателей на первичном напряжении и применения глухого присоединения трансформаторов подстанций к питающим линиям и т.д.



1. Краткая характеристика объекта проектирования

Электроснабжение электромеханического цеха

Электромеханический цех (ЭМЦ) предназначен для подготовки заготовок из металла для электрических машин с последующей их обработкой различными способами.

Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. ЭМЦ имеет станочное отделение, в котором установлено штатное оборудование: слиткообдирочные, токарные, фрезерные, строгальные, анодно-механические станки и др.

В цехе предусмотрены помещения для цеховой ТП, вентиляторной, инструментальной, для бытовых нужд и пр. ЭМЦ получает электроснабжение от подстанции глубокого ввода (ПГВ). Расстояние от ПГВ до цеховой ТП - 0.5 км, а от энергосистемы до ПГВ - 10 км. Напряжение ПГВ - 10 кВ.

Количество рабочих смен - 2. Потребители ЭЭ цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН.

Размеры цеха А х В х Н = 48 х 30 х 9 м. Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4 м.

Перечень оборудования ЭМЦ дан в таблице 1.

Мощность электропотребления (P_пасп) указана для одного электроприемника. Расположение основного оборудования показано на плане (рисунок 1).



Таблица 1

Перечень электрооборудования электромеханического цеха

№ на плане	Наименование электрооборудования	Вариант	Примечание
		3
		Pпасп, кВт
1,21	Краны мостовые	30	ПВ=25%
2,3,22,23	Манипуляторы электрические	28
6,28	Шлифовальные станки	22
7,8,26,27	Настольно-сверлильные станки	25
9,10,29,30	Токарные полуавтоматы	29
11…14	Токарные станки	11
15…20 33…37	Обдирочные станки	12
24,25	Горизонтально-фрезерные станки	12
31,32	Строгальные станки	7,8
38…40	Анодно-механические станки	80
41	Тельфер	5	ПВ=25%
42,43	Вентиляторы	16

Рисунок 1 - План расположения оборудования электромеханического цеха.

2. Определение ожидаемых электрических нагрузок по цеху

2.1 Определение электрических нагрузок от силовых потребителей

Все электроприёмники, за исключением крана мостового приведены к ПВ = 100%. Для крана определяем установленную мощность:

- кран мостовой:

кВт (2.1)

Для каждого ЭП по [1., с. 5, таб. 1] выписываем соответствующие коэффициенты использования и коэффициенты мощности .

Рассчитываем суммарную активную мощность каждой подгруппы электроприёмников:

; (2.2)

Определяем коэффициент силовой сборки:

; (2.3)

.

Определяем среднюю активную и реактивную нагрузки для каждой подгруппы электроприёмников:

; (2.4)

. (2.5)

Определяем средний коэффициент использования и среднее значение и :

; (2.6)

;

; (2.7)

.

Определяем эффективное число электроприёмников:

; (2.8)

шт.

По [1., с. 8, таб. 3] определяем коэффициент максимума:

.

Определяем расчётные активную и реактивную нагрузки трёхфазных электроприёмников:

; (2.9)

кВт.

т.к. , то



; (2.10)

кВар.

Определяем полную расчётную нагрузку:

; (2.11)

кВА.

Определяем расчётный ток для электроприёмников рассчитываемого узла нагрузки:

; (2.12)

кА.

2.2 Определение электрических нагрузок освещения

Данный пункт был рассчитан в рабочей среде программы DIALux. Все расчеты выполнены на 26 листах формата А4 и включены в приложение.

2.3 Определение суммарных электрических нагрузок по цеху

Определяем суммарные активную и реактивную мощности:

; (2.13)

кВт;



; (2.14)

кВар.

Определяем полную суммарную нагрузку:

; (2.15)

кВА.

Определяем суммарный ток:

; (2.16)

кА.

Наименования ЭП, их количество и паспортные данные, а также результаты всех расчётов по приведённым выше формулам сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Определение расчетной электрической нагрузки

Наименование ЭП	Рн, кВт	n	Pн, кВт	Кисп.		m	Рсм, кВт	Qсм, кВар	nэ	Км	Рр, кВт	Qp, кВар	Sp, кВА	Ip, кА
Краны мостовые	15	2	30	0,28	0,5/1,73		8,4	14,55
Манипуляторы электрические	28	4	112	0,21	0,5/1,73		23,52	40,73
Шлифовальные станки	22	2	44	0,12	0,45/1,98		5,28	10,47
Настольно-сверлильные станки	25	4	100	0,13	0,5/1,73		13	22,51
Токарные полуавтоматы	29	4	116	0,17	0,65/1,17		19,72	23,05
Токарные станки	11	4	44	0,12	0,4/2,29		5,28	12,098
Обдирочные станки	12	11	132	0,17	0,65/1,17		22,44	26,23
Горизонтально-фрезерные станки	12	2	24	0,16	0,5/1,73		3,84	6,65
Строгальные станки	7,8	2	15,6	0,12	0,4/2,29		1,872	4,29
Анодно-механические станки	80	3	240	0,16	0,53/1,6		38,4	61,44
Тельфер	2,5	1	2,5	0,23	0,5/1,73		0,575	0,995
Вентиляторы	16	2	32	0,77	0,8/0,75		24,64	18,48
Итого по цеху без освещения	80/2,5	41	892,1	0,22		>3	166,967	241,526	7	0,97	161,958	241,5265	290,8	0,441
Осветительная нагрузка											19,740	5,744	20,558	0,031
Итого по цеху с освещением											181,698	247,27	306,85	0,446

3. Выбор числа и мощности трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций с учётом компенсации реактивной мощности

3.1 Предварительный расчёт мощности и числа трансформаторов

Предварительный выбор трансформаторов осуществляем по суммарной расчётной активной мощности цеха:

кВт.

Потребители цеха относятся ко 2 и 3 категории надежности электроснабжения, работают в нормальной окружающей среде. Установка только одного трансформатора возможна только при наличии резервной линии питания. Исходя из данных условий принимаем в случае установки одного трансформатора и в случае установки двух трансформаторов.

Предполагаем 2 варианта установки цеховых трансформаторов:

1) Один трансформатор ТМЗ-250;

2) Два трансформатора ТСЗ-100.

3.2 Расчёт компенсации реактивной мощности

Мощности цеха:

Активная: кВт,

Реактивная: кВар,

Полная: кВА.



3.2.1 Вариант А

Рассмотрим вариант с одним трансформатором ТМЗ-250.

По [5., с. 64, таб. П1-4] определяем:

кВт; кВт; ;

%; кВА; %

Определяем число трансформаторов:

; (3.1)

шт.

К установке принимаем 1 трансформатор.

Потери в трансформаторе:

; (3.2)

. (3.3)

- количество трансформаторов;

- потери активной мощности одного трансформатора, кВт;

- потери реактивной мощности одного трансформатора, квар.

кВт;

кВар.

Определяем расчётную нагрузку цеха с учётом потерь в трансформаторе:

; (3.4)

кВт;

; (3.5)

кВар.

Реактивная мощность в часы минимума нагрузки :

; (3.6)

кВар.

Экономически обоснованные значения реактивной мощности в часы максимума энергосистемы:

; (3.7)

; (3.8)

где ; .

кВар.

кВар.

Из-за пониженного напряжения в часы максимальных нагрузок принимаем меньшее из значений:

квар.

Экономически обоснованные значения реактивной мощности в режиме наименьших нагрузок:

; (3.9)

; (3.10)

где

кВар;

кВар.

Из-за повышенного напряжения в часы минимальных нагрузок принимаем большее из значений:

кВар.

Определяем суммарную мощность компенсирующих устройств:

; (3.11)

; (3.12)

кВар.

.

Все КУ должны быть регулируемые.

Реактивная мощность, которая должна быть передана из сети 10 кВ в сеть напряжением до 1 кВ и не должна компенсироваться:

; (3.13)

кВар.

Реактивная мощность, которая должна быть передана из сети 10 кВ в сеть напряжением до 1 кВ:

; (3.14)

кВар.

Мощность КУ, устанавливаемых на стороне до 1 кВ:

; (3.15)

кВар.

Установка КУ на стороне до 1 кВ целесообразна. К установке принимаем 2 регулируемая КУ типа УК2-0,38-50 общей установленной мощностью 100 кВар.

Мощность КУ, которые могут быть установлены на стороне 10 кВ:

; (3.16)

кВар.

Установка КУ на стороне 10 кВ нецелесообразна.

Приведённые затраты на КУ до 1 кВ.

; (3.17)

где Е=0,223; С₀=4800 руб/кВт; U_БК=1; U=1; К_р=16 тыс. руб.; Р_БК=4,5кВт/Мвар; Q=0,1 Мвар; К_У=960 тыс.руб/Мвар; Е_р=0,27.

тыс.руб.

Затраты на установку КТП с трансформатором ТМЗ-ТНЗ-250:

; (3.18)

где - суммарный коэффициент отчисления от капиталовложения в КТП;

- стоимость одного трансформатора, тыс. руб.;

; (3.19)

- удельная стоимость максимальных активных нагрузочных потерь;

- удельная стоимость потерь холостого хода трансформатора;

; (3.20)

; (3.21)

где - основная ставка двухставочного тарифа;

руб/кВт;

- дополнительная плата за 1 кВт•час потреблённой электроэнергии;

руб/кВт•час.

- время работы трансформатора в году;

ч;

- время использования максимальной нагрузки предприятия в год;

ч.

- время максимальных потерь.

; (3.22)

ч;

тыс. руб/кВт•год;

тыс. руб/кВт•год;

тыс. руб/год;

тыс. руб;

Общие затраты:

; (3.23)

тыс. руб;

3.2.2 Вариант Б.

Рассмотрим вариант с двумя трансформаторами ТСЗ 100.

По [5., с. 64, таб. П1-4] определяем:

кВт; кВт; ;

%; кВА; %

Определяем число трансформаторов:

шт.

К установке принимаем 3 трансформатора.

Потери в трансформаторе:

кВт;

кВар.

Определяем расчётную нагрузку цеха с учётом потерь в трансформаторе:

кВт;

кВар.

Реактивная мощность в часы минимума нагрузки :

кВар.

Экономически обоснованные значения реактивной мощности в часы максимума энергосистемы:

кВар.

кВар.

Из-за пониженного напряжения в часы максимальных нагрузок принимаем меньшее из значений:

кВар.

Экономически обоснованные значения реактивной мощности в режиме наименьших нагрузок:

кВар;

кВар.

Из-за повышенного напряжения в часы минимальных нагрузок принимаем большее из значений:

кВар.

Определяем суммарную мощность компенсирующих устройств:

кВар;

.

Все КУ должны быть регулируемые.

Реактивная мощность, которая должна быть передана из сети 10 кВ в сеть напряжением до 1 кВ и не должна компенсироваться:

кВар.

Реактивная мощность, которая должна быть передана из сети 10 кВ в сеть напряжением до 1 кВ:

кВар.

Мощность КУ, устанавливаемых на стороне до 1 кВ:

кВар.

Установка КУ на стороне до 1 кВ целесообразна. К установке принимаем 1 регулируемая КУ типа УК-0,38-220-УЗ общей установленной мощностью 220 кВар.

Мощность КУ, которые могут быть установлены на стороне 10 кВ:

кВар.

Установка КУ на стороне 10 кВ нецелесообразна.

Приведённые затраты на КУ до 1 кВ.

тыс.руб.

Затраты на установку КТП с трансформатором ТСЗ 100:

тыс. руб.;

тыс. руб/год;

тыс. руб.

Общие затраты:

тыс. руб.

По приведённым общим затратам выбираем вариант с одним трансформаторами ТМЗ-250.



4. Выбор и обоснование схемы внутрицехового электроснабжения

Системы электроснабжения разделяют на систему внешнего электроснабжения (воздушные линии от подстанции энергосистемы до главной понизительной подстанции ГПП или распределительного пункта ЦРП) и систему внутреннего электроснабжения (распределительной линии от ГПП или ЦРП до цеховых трансформаторных подстанций).

Схемы внешнего или внутреннего электроснабжения выполняют с учетом особенностей режима работы потребителей, возможностей дальнейшего расширения производства, удобства обслуживания и т.д.

В данном курсовом проекте питание ЦТП осуществляется кабелем от ГПП завода. Цеховой трансформатор защищен от токов короткого замыкания автоматическим выключателем. Трансформатор соединен с РУ, от которого отходят 2 распределительных шинопровода, а так же кабель, который соединяет РУ с РП.

На рисунке 2 изображена внутрицеховая сеть электроснабжения 0,4 кВ; на рисунках 3 и 4 соответственно приведены электрическая схема и схема замещения для расчётов токов КЗ на разных участках сети.

Рисунок 2 - Схема электроснабжения электромеханического цеха.

Рисунок 3 - Расчётная электрическая схема.

Рисунок 4 - Схема замещения.



5. Выбор оборудования внутрицеховой сети

Для расчёта токов КЗ на разных участках сети внутреннего электроснабжения нужно знать параметры всех элементов сети. Предварительный выбор шинопроводов, кабельных линий, автоматов и прочего оборудования делаем по расчётным значениям номинальных токов.

5.1 Выбор шинопроводов

Выбор распределительных шинопроводов:

Для выбора шинопроводов нужно провести расчёт токов аналогично разделу 2 данной курсовой работы с учётом разделения ЭП.

Результаты расчётов сведены в таблицу 3.

По расчётным данным выбираем:

распределительный шинопровод ШР1 марки ШРА4 - 250;

распределительный шинопровод ШР2 марки ШРА4 - 250.

Таблица 3

Расчет нагрузок с учетом разделения ЭП

Наименование ЭП	Рн, кВт	n	Pн, кВт	Кисп.		m	Рсм, кВт	Qсм, кВар	nэ	Км	Рр, кВт	Qp, кВар	Sp, кВА	Ip, кА
ШР 1
2,3	Манипуляторы электрические	28	2	56	0,21	0,5/1,73		11,76	20,368
6	Шлифовальные станки	22	1	22	0,12	0,45/1,98		2,64	5,239
7,8	Настольно-сверлильные станки	25	2	50	0,13	0,5/1,73		6,5	11,258
9,10	Токарные полуавтоматы	29	2	58	0,17	0,65/1,17		9,68	11,527
11…14	Токарные станки	11	4	44	0,12	0,4/2,29		5,28	12,098
15…20	Обдирочные станки	12	6	72	0,17	0,65/1,17		12,24	14,31
ИТОГО	11/29	17	302	0,159		>3	48,28	74,8	5,49	1,12	54,073	74,8	92,3	0,14
ШР 2
22,23	Манипуляторы электрические	28	2	56	0,21	0,5/1,73		23,52	40,73
28	Шлифовальные станки	22	1	22	0,12	0,45/1,98		5,28	10,47
26,27	Настольно-сверлильные станки	25	2	50	0,13	0,5/1,73		13	22,51
29,30	Токарные полуавтоматы	29	2	58	0,17	0,65/1,17		19,72	23,05
33…37	Обдирочные станки	12	5	60	0,17	0,65/1,17		22,44	26,23

Продолжение таблицы 3.

Наименование ЭП	Рн, кВт	n	Pн, кВт	Кисп.		m	Рсм, кВт	Qсм, кВар	nэ	Км	Рр, кВт	Qp, кВар	Sp, кВА	Ip, кА
24,25	Горизонтально-фрезерные станки	12	2	24	0,16	0,5/1,73		3,84	6,65
31,32	Строгальные станки	7,8	2	15,6	0,12	0,4/2,29		1,872	4,29
38,40	Анодно-механические станки	80	3	240	0,16	0,53/1,6		38,4	61,44
41	Тельфер	2,5	1	2,5	0,23	0,5/1,73		0,575	0,995
	ИТОГО	2,5/80	20	528,1	0,162		>3	85,647	133,69	3,9	1,62	138,748	133,69	192,679	0,292
	РП
1,21	Краны мостовые	15	2	30	0,28	0,5/1,73		8,4	14,55
42,43	Вентиляторы	16	2	32	0,77	0,8/0,75		24,64	18,48
	ИТОГО	15/16	4	62	0,532		>3	33,04	33,029	1,99	1,19	39,317	33,029	51,349	0,078

.5.2 Выбор кабельных линий

Для запитки электрооборудования цеха от ТП и от шинопроводов для механического цеха производства фруктового сока выбираем кабели марки АВВГ. Сечение проводников выбираем исходя из расчётных значений токов ЭП по условию нагрева согласно ПУЭ (глава 1.3; таблица 1.3.7).

Для каждого типа ЭП, исходя из данных таблицы 1 данной курсовой работы, по формулам 2.11 и 2.12 находим номинальный рабочий ток:

Краны мостовые:

кА;

Выбираем кабель АВВГ - .

Манипуляторы электрические:

кА;

Выбираем кабель АВВГ -.

Шлифовальные станки:

кА;

Выбираем кабель АВВГ -.

Настольно-сверлильные станки:

кА;

Выбираем кабель АВВГ - .

Токарные полуавтоматы:

кА;

Выбираем кабель АВВГ - .

Токарные станки:

кА;

Выбираем кабель АВВГ - .

Обдирочные станки:

кА;

Выбираем кабель АВВГ - .

Горизонтально-фрезерные станки:

кА;

Выбираем кабель АВВГ - .

Строгальные станки:

кА;

Выбираем кабель АВВГ -

Анодно-механические станки:

кА;

Выбираем кабель АВВГ - .

Тельфер:

кА;

Выбираем кабель АВВГ - .

Вентиляторы:

кА;

Выбираем кабель АВВГ - .

Номинальный расчётный ток от трансформатора РУ до РП :

А.

Выбираем кабель АВВГ - .

От РУ до ШР1 ШРА4 - 250:

А.

Выбираем кабель АВВГ - .

От РУ до ШР2 ШРА4 - 250:

А.

Выбираем 2 кабеля АВВГ - .

От ТП до РУ:

А.

Выбираем 2 кабеля АВВГ - .

5.3 Выбор защитной аппаратуры

Выбор выключателей к шинопроводам:

Номинальный расчётный ток от трансформатора РУ до РП согласно данным таблицы 3:

А А.

Выбираем автоматический выключатель ВА51 - 31 .

От РУ до ШР1 (ШРА4 - 250):

А А.

Выбираем автоматический выключатель ВА52 - 33.

От РУ до ШР2 (ШРА4 - 250):

А А.

Выбираем автоматический выключатель ВА52 - 37.

От трансформатора до РУ :

А А.

Выбираем автоматический выключатель ВА52 - 39.



5.4 Выбор измерительного трансформатора тока на стороне 10 кВ

ТА1: Рассчитываем длительный ток:

А.

К установке предполагаем ТТ с коэффициентом трансформации 20/5, класс точности 1,частота 50Гц.

ТА2: Рассчитываем длительный ток:

А.

К установке предполагаем ТТ с коэффициентом трансформации 100/5, класс точности 1,частота 50Гц.

ТА3: Рассчитываем длительный ток:

А.

К установке предполагаем ТТ с коэффициентом трансформации 150/5, класс точности 1,частота 50Гц.

ТА4: Рассчитываем длительный ток:

А.

К установке предполагаем ТТ с коэффициентом трансформации 300/5, класс точности 1,частота 50Гц.

ТА5: Рассчитываем длительный ток:

А.

К установке предполагаем два ТТ с коэффициентом трансформации 300/5, класс точности 1,частота 50Гц.

6. Расчёт токов короткого замыкания

В электрических установках могут возникать различные виды короткого замыкания, сопровождающиеся резким увеличением тока. Поэтому электрическое оборудование, устанавливаемое в системах электрического снабжения, должно быть устойчивым к токам короткого замыкания и выбираться с учетом величин этих токов.

Основными причинами возникновений этих коротких замыканий в сети могут быть: повреждения изоляции от частей электрических установок; направленного действия обслуживающего персонала; перекрытия токоведущих частей установки.

Короткие замыкания в сети может сопровождаться: прекращением питания потребителей, присоединенных к точкам в которых произошло короткое замыкание; нарушением нормальной работы других потребителей, подключенные к поврежденным участкам сети, вследствие уменьшения напряжения на этих участках; нарушением нормального режима работы энергосистемы.

Для предотвращения короткого замыкания, уменьшение их последствий необходимо: устранить причины, вызывающие короткое замыкание; применить быстродействующие выключатели; применить АРН для быстрого восстановления напряжения генераторов; правильно вычислить величины токов короткого замыкания и по ним выбрать необходимую аппаратуру, защиту и сортировать средства для ограничения токов короткого замыкания.

В современных мощных электроустановках ударные токи короткого замыкания достигают очень больших значений. Возникающие при этом механические усилия между отдельными токоведущими частями машин, аппаратов и элементов распределительных устройств способны вызвать значительные повреждения.

Поэтому для надежной работы электрической установки все её элементы должны обладать достаточной динамикой, устойчивостью против этих максимальных механических усилий при возникновении ударного тока.

В мощных электрических установках токи короткого замыкания достигают больших величин, что электрическое оборудование электростанций и подстанций, а также сечение кабелей приходится выбирать не по условиям нормального режима, а из условия обеспечения устойчивости их при коротком замыкании, применение электрооборудования и кабелей, рассчитано на большие токи короткого замыкания, приводят к значительному увеличению затрат на сооружение электрических установок и их сетей.

Расчёты выполняются в соответствии с методикой, рекомендованной ГОСТом 28249 - 93 на расчёты токов КЗ в сетях напряжением до 1 кВ.

6.1 Параметры расчётной схемы

Трансформатор Т1:

ТМЗ-ТНЗ - 250; схема соединения обмоток ;

кВА;

кВ; кВ;

%;

мОм;

мОм.

Автоматический выключатель АВ1:

ВА52 - 39, А;

мОм;

мОм.

Автоматический выключатель АВ2:

ВА52 - 33, А;

мОм;

мОм.

Автоматический выключатель АВ3:

ВА51 - 31, А;

мОм;

мОм.

Кабельная линия КЛ1:

кабель АВВГ -;

м;

мОм/м;

мОм/м;

Ом;

Ом.

Кабельная линия КЛ2:

кабель АВВГ - ;

м;

мОм/м;

мОм/м;

Ом;

Ом.

Кабельная линия КЛ3:

Кабель АВВГ - ;

м;

мОм/м;

мОм/м;

Ом;

Ом.

Шинопровод ШР1:

ШРА4 - 250;

м;

мОм/м;

мОм/м;

Ом;

Ом.

Трансформатор тока ТА1:

мОм;

мОм.

Трансформатор тока ТА2:

мОм;

мОм.

6.2 Расчёт токов КЗ

К1:

мОм;

мОм;

мОм;

Ток трехфазного металлического КЗ:

кА;

Ток трехфазного дугового КЗ:

; ;

кА; t?0

кА; t_к>0,5 с.

Ударный ток:

;

кА.

К2:

мОм;

мОм;

мОм;

Ток трехфазного металлического КЗ:

кА;



Ток трехфазного дугового КЗ:

; ;

кА; t?0

кА; t_к>0,5 с.

Ударный ток:

;

кА.

К3:

мОм;

мОм;

мОм;

Ток трехфазного металлического КЗ:

кА;

Ток трехфазного дугового КЗ:

; ;

кА; t?0

кА; t_к>0,5 с.

Ударный ток:

;

кА.

6.3 Проверка оборудования

По расчётным ударным токам КЗ в выбранных пяти точках проверяем пригодность автоматических выключателей.

По ударному току КЗ точки К1 проверяем выключатели ВА52 - 39. Автоматические выключатели данного типа рассчитаны на ударные токи до 30 кА и, следовательно, выбраны верно.

К1: кА кА;

По ударному току КЗ точки К2 проверяем выключатели ВА52 - 33. Автоматические выключатели данного типа рассчитаны на ударные токи до 30 кА и, следовательно, выбраны верно.

К2: кА кА;

По ударному току КЗ точки К3 проверяем выключатели ВА51 - 31. Автоматические выключатели данного типа рассчитаны на ударные токи до 28 кА и, следовательно, выбраны верно.

К3: кА кА;



Заключение

В данной курсовой работе была спроектирована система электроснабжения для электромеханического цеха. Нагрузка по цеху с учетом освещения составила 306,85 кВА, расчетный ток I_р=446 А. Были предложены 2 варианта установки цеховых трансформатора:

Вариант А: Один трансформатор ТМЗ-250.

Вариант Б: Два трансформатора ТСЗ-100.

Сравнивая приведенные затраты, нами был выбран один трансформатор ТМЗ-250.

В данном цехе, электроприемники запитываются через алюминиевые кабеля марки АВВГ. Электрическая сеть защищена устройствами релейной защиты и автоматики. Выбраны автоматические выключатели марки ВА51 и ВА52. Питание цехового трансформатора осуществляется кабелем, идущим с ГПП завода.

Произвели расчет токов короткого замыкания с учетом методики, рекомендованной ГОСТом 28249- 93 на сеть напряжением до 1 кВ. Было выявлено, что максимальное значение ударного тока КЗ в точке на контактах РУ, и равняется 9,95 кА.

По рассчитанным ударным токам КЗ в трех выбранных точках, была произведена проверка оборудования, которая показала, что все выключатели удовлетворяют условию пригодности.



Список использованных источников

1. Вахнина В.В. Электроснабжение промышленных предприятий и городов: учебно-методическое пособие для практических занятий и курсового проектирования / В.В. Вахнина, А.Н. Черненко. - Тольятти: ТГУ, 2007.

2. Вахнина В.В. Проектирование осветительных установок: учебное пособие / В.В. Вахнина, О.В. Самолина, А.Н. Черненко. - Тольятти: ТГУ, 2008.

3. В.В. Вахнина, В.Л. Горячева, Ю.В. Стёпкина. Проектирование систем электроснабжения машиностроительных предприятий: учебное пособие. Тольятти: ТГУ, 2004.

4. Вахнина В.В. Проектирование системы электроснабжения цеха предприятия: методические указания по курсовому проектированию / В.В. Вахнина, А.Н. Черненко. - Тольятти: ТГУ, 2008.

5. Вахнина В.В. Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий: учебное пособие / В.В. Вахнина. - Тольятти : ТГУ, 2006.

6. Правила устройства электроустановок. Все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 марта 2007 г. - М.: КНОРУС, 2007.

Размещено на www.allbest.ru