Проектирование и техническое обслуживание системы электроснабжения электромеханического цеха на примере ОАО "ЭЛАРА"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования

Чебоксарский электромеханический колледж

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Проектирование и техническое обслуживание системы электроснабжения

электромеханического цеха на примере ОАО «ЭЛАРА»

ДП.Т307.02.Т00.ПЗ

Студент Алексеев А.Н.

Руководитель Мясникова Т.В.

2012



СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Теоретическая часть

1.1 Особенности электроснабжения промышленных предприятий

1.2 Схемы цеховых электрических сетей напряжением до 1000В

1.3 Краткая характеристика электромеханического цеха

1.4 Разработка варианта схемы электроснабжения

2. Расчетная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок

2.2 Приближенный расчет электрического освещения

2.3 Выбор числа и мощности трансформаторов

2.4 Выбор электрооборудования для схемы электроснабжения

2.5 Выбор компенсирующих устройств

2.6 Выбор плавких предохранителей

2.7 Выбор автоматических воздушных выключателей

2.8 Выбор тепловых реле

2.9 Выбор сечения проводников на первом, втором уровнях

2.10 Расчет токов трехфазного короткого замыкания (КЗ)

2.11 Проверка оборудования на действие токов короткого замыкания

3. Технологическая часть

3.1 Организация технического обслуживания

3.2 Обслуживание цеховых электрических сетей напряжением до 1000 В

3.3 Обслуживание кабельных линий

4. Экономическая часть

4.1 Трудоемкость технического обслуживания и текущего ремонта

4.2 Обоснование структуры и штата электротехнической службы

4.3 Расчет заработной платы

4.4 Проектирование пункта (поста электрика) для проведения работ по техническому обслуживанию и текущему ремонту электрооборудования

4.5 Определение годовой программы

4.6 Расчет годовой программы

4.7 Расчет производственных площадей и компоновка индивидуальной базы

4.8 Расчет индивидуальной базы

Вывод

5. Охрана труда

5.1 Общие сведения

5.2 Виды инструктажей по охране труда

5.3 Действие электрического тока на организм

5.4 Виды поражения электрическим током, термическое, электрическое, биологические и механические

5.5 Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током

5.6 Освобождение от действия электрического тока

5.7 Оказание первой помощи пострадавшим

Заключение

Список литературы

Приложения



Введение

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий содержит ряд последовательных операций, связанных с расчетами и выбором изделий (комплектующих). Набор операций строго определен нормативными документами и указаниями.

Зачастую это последовательность однотипных расчетов, результаты которых зависят от размеров цехов промышленных предприятий, материалов соединительных проводов и кабелей, параметров источников электроснабжения и потребителей и др.

Дипломный проект на тему «Проектирование и техническое обслуживание системы электроснабжения электромеханического цеха (на примере ОАО «ЭЛАРА»)» выполнен с использование пакета прикладных программ «ПРЕС - проектирование и расчет электрических сетей», разработанной на кафедре «Электроснабжение промышленных предприятий» ФГОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И.Я. Ульянова».

Проект реализован на примере ОАО «ЭЛАРА». ОАО «ЭЛАРА» специализируется на производстве сложной электроники. Производство печатных плат оснащено высокотехнологичным оборудованием от ведущих мировых производителей, что позволяет изготавливать двухсторонние и многослойные печатные платы на жесткой и гибкой основе от прототипов до крупносерийных партий плотного монтажа и высокой точности. Основной продукцией является электроника для авиации: системы дистанционного управления, системы автоматического управления, пилотажно-навигационные комплексы, бортовая вычислительная техника, системы отображения информации для ОАО «Компания «Сухой», ОКБ им. Микояна, ОАО «Авиационный комплекс им. С.В. Ильюшина», ОКБ ОАО «Туполев», ОКБ Антонова, ОКБ Бериева, ОКБ Камова, ММЗ М.Л. Миля. Предприятие выпускает широкий спектр продукции гражданского назначения: печатные платы, электронные модули, приборы и системы для железнодорожного транспорта (аппаратура микропроцессорной системы управления, унифицированный пульт управления машиниста), банковское терминальное оборудование, автомобильную электронику (комбинации приборов автомобилей КАМАЗ, промышленных и сельскохозяйственных тракторов), промышленную электронику (программно-технические комплексы «КВИНТ», «ВОЛНА», ПАА-М для энергетической отрасли). Несомненно, такое производство имеет разветвленную и сложную систему электроснабжения. Поэтому разработка проекта является актуальной и неотъемлемой частью при эксплуатации и монтажа системы электроснабжения выбранного объекта.

Проектирование системы электроснабжения электромеханического цеха ведётся в соответствии с действующими нормами и правилами. При проектировании особое внимание нами было уделено соблюдению требований по электробезопасности. В проекте электроснабжения электромеханического цеха все электрические сети имеют защиту от прямого и косвенного прикосновения, а также защиту нагрузки и электрических цепей от токов короткого замыкания. Для этого нами в цепях электроснабжения была предусмотрена установка автоматических выключателей.

Здесь мы хотим в общих чертах раскрыть этапы нашей работы по проектированию электроснабжения электромеханического цеха (на примере ОАО «ЭЛАРА»). Все этапы проектирования, представленные ниже: мы производим сбор и подсчёт электрических нагрузок объекта, включенных в систему электроснабжения и электроосвещения. Используя эти подсчёты и ведомость потребителей электроэнергии можно предусмотреть ситуации, в которых возможно превышение порога выделенной электрической мощности.

Расчеты можно значительно упростить, а время проектирования снизить, путем применения программных модулей с набором расчетных формул, справочно-технической документации, баз данных изделий и оборудования, удобного входного и выходного интерфейсов. В настоящее время на уровне профессионального использования в проектных организациях применяются программные модули, выполненные на основе КОМПАС-СПДС V12 и входящие в систему автоматизированного проектирования (САПР) энергетических объектов.

Используя разработанные проектные решения, в дипломном проекте предусмотрено выполнение монтажа системы электроснабжения. Мы считаем, что такая работа по созданию системы электроснабжения является наиболее оптимальной. Используя план здания, нами было произведено размещение различной электропроводки - силовых цепей. Также при проектировании прохождение трасс системы электроснабжения осуществляется подбор сечений и марок электрических проводов кабелей. После этих мероприятий мы произвели подбор защитно-коммутационного оборудования для устранения токов короткого замыкания и предупреждения других аварийных ситуаций в системе электроснабжения электромеханического цеха. В тесной взаимосвязи с подбором защитно-коммутационного оборудования подбираются также и электрический кабель. Результатом этой взаимосвязанной работы является обеспечение функций контроля токов короткого замыкания не только нагрузки, но и самой линии электроснабжения.

Приведенные выше мероприятия, работа и расчёт, выполнены в процессе проектирования, отражаются в проекте электроснабжения, который включает в себя расчётную и графическую части, а также перечень оборудования и других материалов, необходимых для выполнения качественного монтажа системы электроснабжения электромеханического цеха.



1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Особенности электроснабжения промышленных предприятий

Как известно, электроснабжение является неотъемлемой частью жизни каждого человека. Основной задачей электроснабжения является обеспечение объектов электрической энергией. Основная доля электрической энергии в наши дни приходится на промышленность. Только небольшая часть электроэнергии служит для решения задач сельского и городского хозяйства. Таким образом, мы можем сделать вывод о том, что как для промышленности, так и для обычных людей электроснабжение имеет огромное значение.

Для России проблема электроснабжения промышленности имеет особую значимость, поскольку большая часть ее территории находится в суровых климатических зонах, и требования к надежности систем электроснабжения должны быть очень жесткими. На современном этапе требуется повышение надежности электроснабжения крупных предприятий в связи с ростом разнообразия, единичных мощностей и категорийности электроприемников. Анализируя современные тенденции электрификации производственных процессов в городах, следует отметить, что надежность их электроснабжения должна рассматриваться как комплекс, состоящий из таких единичных свойств, как безотказность и безопасность. Поэтому отдельные кратковременные погашения части электроприемников неизбежны из-за случайных отказов электрооборудования, от них электроприемники должны иметь индивидуальную защиту. Актуальна безопасность, характеризующаяся экологической, социальной и техногенной защищенностью предприятия и окружающей среды. Надежность электроснабжения промышленных предприятий должна обеспечиваться в соответствующих объемах.

Электроснабжение промышленности это, прежде всего, укрупнение нагрузочных узлов, более четкое разделение этих узлов на категории по надежности, наличие относительно свободных площадей для размещения электрообъектов. Поэтому из-за особенностей российского электрорынка (введение высокой платы за присоединение новых потребительских мощностей к системе) развивающиеся промышленные предприятия вынуждены отдавать предпочтение внутренним (собственным) источникам электроэнергии (и тепла). Тем самым роль внешнего электроснабжения снижается, ограничиваясь задачей дополнительного резервирования от энергосистемы на случай глубоких, но редких нарушений работы собственных источников мощности и энергии. В большинстве случаев это приводит к дополнительным расходам. Однако надежность и безопасность электропитания могут существенно вырасти. При этом оказываются нецелесообразными сооружения глубоких вводов и, тем более, кабельные линии высоких и сверхвысоких напряжений в подземных туннелях.

1.2 Схемы цеховых электрических сетей напряжением до 1000В

Основным условием рационального проектирования сети электроснабжения промышленного объекта является принцип одинаковой надежности питающей линии (со всеми аппаратами) и одного электроприемника технологического агрегата, получающего питание от этой линии. Поэтому нет смысла, например, питать один электродвигатель технологического агрегата по двум взаиморезервируемым линиям. Если технологический агрегат имеет несколько электроприемников, осуществляющих единый, связанный группой машин технологический процесс, и прекращение питания любого из этих электроприемников вызывает необходимость прекращения работы всего агрегата, то в таких случаях надежность электроснабжения вполне обеспечивается при магистральном питании (рисунок 1.1).



Рисунок 1.1 - Магистральная схема питания электроприемников цеха

В отдельных случаях, когда требуется высокая степень надежности питания электроприемников в непрерывном технологическом процессе, применяется двустороннее питание магистральной линии (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Магистральная схема цеховой сети с двусторонним питанием

Магистральные схемы питания находят широкое применение не только для питания многих электроприемников одного технологического агрегата, но также большого числа сравнительно мелких приемников, не связанных единым технологическим процессом. К таким потребителям относятся металлорежущие станки в цехах механической обработки металлов и другие потребители, распределенные относительно равномерно по площади цеха.

Магистральные схемы позволяют отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или шита. В этом случае возможно применение схемы блока трансформатор магистраль, где в качестве питающей линии применяются токопроводы (шинопроводы), изготовляемые промышленностью. Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надежность, гибкость и универсальность цеховых сетей, что позволяет технологам перемещать оборудование внутри цеха без существенных переделок электрических сетей.

Для питания большого числа электроприемников сравнительно небольшой мощности, относительно равномерно распределенных по площади цеха, применяются схемы с двумя видами магистральных линий: питающими и распределительными. Питающие, или главные, магистрали подключаются к шинам шкафов трансформаторной подстанции, специально сконструированным для магистральных схем. Распределительные магистрали, к которым непосредственно подключаются электроприемники, получают питание от главных питающих магистралей или непосредственно от шин комплектной трансформаторной подстанции (КТП), если главные магистрали не применяются.

К главным питающим магистралям подсоединяется, возможно, меньшее число индивидуальных электроприемников. Это повышает надежность всей системы питания.

Следует учитывать недостаток магистральных схем, заключающийся в том, что при повреждении магистрали одновременно отключаются все питающиеся от нее электроприемники. Этот недостаток ощутим при наличии в цехе отдельных крупных потребителей, не связанных единым непрерывным технологическим процессом.

Радиальные схемы питания характеризуются тем, что от источника питания, например от КТП, отходят линии, питающие непосредственно мощные электроприемники или отдельные распределительные пункты, от которых самостоятельными линиями питаются более мелкие электроприемники (рисунок 1.3).

Рисунок 1.3 - Схема радиального питания электроприемников цеха

Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания отдельных потребителей, так как аварии локализуются отключением автоматического выключателя поврежденной линии и не затрагивают другие линии.

Все потребители могут потерять питание только при повреждении на сборных шинах КТП, что мало вероятно вследствие достаточно надежной конструкции шкафов этих КТП.

Сосредоточение на КТП аппаратов управления и защиты отдельных присоединений позволяет легче решать задачи автоматизации в системе распределения электроэнергии на напряжении до 1000В, чем при рассредоточенном расположении аппаратов, что имеет место при магистральной системе.

Радиальные схемы питающих сетей с распределительными устройствами или щитами следует применять при наличии в цехе нескольких достаточно мощных потребителей, не связанных единым технологическим процессом или друг с другом настолько, что магистральное питание их нецелесообразно.

В чистом виде радиальные и магистральные схемы применяются редко. Наибольшее распространение на практике находят смешанные схемы, сочетающие элементы радиальных и магистральных схем. В крупных цехах металлургических заводов, литейных, кузнечных и механосборочных цехах машиностроительных заводов, на заводах искусственного волокна и других предприятиях всегда имеются и радиальные, и магистральные схемы питания различных групп потребителей.

В цехах заводов находят применение схемы магистрального питания с взаимным резервированием питания отдельных магистралей.

При неравномерной загрузке технологического оборудования в течение суток (например, пониженная нагрузка в ночные или ремонтные смены) схемы с взаимным резервированием питания магистралей обеспечивают возможность отключения незагруженных трансформаторов.

Большое значение для повышения надежности питания имеют перемычки между отдельными магистралями или соседними КТП - при радиальном питании. Такие перемычки, обеспечивая частичное или полное взаимное резервирование, создают удобства для эксплуатации, особенно при проведении ремонтных работ. Проектирование сетей во всех случаях должно выполняться на основе хорошего знания проектировщиком-электриком технологии проектируемого предприятия, степени ответственности отдельных электроприемников в технологическом процессе.

Большое влияние на принимаемые решения оказывают условия окружающей среды в проектируемом цехе.

Располагать электрооборудование в пожара и взрывоопасных или пыльных помещениях следует только в случае острой необходимости, когда другие решения оказываются нерациональными или крайне сложными. При этом следует иметь в виду, что в этих неблагоприятных средах, как правило, применяется специально сконструированное оборудование.

В условиях неблагоприятных сред магистральные схемы нежелательны, так как при их применении коммутационные аппараты неизбежно рассредоточены по площади цеха и подвергаются воздействию агрессивной среды. В таких цехах наибольшее применение находят радиальные схемы питания, при которых все коммутационные аппараты располагаются в отдельных помещениях, изолированных от неблагоприятных агрессивных и взрывоопасных сред.

1.3 Краткая характеристика электромеханического цеха

Механический цех завода является подсобным цехом по изготовлению передвижных электрических станций выпускаемых заводом.

В механическом участке цеха изготовляются, на токарных станках оси, валы и другие детали на протяжных станках калибруют шлицевые отверстия в деталях, особо точные отверстия и другие операции; на фрезерных станках выполняют различные виды операций, начиная со шпоночных пазов на валах, осях, всевозможных выточек и кончая изготовлением деталей пространственно разнообразной формы.

В термическом участке производят закаливание, отпуск, поверхностную закалку на высокочастотной установке и другие работы. Мощные пресса запрессовывают подшипники. Пневматические молоты делают предварительную обработку деталей. Обдирочный станок служит в основном для подготовки готовых изделий к термической обработке.

Инструментальный участок обслуживает все цеха завода, ремонтирует и вновь изготовляет измерительный инструмент, например, эталоны, скобы, пробки, которые необходимы для данного завода.

На ремонтно-механическом участке собирают основную продукцию и в то же время производят ремонт станочного парка всего завода.

Электропотребители цеха относятся к III категории по степени бесперебойного электроснабжения.

Перечень оборудования механического цеха приведен в таблице 1.1

Таблица 1.1

Перечень оборудования электромеханического цеха

№ по плану	Наименование отделения цеха и производственного механизма	Кол-во шт.	Рном i, кВт	Примечания
1	2	3	4	5
1	Долбежный станок 7М430	2	7,00
2	Радиально - сверлильный станок	1	1,70
3	Зубофрезерный станок 5А310	4	1,70
4	Токарный станок 1615	4	1,50
5	Круглошлифовальный станок	2	7,00
6	Токарный станок 1К62	1	10,00
7	Токарный станок 1К62	2	4,50
8	Строгальный станок 73	2	3,50
9	Кран балка ПВ - 40%	1	7,00
10	Фрезерные станки 6П 80Г	2	3,41
11	Сверлильный станок 2А125	2	2,80
12	Строгальный станок 7833	1	11,80
13	Вертикально - сверлильный станок	2	4,50
14	Заточный станок 3665	4	1,12
15	Точильный станок (точило)	2	4,50
16	Сверлильный станок 2118	5	1,00
17	Вентилятор	2	4,50
18	Зубофрезерный станок 5A8I0	3	1,70
19	Кран-балка	1	7,80	ПВ-40%
20	Вертикально-сверлильный станок	2	4,50
21	Точильный, станок (точило)	2	4,50
22	Кран-балка	1	7,30	ПВ-40%
23	Точильный станок (точило)	2	4,50
24	Вентилятор	2	4,50
25	Испытательный стенд	2	20,00
26	Сушильный шкаф	2	4,00
27	Преобразовательный агрегат	2	10,00
28	Вентилятор	2	4,50
29	Трубогибочный - станок	2	4,50
30	Электрические печи ПН-3I	3	15,00
31	Станок для отрезки труб	2	10,00
32	Вертикально-сверлильный станок	2	4,50
33	Точильный станок	2	4,50
34	Вентилятор	2	4,50
35	Пресс - ножницы	1	10,00
36	Вертикально-сверлильный станок 2А 135	2	4,50
37	Точильный станок	3	4,50
38	Вентилятор	2	4,50
39	Сварочный аппарат ПСГ-350	4	14,00	ПВ-65%
40	Точильный станок (точило)	2	1,70
41	Вентилятор	2	4,50
42	Электрические печи HH-3I	3	15,00
43	Пневматический ковочный молот	2	10,00

1.4 Разработка варианта схемы электроснабжения

1. Близкие по территории электроприемники (ЭП) необходимо отнести к одному распределительному пункту (РП).

2. Количество ЭП на один РП должно быть от 6 до 12.

3. Максимальный расчетный ток (I_р) должен быть не более 500 А.

4. ЭП мощностью, более 100 кВт подключаются непосредственно к распределительному устройству (РУ) - 0,4 кВ.

5. Для двухтрансформаторной подстанции распределение РП должно быть равномерным на каждую секцию, допускается отличие не более, чем на 10%.

6. Если есть ЭП большой мощности (400 кВт, кВА), то они не могут быть ЭП низкого напряжения, это ЭП высокого напряжения 6…10 кВ, они питаются по своим трансформаторам, подключенным к РУ - 6…10 кВ.

По условию, у меня даны потребители электроэнергии, которые имеют вторую и третью категорию надежности электроснабжения (ЭСН).

Ко второй категории относят ЭП, нарушение электроснабжение которых не должна превышать полутора часов, необходимых для включения резерва.

К третьей категории относят ЭП, для которых допустимы перерывы в электроснабжении на время ремонта не более суток.

Согласно условию, выбираем цеховую радиальную схему ЭСН представленную на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 - Схема электроснабжения электромеханического цеха



2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет электрических нагрузок

Значение электрических нагрузок необходимо для выбора и проверки проводников и трансформаторов по пропускной способности и экономической плотности тока, а также для расчета потерь и отклонений напряжений, колебания напряжения, выбора защиты, и компенсирующих устройств [9].

Электрическая нагрузка рассчитывается методом упорядоченных диаграмм. Электроприемники (ЭП) имеют либо постоянный график нагрузки (группа Б), либо переменный график нагрузки (группа А). Отнесение данного i-го ЭП к группе А или группе Б производится по его коэффициенту использования (К_{и i}):

К_{и i} < 0,75 - группа А;

К_{и i} ? 0,75 - группа Б.

С учетом групп А и Б определяется расчетная активная (Р_р) и расчетная реактивная (Q_р) мощности через соответствующие средние активные (Р_с) и реактивные (Q_c) мощности.

Далее определяется эффективное число ЭП (n_э) по формуле:

где Р_ном,i - номинальная активная мощность i-го ЭП, кВт;

m - количество групп ЭП;

n _i - количество ЭП 1-ой группы.

Коэффициент максимума по активной мощности (К_м) принимается равным единице в случае, если n_э>200 или К_{и i} >0,8. Коэффициент максимума по реактивной мощности (К_м') в зависимости от К_{и i}. Если n_э>10, то К_м'=1, если n_э <10, то Км'=1,1.

После определения расчетной мощности Р_р она сравнивается с суммарной номинальной мощностью трех наиболее мощных ЭП (Р_{з max}), если она окажется меньше, то за расчетное значение принимается Р_{з max}.

При подготовке исходных данных к расчету на компьютере все ЭП объекта делятся на группы однотипных ЭП. Каждой группе присваивается номер от 1 до 100. В группу входят ЭП, которые имеют одинаковые номинальные мощности Р_ном,i коэффициенты мощности cosц_i и К_и,i независимо от местоположения и назначения. В таблице 2.1 представлены исходные данные расчетного РП (РП1).

Таблица 2.1

Исходные данные РП 1

Тип установки	ni, шт	Рном i, кВт	cosцi	Ки,i
1. Станок для отрезки труб	2	10,00	0,650	0,170
2. Трубогибочный - станок	2	4,50	0,650	0,170
3. Электрические печи HH-3I	3	15,00	0,950	0,700

В таблице 2.1 приняты следующие обозначения:

n_i - количество ЭП в группе, шт;

Р_{ном i} - номинальная активная мощность одного ЭП в группе, кВт;

cosц_i - коэффициент реактивной мощности группы, о. е.;

К_{и i} - коэффициент использования группы.

Определяем общее количество ЭП РП (n):



где m - количество групп ЭП, m=3 (таблица 2.1). Тогда:

n = 2+2+3 = 7 шт.

По коэффициенту использования К_и,i взятому из таблицы 2.1 определяем группу ЭП:

К_{и 1} = 0,170<0,75 группа А;

К_{и 2} = 0,70<0,75 группа А;

К_{и 3} = 0,170<0,75 группа А.

Распределение ЭП по группам приведено в таблице 2.2.

Таблица 2.2

Распределение ЭП РП 1

Тип установки	группа	ni, шт	Р ном i, кВт	cosцi	tgцi	Ки,i
1. Станок для отрезки труб	А	2	10,00	0,650	1,16	0,170
2. Трубогибочный - станок	А	2	4,50	0,650	1,16	0,170
3. Электрические печи HH-3I	А	3	15,00	0,950	0,32	0,700

Номинальная активная мощность (Р_ном,А, кВт):

Р_ном = 10*2+4,5*2+15*3 = 74 кВт.

Номинальная реактивная мощность (Q_ном,А, квар):

где tgц - коэффициент реактивной мощности ЭП, соответствующий cosц, берем из таблицы 2.2.



Q_ном,А =10*2*1,16+4,5*2*1,16+15*3*0,32 = 48,04 квар.

Определим среднюю активную (Р_с, кВт) и реактивную (Q_с,квар) мощности:

Р_с = У Р_ном,i* n_i*к_u,I

Р_с =10*2*0,17+4,5*2*0,17+15*3*0,7 = 36,43 квар.

Q_c = У Р_ном,i* n_i*к_u,i* tgц;

Q_c = 10*2*0,17*1,16+4,5*2*0,17*1,16+15*3*0,7*0,32 = 15,79 квар.

Определим эффективное число ЭП (n_э) по формуле (2.1)

шт.

Коэффициент использования (К_И):

Коэффициент максимума РП по активной мощности (К_м) берем из распечатки.

Коэффициент максимума по реактивной мощности определяем по программе Relna для n_э =5,981<10, он равен К_м =1,523.

Определяем расчетную активную мощность (Р_р,кВт) по формуле (2.9):

Рр= Км *Рc;

Р_р = 1,523*36,43 = 55,48 кВт.



Сравним полученное значение Р_р с суммарной номинальной мощностью трех наиболее мощных ЭП:

P_{3 max} = 3*15= 45 кВт;

Р_р = 55,48 кВт > Р_{3 max} = 45 кВт.

Следовательно, за P_р примем Р_р = 55,48 кВт.

Определяем расчетную реактивную мощность (Q_р,квар) по формуле (2.10):

Q_p = K_м'*Q_с;

Q_p = 1,1*15,79 = 17,3 квар.

Определяем средний коэффициент мощности РП (cosц, о.е.) по формуле (2.11):

Определяем полную расчетную мощность РП (S_р, кВА):

кВА.

Определяем расчетный ток (I_р, А) по формуле (2.13):

А = 0,08848кА.

Правильность ручного расчета подтверждается совпадением результатом с результатам полученным на (с.24).

Pасчет электpических нагpузок

Нагpузки измеpяются в кВт, кваp, кВА, кА.

Исходные данные

Объект pасчета - РП1

Номинальное напpяжение = 0.38 кВ

Номеp группы	Количество ЭП	Рном одного ЭП	Коэффициент мощности (СОS)	Коэффициент использования
1	2	10.00	0.650	0.170
2	2	4.50	0.650	0.170
3	3	15.00	0.950	0.700

Pезультаты pасчета

Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)

Всего по объекту:

Количество электpопpиемников	№	7
Номинальная активная мощность	Pном	74.000
Номинальная pеактивная мощность	Qном	48.696
Эффективное число ЭП	Nэ	5.981
Коэффициент использования	Kи	0.492
Коэффициент максимума	Kм	1.523
Коэффициент максимума pеактивный	Kм1	1.100
Сpедняя активная мощность	Pc	36.430
Сpедняя pеактивная мощность	Qc	16.117
Сpедний коэффициент мощности	COS	0.914
Pасчетная активная мощность	Pp	55.473
Pасчетная pеактивная мощность	Qp	17.729
Полная pасчетная мощность	Sp	58.237
Pасчетный ток	Ip	0.08848

Pасчет электpических нагpузок

Нагpузки измеpяются в кВт, кваp, кВА, кА.

Исходные данные

Объект pасчета - Цех

Номинальное напpяжение = 0.38 кВ

Номеp группы	Количество ЭП	Рном одного ЭП	Коэффициент мощности (СОS)	Коэффициент использования
1	4	7.00	0.650	0.170
2	8	1.70	0.400	0.120
3	4	1.50	0.650	0.170
4	4	10.00	0.650	0.170
5	15	4.50	0.650	0.170
6	2	3.50	0.650	0.170
7	1	7.00	0.500	0.050
8	2	3.41	0.400	0.120
9	2	2.80	0.400	0.120
10	1	11.80	0.650	0.170
11	8	4.50	0.400	0.120
12	4	1.12	0.650	0.170
13	5	1.00	0.400	0.120
142	12	4.50	0.800	0.600
15	1	7.80	0.500	0.050
16	1	7.30	0.500	0.050
17	2	20.00	0.500	0.060
18	2	4.00	0.700	0.950
19	2	10.00	0.600	0.200
20	6	15.00	0.950	0.700
21	4	14.00	0.400	0.200
22	2	1.70	0.650	0.170
23	2	10.00	0.500	0.060

Pезультаты pасчета

Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)

Всего по объекту:



Количество электpопpиемников	№	94
Номинальная активная мощность	Pном	545.300
Номинальная pеактивная мощность	Qном	725.610
Эффективное число ЭП	Nэ	58.482
Коэффициент использования	Kи	0.293
Коэффициент максимума	Kм	1.147
Коэффициент максимума pеактивный	Kм1	1 1.000
Сpедняя активная мощность	Pc	159.538
Сpедняя pеактивная мощность	Qc	143.759
Сpедний коэффициент мощности	COS	0.743
Pасчетная активная мощность	Pp	182.986
Pасчетная pеактивная мощность	Qp	143.759
Полная pасчетная мощность	Sp	232.703
Pасчетный ток	Ip	0.35357

2.2 Приближенный расчет электрического освещения

Установленная мощность осветительной нагрузки предприятий определяется на основании светотехнических расчетов и представляет собой сумму мощностей всех ламп данной установки. Установленная мощность всегда бывает больше средней, т. е. действительно затрачиваемой, т. к. в зависимости от характера производства и назначения помещений часть ламп по разным причинам обычно не включена. Поэтому для получения средней мощности вводят поправочный коэффициент, называемый коэффициентом спроса освещения (Кс о).

При расчетах принимается освещенность Е = 300 лк.

Определим номинальную активную мощность освещения (Р_{ном о}, Вт) по формуле (2.14)



где W₁₀₀ - коэффициент характеризующий удельную плотность осветительной нагрузки на 100 лк, который зависит от площади цеха А приведен в таблице 2.4.5. [9] примем, что W₁₀₀ = 4,0.

А - площадь цеха 3312 м² (по плану).

Определим среднюю активную мощность освещения (Р_{с о}, Вт) по формуле

Р_{с о} = К_{с о} * Р_{ном о},

Р_{с о} = 0,9*39744=35769,6 Вт.

где К_{с о} - коэффициент спроса освещения; К_{с о} = 0,9, т.к. производственное здание состоит из крупных пролетов (таблица);

Определим среднюю реактивную мощность освещения (Q_{с о}, вар) по формуле:

Q_{с о} = Р_{с о} *tgц_о,

Q_{с о} = 35769,6*0,484 = 17312,4 Вар = 17,312 кВар

где tgц_о = 0,484.

2.3 Выбор числа и мощности трансформаторов

От правильного размещения подстанций на территории промышленного предприятия, а так же от числа подстанций и мощности трансформаторов, установленных в каждой подстанции, зависят экономические показатели и надежность системы электроснабжения потребителей.

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на потребительских подстанциях 6 … 10/0,4 кВ определяется величиной и характером электрических нагрузок, требуемой надежностью электроснабжения, территориальным размещением нагрузок и перспективным их изменением и выполняется при необходимости достаточного основания на основании технико-экономических расчетов.

Как правило, в системах электроснабжения применяются одно- и двухтрансформаторные подстанции.

Применение трехтрансформаторных подстанций вызывает дополнительные капительные затраты и повышает годовые эксплуатационные расходы.

Трехтрансформаторные подстанции используются редко, как вынужденное решение, при реконструкции, расширении подстанций, при системе раздельного питания силовой и осветительной нагрузок, при питании резкопеременных нагрузок.

Выбор местонахождения подстанции, числа и мощности трансформаторов

Выбрать количество и мощность трансформатора цеховой ТП по следующим исходным данным:

Р_с = 159,538 кВт,

Q_с = 143,759 кВар и

S_р = 58,237 кВА, (с.),

А = 3312 м²; категория ЭП по степени надежности электроснабжения - III.

Полная средняя мощность определяется по выражению:

кВ*А

По средней мощности (214,75 кВ*А) и требуемому уровню надежности электроснабжения (третья категория ЭП) можно принять однотрансформаторную ТП.

Определим номинальную мощность трансформатора

кВА,

где К_з - коэффициент загрузки; К_з = 0,7 по таблице 2.5.1 [9];

N - число трансформаторов; N = 1, т.к. приемники относятся к III категории по надежности электроснабжения.

Тогда по таблице 5.1.1 [17] выбираем ближайшую стандартную мощность трансформатора. В данном случае выбираем S_{ном т} = 400 кВА и

трансформатор типа ТМ - 400/10/0,4 со следующими техническими данными:

* Номинальная мощность трансформатора S_ном,Т = 400 кВА.

* Номинальное высшее напряжение (ВН) U_ном,ВН = 10 кВ.

* Номинальное низшее напряжение (НН) U_ном,НН = 0,4 кВ.

* Потери короткого замыкания P_к,Т = 5,5 кВт.

* Напряжение короткого замыкания U_к,Т = 4,5%.

* Ток холостого хода I_х,Т = 2,1%.

* Потери холостого хода P_х,Т = 0,95 кВт.

2.4 Выбор электрооборудования для схемы электроснабжения

Распределительные устройства (РУ) можно рассматривать трех видов: силовые распределительные пункты, комплектные шинопроводы, щитки.

Выбор РУ определяется схемой электроснабжения: магистральной, радиальной или смешанной.

Расчетный ток группы электроприемников РП1: I_p=88,48А.

Выбор РП

Согласно исходным данным выбираю РП и его технические характеристики из таблицы 4.1.1 [17].

Вывод: все полученные данные представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3

Сводная ведомость РП для схемы электроснабжения

Вид электрооборудования	Номер схемы		Количество ВА51-31 линейных
			1-полюсн.
ПР 85-3-006 - 21-У3	006	160	3	РП 1

2.5 Выбор компенсирующих устройств

Компенсация реактивной мощности - целенаправленное воздействие на баланс реактивной мощности в узле электроэнергетической системы с целью регулирования напряжения, а в распределительных сетях и с целью снижения потерь электроэнергии. Осуществляется с использованием компенсирующих устройств. Для поддержания требуемых уровней напряжения в узлах электрической сети потребление реактивной мощности должно обеспечиваться требуемой генерируемой мощностью с учетом необходимого резерва. Генерируемая реактивная мощность складывается из реактивной мощности, вырабатываемой генераторами электростанций и реактивной мощности компенсирующих устройств, размещенных в электрической сети и в электроустановках потребителей электрической энергии [20].

1) Расчетная активная нагрузка на цех с учетом осветительной нагрузки

P_P = P_СЦ + P_CO;

где P_СЦ = 159,538 кВт (с.);

P_CO = 35,7кВт (с.).

Тогда получим

P_P = 159,538 + 35,7 = 195,3 кВт.

2) Расчетная реактивная нагрузка на цех



Q_P=Q_СЦ+Q_CO;

где Q_СЦ=143,759 кВар (с.);

Q_CO=17,312 кВар (с.).

Q_P=143,759+17,312=161 кВар.

3) Номинальная мощность трансформатора S_ном,т 400 кВА (с. 28)

4) Высшее напряжение трансформатора U_ном,вн=10кВ (с. 28)

5) Низшее напряжение трансформатора U_ном,нн=0,4кВ (с. 28)

6) Коэффициент загрузки трансформатора К_{Загр т}=1.

7) Режим работы: двухсменный

8) Тариф на электроэнергию: одноставочный, т.к. S_ном,т ? 750 кВА

9) Плата за 1 кВт максимальной нагрузки б =400р/ кВт*мес, данные

ОАО «Чувашэнерго».

10) Стоимость одного кВт*ч электроэнергии в=3,40 р/ кВт*ч, данные

ОАО «Чувашэнерго».

11) Удельная стоимость КБ к_у=500 р/кВар, данные ОАО «Чувашэнерго».

Исходные данные синхронных двигателей (СД):

1) Номинальное напряжение U_ном=10кВ

2) Количество групп СД: 1.

3) Количество СД в группе: 1.

4) Номинальная мощность Р_ном - минимальное из меню.

5) Скорость вращения: любая

6) Коэффициент загрузки К_{Загр СД}=0,9.

Расчет компенсации реактивной мощности произвели в программе PRES1 «КРМ». Результаты расчета приведены на (с.32).

Компенсация реактивной мощности

Исходные данные

Расчетная нагрузка 0.4 кВ: Pp = 195.3 кВт, Qp = 161.0 квар

Номинальная мощность трансформаторов 10/0.4 кВ Sт = 400 кВ*А

Максимальный коэффициент загрузки Т в нормальном режиме = 1.00

Высшее напpяжение п/ст, питающей сеть 10 кВ = 35 кВ

Режим работы - двухсменный

Число часов использования максимума нагрузки Тм = 4000 ч/год

Число часов использования максимума потерь tм = 2400 ч/год

Тариф на электроэнергию - одноставочный

Плата за 1 кВт*ч электроэнергии = 400.00 руб/кВт*ч

Удельная стоимость конденсаторов 0.38 кВ = 500.00 руб/квар

Номер группы энергосистемы = 5

Коэффициент отличия стоимости электроэнергии k = 1.0

Высоковольтные синхронные двигатели 10 кВ

Номер	Колич кВт	Рном квар	Qном кВт	D1	D2	Кзагр. кВт
1	1	630	321	2.27	3.11	1.00

Расчеты:

Удельная стоимость потерь Со = 960.00 т.руб/кВт*год

Затраты первые БК 0.38 кВ З1бк = 3941.50 т.руб/Мвар*год

Затраты первые СД (т.руб/Мвар*год) 6788.79

Затраты вторые СД (т.руб/Мвар**2*год) 28974.87

Располагаемая реактивная мощность СД (квар) 321.0

Экономический коэффициент реактивной мощности

Tg(fi)э = 0.40

Экономическая реактивная мощность энергосистемы Qэ = 78.1 квар

Допустимая через трансформаторы мощность Qдоп = 349.1 квар

Этапы распределения Qp (квар) между источниками:

Этап	СД1	C	БК
1	0	0	161
3	0	78	83

Результаты

Реактивная мощность источников (квар)

Синхронные двигатели 0.0

Энергосистема 78.1 82.9

Конденсаторы 0.38 кВ

Итого: 161.0

2.6 Выбор плавких предохранителей

Предохранитель -- электрический аппарат, выполняющий защитную функцию. Предохранитель защищает электрическую цепь и её элементы от перегрева и возгорания при протекании тока высокой силы. В цепи обозначается буквами «FU» (международное обозначение, от слова англ. Fuse) и прямоугольником со сплошной линией в центре [ ].

Выбор плавкого предохранителя производится для схемы, показанной на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Расчетная схема для выбора предохранителя

Плавкий предохранитель осуществляет защиту только от КЗ, поскольку функция защиты от перегрузок передана магнитному пускателю.

Выбираем максимальную мощность электроприемника (ЭП) при из распределительного пункта (РП).

Защищаемым потребителем является асинхронный двигатель (АД), со следующими исходными данными, приведенными в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Данные двигателя

Тип	Рном,АД, кВт	Uном,АД, кВ	nАД, об/мин	(Iпуск,АД/Iном,АД), о.е.	Cosцном,АД, о.е.	зАД, о.е.
4ААВ2М2У3	11	380	3000	7,5	0,89	84

В таблице 2.4 приняты следующие обозначения:

- номинальная активная мощность АД;

- номинальное напряжение АД;

- скорость вращения АД;

- пусковой ток АД;

- номинальный ток АД;

- номинальный коэффициент мощности АД;

- коэффициент полезного действия (КПД) АД.

Определяем ток АД (I_ном,АД):

;

.

где P_ном,АД - номинальная активная мощность на валу АД, кВт;

Cos_{цном,АД} - коэффициент мощности, о.е.;

n_АД, - коэффициент полезного действия (КПД), о.е.;

U_ном,АД- номинальная мощность АД, кВ.

Пусковой ток АД (Iпуск,АД) вычисляется по формуле

I_{пуск,АД}= (I_{пуск,АД} / I_ном,АД) * I_ном,АД ;

I_{пуск,АД}=7,5*20,3=152,25А

где (I_{пуск,АД}/ I_ном,АД) -кратность пускового тока АД, о.е.

Номинальный ток плавкой вставки

;

А.

где 2,5 - коэффициент запаса при лёгком пуске.

Таблица 2.5

Номинальные параметры предохранителей

Тип предохранителя	ПН2 - 100
Номинальное напряжение (Uном,П), В	380
Номинальный ток предохранителя (Iном, П), А	100
Номинальный ток плавкой вставки (Iном, В), А	63
Предельный ток отключения (Iоткл, П), кА	10

Согласование плавкой вставки с защищаемым проводником

Так как предохранитель защищает только от КЗ то условие следующее

I_ном,В<3*I_доп;

63А =3*21=63А.

Условие выполняется, следовательно, предохранитель ПН2-100 согласуется с защищаемым проводником.

2.7 Выбор автоматических воздушных выключателей

Автоматический выключатель - это механический коммутационный аппарат, способный включать, проводить и отключать токи при нормальном состоянии цепи, а также включать, проводить в течение заданного времени и автоматически отключать токи в указанном аномальном состоянии цепи, таких как токи короткого замыкания.

Автоматические выключатели предназначены для защиты электрических установок от перегрузок и коротких замыканий, а также для нечастых включений и отключений электрических цепей. Некоторые модели обеспечивают защиту от других аномальных состояний, например, от недопустимого снижения напряжения [19].

Необходимо выбрать автомат, который защищает линию, питающую РП. Расчетная схема для выбора автоматов представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Расчетная схема для выбора автомата

Определяем коэффициент мощности нагрузки cos ц_НГ:

;

где Р_Р=55,47кВт (с.22);

S_P=58,23кВт (с.23);

кВт.

Определим коэффициент спроса для группы ЭП, (К_С)

К_С=К_м*К_и;

где К_м=1,52 (с.24);

К_и=0,49 (с.22);

К_С=1,52*0,49=0,74.

Пиковый ток группы ЭП (I_пик)

I_пик = I_Р + I_пуск - К_С* I_ном;

где I_Р=88,48 (с.25);

I_пуск=152,25 (с.34);

К_С=0,74 (с.37);

I_ном=20,3 (с.34);

I_пик=88,48+152,25-0,74*20,3=225,7А.

Автомат не должен срабатывать в нормальном режиме, для этого должно выполняться условие:

I_ном,Р > 0,95*I_Р;

где I_ном,Р = номинальный ток расцепителя;

I_ном,Р > 0,95*88,48=84,05А

По этому условию по таблице 2.1.1 [17] выбираем ближайший больший расцепитель, а по нему все возможные автоматы, параметры которых приводятся в таблице 2.6

Таблица 2.6

Данные выбранных автоматов

Тип автомата	Iном,А,А	Iном,Р,А	I0/Iном,Р,о.е	Iоткл,А, кА
ВА 51-31-1	100	100	3,7,10	7
ВА 51-31	100	100	3,7,10	7
ВА 51-33	160	100	10	12,5
ВА 51-35	250	100	12	15
ВА 52-31	100	100	3,7,10	25
ВА 52-33	160	100	10	28
ВА 52-35	250	100	12	30

В таблице 2.6 приняты следующие обозначения:

I_ном,А - номинальный ток автомата, А;

I₀ - ток отсечки, о.е;

I_ном,Р - номинальный ток расцепителя, А;

I_откл,А - ток отключения, кА.

При пуске двигателя не должна сработать отсечка автомата, для этого должно выполняться условие:

I₀ / I_ном,Р > 1,5 * I_пик / I_ном,Р ;

10>1,5*225,7/100=3,3.

Автомат ВА 51-33 с кратностью установки 10 проходит в пиковом режиме.

Согласование расцепителя с защищаемым проводником

Допустимый ток защищаемого проводника (ЗП) I_доп должен удовлетворять условию: I_доп > I_{ном, Р};

По таблице 3.4.2 [17] I_доп = 110А

Получаем 110А>100А следовательно расцепитель согласуется с замкнутым проводником.

2.8 Выбор тепловых реле

Пускатель электромагнитный (магнитный пускатель) -- это низковольтное электромагнитное (электромеханическое) комбинированное устройство распределения и управления предназначенное для пуска и разгона электродвигателя до номинальной скорости, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания и защиты электродвигателя и подключенных цепей от рабочих перегрузок. Пускатель представляет собой контактор, комплектованный дополнительным оборудованием: тепловым реле, дополнительной контактной группой или автоматом для пуска электродвигателя, плавкими предохранителями.

Контактор -- двухпозиционный электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы.

Реле -- электромагнитный аппарат (переключатель), предназначенный для коммутации электрических цепей (скачкообразного изменения выходных величин) при заданных изменениях электрических или не электрических входных величин. Широко используется в различных автоматических устройствах. Различают электрические, пневматические, температурные, механические виды реле, но наибольшее распространение получили электрические (электромагнитные) реле [19].

Номинальный ток АД I_ном,АД=20,3 А

Тепловые реле магнитных пускателей выбирают согласно условию:

I_{т р} ? 1,25*I_{ном АД};

где I_{т р} - стандартное значение тока теплового реле;

I_{ном АД} - номинальный ток двигателя.

Согласно таблицы 2.5 [17] выбираем тип реле РТЛ-25 с номинальным током реле 25А и номинальным током пускателя типа ПМЛ 25А.

2.9 Выбор сечения проводников на первом, втором уровнях

На 1-ом уровне линия электрической сети связывает электроприемник (ЭП) с распределительным пунктом (РП), к которым они подсоединены. В данном случае к РП подсоединен асинхронный двигатель (АД). Провод выбираем по нагреву из условия:

где I_ном,АД - номинальный ток АД, I_ном,АД = 20,3 А

I_доп,пр - допустимый ток проводника перед АД.

Кроме фазных проводов используется нулевой защитный проводник. По таблице 3.4.1 [17] выбираем провод с резиновой изоляцией с медными жилами сечением S_ном,пр=4 мм² с I_доп,пр=21 А

Окончательно на 1-ом уровне выбираем провод с резиновой изоляцией с алюминиевыми жилами сечением S_ном,пр=4 мм² с I_доп,пр=21 А марки ПВ-1.

На 2-ом уровне линия распределительной сети до 1000В обеспечивает связь РП1 с трансформаторной подстанцией. На данном уровне выбираем проводник из условия согласования теплового расцепителя автомата с допустимым током проводника:



где I_доп,КЛ - допустимый ток для кабеля перед РП;

I_ном,р - номинальный ток расцепителя, I_ном,р = 88,48 А, п. 2.8.4

Здесь следует использовать совмещенный нулевой рабочий и защитный проводник. По таблице 3.4.2 [9] выбираем кабель с бумажной пропитанной изоляцией четырехжильный, с алюминиевыми жилами, проложенный в воздухе сечением S=50мм² с I_доп=110А и сечением нулевого защитного проводника того же сечения и тока, марки АСРГ.

2.10 Расчет токов трехфазного короткого замыкания (КЗ)

Расчет токов КЗ в установках напряжением до 1000В проводится автоматизировано с помощью программы (PRES 9).

Рисунок 2.3 - Расчетная схема

Короткое замыкание (КЗ) - электрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу. Короткое замыкание может возникать при нарушении изоляции токоведущих элементов или вследствие механического соприкосновения элементов, работающих без изоляции. Также коротким замыканием называют состояние, когда сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника питания [19].

1) Трансформатор (Т) (раздел 2.5):

* Номинальное низшее напряжение Т U_ном,НН = 0,4 кВ.

* Номинальная мощность Т S_ном,Т = 400 кВА

* Напряжение КЗ U_к,Т = 4,5 %.

* Потери КЗ P_к,Т = 5,5 кВт.

2) Автомат (вводной):

* Номинальный ток вводного автомата I^в_ном,а = 1000 А

* Активное сопротивление автомата R^в_а = 0,00025 Ом (таблица 2.10.2) [9].

* Реактивное сопротивление автомата x^в_а = 0,0001Ом (таблица 2.10.2) [9].

3) Автомат для защиты РП:

* Номинальный ток автомата I_ном,а = 140 А (c).

* Активное сопротивление автомата R_а = 0,0013 Ом (таблица 2.10.2) [9]

* Реактивное сопротивление автомата x_а = 0,0007 Ом (таблица 2.10.2)]

4) Линия (кабель к РП) (п. 2.9.2):

* Материал жил - алюминий.

* Номинальное сечение кабеля S_ном,КЛ=50 мм², смотри раздел 2.9.2

* Длина кабеля L_КЛ = 0,002 км.

5)Линия (провод к АД) (п. 2.9.1):

* Материал жил - алюминий электрический сеть цех трансформатор

* Сечение провода S_ном,пр=2,5 мм²

* смотри раздел 2.9.2;

* Длина провода L_пр = l₂ = 0,006 км.

Расчёт выполняется при КЗ за каждым элементом схемы. Расчёт ведётся в именованных единицах. ЭДС системы бесконечной мощности

E_с = U_ном,НН/ = 0,4/ = 0,23 кВ.

Расчёт сопротивления трансформатора.

Активное сопротивление трансформатора (R_Т, Ом);

Ом

Полное сопротивление трансформатора (z_Т, Ом);

Ом.

Индуктивное сопротивление трансформатора (x_Т, Ом);

Ом.

Найдём ток КЗ за трансформатором.

В этом случае

==0,0055 Ом, x_е=x_Т=0,017 Ом;

кА;

кА.

Определим ударный коэффициент

;

.

Определим ударный ток КЗ

кА;

кА.

Найдём I_п, K_уд, I_уд за вводным автоматом.

Ом

Ом

Тогда I_п за вводным автоматом по формуле (2.30) будет равен

кА

Ударный коэффициент по формуле (2.31)

Ударный ток по формуле (2.32)

кА

Определим I_п, K_уд, I_уд за автоматом для защиты РП по формулам:

Ом

Ом

кА

кА

Определим активное сопротивление кабеля к РП (R_КЛ, Ом)

R_КЛ = R_уд,КЛ*L_КЛ,

где R_уд,КЛ - удельное активное сопротивление кабеля, для S_ном,КЛ=50мм2, R_уд,КЛ=0,625Ом/км (таблица 2.10.3)

R_КЛ=0,625*0,02=0,0125 Ом

Индуктивное сопротивление кабеля к РП (x_КЛ,Ом)

x_КЛ=x_уд,КЛ*L_КЛ Ом

где x_уд,КЛ - удельное индуктивное сопротивление кабеля, для S_ном,КЛ=50 мм2, x_уд,КЛ=0,063 Ом/км (таблица 2.10.3)

x_КЛ=0,063*0,02=0,00123 Ом

Определим I_п, K_уд, I_уд за кабельной линией по формулам (2.30)…(2.32)

Ом

Ом

кА

кА

Определим активное сопротивление провода к АД (R_пр, Ом)

R_пр = R_уд,пр*L_пр,

где R_уд,пр - удельное активное сопротивление провода, для S_ном,пр = 2,5мм2

R_уд,пр = 12,5 Ом/км (таблица 2.10.3) [9].

R_пр =12,5*0,006=0,075 Ом

Индуктивное сопротивление провода к АД (x_пр, Ом)

x_пр = x_уд,пр*L_пр,

где x_уд,пр - удельное индуктивное сопротивление провода для S_ном,пр = 2,5 мм2

x_уд,пр = 0,116 Ом/км (таблица 2.10.3) [ 9].

x_пр =0,116*0,006=0,00069 Ом

Определим I_п, K_уд, I_уд за проводом к АД по формулам (2.30)…(2.32).

Ом

Ом

кА

кА

Расчет токов трехфазного короткого замыкания в электроустановках до 1 кв

Исходные данные элементов схемы

1) Система бесконечной мощности

2) Трансформатор масляный,

Sном (кВ.А) Uном (кВ) Uк (%) Pк (кВт)

400 35/0.4 4.50 5.50

3) Автомат, Iном (А) Rа (Ом) Xа (Ом)

1000 0.00025 0.00010

4) Автомат, Iном (А) Rа (Ом) Xа (Ом)

140 0.00130 0.00070

5) Линия кабельная, материал - алюминий,

Fном (мм2) Rуд (Ом/км) Xуд (Ом/км) L (км)

50 0.625 0.085 0.020

6) Линия - провод, материал - медь,

Fном (мм2) Rуд (Ом/км) Xуд (Ом/км) L (км)

2.5 7.400 0.116 0.006



2.11 Проверка оборудования на действие токов короткого замыкания

Проверка предохранителя по отключающей способности

Предельный ток отключения предохранителя должен быть больше периодической составляющей тока короткого замыкания (I_к), происшедшего сразу за предохранителем (в точке 4 на рисунке 2.3), I_п =8,464 кА (с.), т.е должно выполнятся условие: I_откл,П > I_к

т.е. I_откл,П =10 кА (по таблице 2.5) > I_п= 8,464 кА, следовательно предохранитель ПН2-100 проходит по отключающей способности.