Проект электроснабжения прессового участка цеха

Где li - длина рассматриваемой линии, взятая из плана, мм.

км

- удельное активное и реактивные сопротивления, определяем по справочной литературе [Л5 стр. 62, таблица 1.9.5];

;

;

сos? и sin?- параметры характеризующие характер нагрузки, протекающей по рассматриваемой линии.

Определяем коэффициент мощности из расчета электрических нагрузок и через него sin? по формулам:

=0,001088 %

Окончательно выбираем сечения кабеля по справочной литературе [Л 2 стр. 338, приложение 6]; F =50мм², марка кабеля АВВГ.

Для остальных электроприемников потери напряжения определяются аналогично по формуле (6.8) и полученные результаты заносятся в табл. 2.12.

Таблица 2.12

Поз. обоз		Iном А	F'', мм2	Ro,	Xo,	L, км	cos?	sin?	, %	Марка	мм2	мм2
1	380	56,51	50	0,625	0,085	0,00009	0,65	0,75	0,001	АВВГ	3?50	1?27
2	380	56,51	50	0,625	0,085	0,00009	0,65	0,75	0,001	АВВГ	3?50	1?27
3	380	56,51	50	0,625	0,085	0,00009	0,65	0,75	0,001	АВВГ	3?50	1?27
4	380	36,19	16	1,95	0,095	0,00009	0,65	0,75	0,0019	АВВГ	3?16	1?9
5	380	36,19	16	1,95	0,095	0,00009	0,65	0,75	0,0019	АВВГ	3?16	1?9
6	380	36,19	16	1,95	0,095	0,00009	0,65	0,75	0,0019	АВВГ	3?16	1?9
7	380	36,19	16	1,95	0,095	0,00009	0,65	0,75	0,0019	АВВГ	3?16	1?9
8	380	36,19	16	1,95	0,095	0,00009	0,65	0,75	0,0019	АВВГ	3?16	1?9
9	380	44,79	25	1,25	0,091	0,00009	0,65	0,75	0,0016	АВВГ	3?25	1?14
10	380	44,79	25	1,25	0,091	0,00009	0,65	0,75	0,0016	АВВГ	3?25	1?14
11	380	44,79	25	1,25	0,091	0,00009	0,65	0,75	0,0016	АВВГ	3?25	1?14
12	380	44,79	25	1,25	0,091	0,00009	0,65	0,75	0,0016	АВВГ	3?25	1?14
13	380	28,33	16	1,95	0,095	0,0003	0,5	0,86	0,004	АВВГ	3?16	1?9
1 уз.	380	129,98	35	0,21	0,1	0,0089	0,65	0,76	0,11	ШРА-250	3?35	1?
14	380	32,03	16	1,95	0,095	0,00018	0,65	0,75	0,0035	АВВГ	3?16	1?9
15	380	32,03	16	1,95	0,095	0,00006	0,65	0,75	0,0011	АВВГ	3?16	1?9
16	380	32,03	16	1,95	0,095	0,00006	0,65	0,75	0,0011	АВВГ	3?16	1?9
17	380	32,03	16	1,95	0,095	0,00006	0,65	0,75	0,0011	АВВГ	3?16	1?9
18	380	32,03	16	1,95	0,095	0,00006	0,65	0,75	0,0011	АВВГ	3?16	1?9
19	380	10,63	2,5	12,5	0,116	0,001	0,8	0,6	0,051	АВВГ	3?2,5	1?1,5
20	380	10,63	2,5	12,5	0,116	0,00078	0,8	0,6	0,038	АВВГ	3?2,5	1?1,5
21	380	52,02	25	1,25	0,091	0,00006	0,65	0,75	0,0012	АВВГ	3?25	1?14
22	380	52,02	25	1,25	0,091	0,00006	0,65	0,75	0,0012	АВВГ	3?25	1?14
23	380	52,02	25	1,25	0,091	0,00006	0,65	0,75	0,0012	АВВГ	3?25	1?14
24	380	52,02	25	1,25	0,091	0,00006	0,65	0,75	0,0012	АВВГ	3?25	1?14
25	380	52,02	25	1,25	0,091	0,00006	0,65	0,75	0,0012	АВВГ	3?25	1?14
26	380	52,02	25	1,25	0,091	0,00006	0,65	0,75	0,0012	АВВГ	3?25	1?14
27	380	8,45	2,5	12,5	0,116	0,00051	0,8	0,6	0,197	АВВГ	3?2,5	1?1,5
28	380	8,45	2,5	12,5	0,116	0,00051	0,8	0,6	0,197	АВВГ	3?2,5	1?1,5
2 уз.	380	113,2	35	0,21	0,1	0,00963	0,67	0,74	0,1	ШРА-250	3?35	1?
29	380	14,7	4	7,81	0,107	0,00045	0,5	0,86	0,012	АВВГ	3?4	1?2,5
30	380	14,7	4	7,81	0,107	0,00069	0,5	0,86	0,018	АВВГ	3?4	1?2,5
31	380	39,65	16	1,95	0,095	0,00021	0,5	0,86	0,004	АВВГ	3?16	1?9
32	380	39,65	16	1,95	0,095	0,00021	0,5	0,86	0,004	АВВГ	3?16	1?9
33	380	8,62	2,5	12,5	0,116	0,00045	0,5	0,86	0,011	АВВГ	3?2,5	1?1,5
34	380	8,62	2,5	12,5	0,116	0,00054	0,5	0,86	0,013	АВВГ	3?2,5	1?1,5
3 уз.	380	26,89	16	1,95	0,095	0,0033	0,5	0,86	0,04	АВВГ	3?16	1?9

Рис. 2.5 График потери напряжения от ТП до самого удаленного электроприемника №34.

Вывод: Произвели расчёт и выбор защитных аппаратов напряжением до 1000 В и сделал выбор кабелей по нагреву допустимого тока для распределительной сети прессового участка цеха. В итоге расчета выбрал четырёхжильные кабели марки АВВГ - с алюминиевыми жилами с полихлорвиниловой изоляцией, и все они подходят по условиям. Затем выполнил проверку кабелей на соответствие токами срабатывания защитных аппаратов напряжением до 1000 В и по допустимой потере напряжения. В результате рассчитанные потери напряжения не превышают допустимые 5% потери напряжения, а значит, кабели выбраны правильно.

2.7 Расчёт токов короткого замыкания

Короткое замыкание - это случайное или преднамеренное непредусмотренное нормальным режимом работы электросоединения различных точек электроустановки между собой или землей. Короткое замыкание делится: на трёхфазные (симметричные), двухфазные, однофазные.

Короткое замыкание бывает устойчивым, которое затухает после отключения электроустановок и неустойчивым, которое затухает во время безтоковой паузы коммутационных аппаратов. Устойчивые к.з. возникают из-за неправильного действия оперативного персонала, падения опоры ВЛ, повреждения кабеля при земельных работах, старения изоляции.

Неустойчивые к.з. - из-за схлестывания поводов ВЛ во время ветра, увлажнения изоляции, различные набросы на провода и перекрытие фаз птицами. В результате короткого замыкания резко снижается сопротивление электрической цепи, так как полные сопротивления фазовых нагрузок Z_а ; Z_б Z_c одной, двух или всех трёх фаз оказывается зашунтированным вследствие соединения проводов «накоротко». В точке короткого замыкания сопротивление фаз источника в линии составляет лишь небольшую долю сопротивления нагрузки. Сила тока в короткозамкнутой цепи намного превышает силу рабочего тока. Наибольшая сила тока короткого замыкания возникает при трёхфазном коротком замыкании, поэтому её и определяют для выбора электрического оборудования.

Расчет токов короткого замыкания производится двумя способами:

1. Расчет токов короткого замыкания в относительных единицах, где все сопротивления элементов схемы не имеет единиц измерения и приведены к базисной мощности и к среднему напряжению сети, которое выше 1000В.

2. Расчет токов короткого замыкания в именованных единицах, где все элементы имеют единицы измерения и приведены к базисному напряжению до 1000В.

Согласно ПУЭ I-силы токов короткого замыкания рассчитываются в тех точках сети, при коротком замыкании в которых аппараты и токоведущие части будут находиться в наиболее тяжелых условиях. Для вычисления силы токов короткого замыкания составляется расчётная схема, на которую наносятся все данные, необходимые для расчёта, и точки, где следует определить токи короткого замыкания. По расчётной схеме составляется схема замещения, в которой все элементы выражены в виде индуктивных и активных сопротивлений в относительных единицах. При расчёте силы токов короткого замыкания в установках напряжением выше 1000 В используется система относительных единиц.

Расчет токов короткого замыкания строительной производим для выбора коммутационной аппаратуры на подстанциях ТП.

Составляем расчетную схему замещения и выносим полученные значения.

По данным этих точек будет производиться выбор высоковольтной коммутационной аппаратуры.



Рис. 2.6 Расчетная схема

Рис. 2.7 Схема замещения

Так как электрические сети низковольтные, то производим расчет токов короткого замыкания в именованных единицах.

Исходные данные:

Sэс=15 МВА

Хэс=0,38

ТМ-100-10/0,4

Производим расчет сопротивлений.

До точки К-1.

=31,5 Ом

=64 мОм

Значение сопротивлений для ВА берем из справочной литературы (Л1 стр. 64 таблица 1.9.3).

R3=0,15 мОм

Х4=0,4 мОм

R5=0,17 мОм

До точки К-2.

R6=0,7 мОм

Х7=0,7 мОм

R8=0,7 мОм

До точки К-3.

)

=2,14 мОм

=0,98 мОм

R11=1,3 мОм

Х12=1,2 мОм

R13=0,75 мОм

Для остальных точек расчет производится аналогично.

Определяем результирующее сопротивление до точки К-1.

RК-1=

ХК-2=

RК-1=31,5+0,15+0,14=32,07 мОм

ХК-2=64+0,17=64,17 мОм

мОм

Для остальных точек короткого замыкания результирующее сопротивление определяется аналогично и полученные результаты заносятся в таблицу 2.13.

Определяем апериодическую составляющую тока короткого замыкания до точки К-1.

кА

Для остальных точек короткого замыкания апериодическая составляющая определяется аналогично и полученные результаты заносятся в таблицу 2.13.

Определяем постоянную затухания апериодической составляющей тока короткого замыкания для точки К-1.

с

Для остальных точек короткого замыкания постоянная затухания апериодической определяется аналогично и полученные результаты заносятся в таблицу 2.13.

Определяем ударный коэффициент для точки К-1.

=1,18

Определяем по справочной литературе [Л2 стр.44, таб.2.1] в зависимости от места короткого замыкания - на распределительные сети 6-10 кВ

и из двух значений выбираем наибольшее.

Для остальных точек короткого замыкания ударный коэффициент определяется аналогично и полученные результаты заносятся в таблицу 2.13.

Определяем ударный ток для точки К-1

кА

Для остальных точек короткого замыкания ударный ток определяется аналогично и полученные результаты заносятся в табл. 2.13.

Таблица 2.13

Точки К.З.	Uср, кВ	Uб, кВ	Rк мОм	ХК мОм	ZК мОм	, кА	, сек		, кА
К-1	0.38	0.4	32,07	64,17	71.73	3	0,006	1,2	5
К-2	0,38	0,4	1,4	0,7	1,56	141	0,003	1,2	238,57
К-3	0,38	0,4	4,19	2,18	4,72	46,56	0,0016	1,2	78,77
К-4	0,38	0,4	1,4	0,7	1,56	141	0,003	1,2	238,57
К-5	0,38	0,4	9,02	5,55	10,59	20,74	0,0019	1,2	35,09
К-6	0,38	0,4	2,05	1,2	1,86	118,3	0,001	1,2	200
К-7	0,38	0,4	6,8	4,5	8,15	27	0,0021	1,2	45,68

Вывод: Произвели расчет токов короткого замыкания на сторонах ВН и НН., и в итоге определил токи короткого замыкания для выбора электрооборудования по определенным условиям.

2.8 Выбор и проверка электрооборудования подстанций и сетей

Токоведущие части (шины или кабели) и все виды аппаратов (выключатели, разъединители, короткозамыкатели, разрядники, предохранители, измерительные трансформаторы) должны выбираться в соответствии с максимальными расчётными величинами для нормального режима и к.з. Для их выбора сравнивают указанные расчётные величины с допускаемыми значениями для токоведущих частей и высоковольтного оборудования. Для обеспечения надёжной безаварийной работы расчётные величины должны быть меньше допустимых.

Высоковольтные выключатели выбираются по номинальному напряжению, длительному току, отключающей способности, электродинамической и термической стойкости.

Разъединители выбирается по тем же условиям, что и высоковольтные выключатели, кроме третьего условия, потому что данные аппараты не предназначены для отключения токов короткого замыкания.

Высоковольтные предохранители - по номинальному напряжению, номинальному току, отключающей способности и мощности отключения.

Трансформаторы тока - по номинальному напряжению, первичному номинальному току, электродинамической и термической стойкости, а также по вторичной допустимой нагрузке.

Трансформаторы напряжения - по номинальному напряжению и вторичной мощности.

Производим выбор основного оборудования на низкой стороне ТП строительной площадки.

Для точки К-2:

=Iп.о.²(tоткл.+Та)

=3²*(0,15+0,009)=1,43 кА²с

Таблица 2.14

К-1	Каталожные данные Трансформатор тока ТК-20
Uc=0,4кВ	U=0,4кВ
Iн=202,07А	Iном=300А
Iпо=3 кА	-
Iуд=5 кА	-
Вк=1,43 кА2с	-

Вывод: Выбрали электрооборудования(выключатели нагрузки, предохранители, трансформаторы тока) в соответствии с максимальными расчётными величинами для нормального режима и короткого замыкания, и при сравнении указанные расчётные величины оказались меньше допускаемых значений, а значит оборудования были выбраны правильно, и могут обеспечит надёжную безаварийную работу цепи.

2.9 Расчёт заземляющих устройств

Многие части электроустановок нормально ненаходящиеся под напряжением, во время аварий могут оказаться под напряжением, в следствие чего может возникнуть опасность поражения электрическим током обслуживающего персонала при прикосновении к ним. Чтобы обеспечить безопасность прикосновения к таким частям применяется заземление.

Заземление - преднамеренное соединение частей электроустановки с землей с помощью заземляющего устройства, состоящего из заземлителей и заземляющих проводников.

Зануление - преднамеренное соединение частей электроустановки нормально ненаходящиеся под напряжением в сетях с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора.

Виды заземлений:

Защитное заземление - гарантирует безопасное обслуживание

электроустановок.

Рабочее заземление - обеспечивает нормальную работу электроустановок в определенном режиме.

Грозозащитное заземление - для отвода грозового импульса в землю.

Существуют два вида заземлителей:

Естественные заземлители - это металлические железобетонные изделия, находящиеся в земле, а также трубопроводы и оболочки кабелей.

Искусственные заземлители - выполняются из металлопроката круглого или углового сечения с минимальными параметрами (12мм, 4х40мм, 50х50х5м).

Исходные данные:

Размеры цеха: А?В = 48?30 м

Вид грунта: Глина

Климатическая зона № 1

Сопротивление грунта

Коэффициент сезонности для вертикального и горизонтального электродов Ксв=1,9; Ксг=5.8

Сопротивление заземляющих устройств Rз=4,0Ом*м (6/10/35/кВ - Rз=10 Ом; 380/220В - Rз=4,0 Ом)

Параметры вертикального электрода:

Длина вертикального электрода

Диаметр вертикального электрода d=12мм=0,012м

Определяем глубину заложения вертикального электрода.

H=

H==3,1 м

Определяем расчетное сопротивление группы вертикальных и горизонтальных заземлителей в зависимости от климатической зоны.

Ом*м

Ом*м

Определяем периметр заземляющих устройств или длину горизонтального заземлителя.

G=[(A+(1?2))+( B +(1?2))]*2

G=[(48+1)+( 30 +1)]*2=160 м

Определяем сопротивление одного вертикального заземлителя.

R_о.в.=[(0,366*?_расч.в)/L_в]*[0,5*(lg(2*L_в)/d)+0,5lg[(4Н+L_в)/(4Н-L_в)])]

R_о.в.=[(0,366*76)/5]*[0,5*(lg(2*5)/0,012)+0,5lg [(4*3,1+5)/(4*3,1-5)])]=

=8,64 Ом

Определяем сопротивление горизонтального заземлителя.

Rг =[0,366* ?расч.г / G] * lg[(2*G ?) / (b * t)]

Rг =[0,366* 232 / 160] * lg[(2*160 ?) / (0,012 * 0,6)]=1,83 Ом

Принимаем приближенное количество вертикальных электродов Nтр, (шт). Рекомендуется принимать приближенное количество равное 4,6,10,20,30 (шт).

Nтр=30 шт.

Определяем расстояние между вертикальными электродами для приблизительного количества.

j_пр = G/N_пр

j_пр = 160/30=5,3 м

Определяем отношения расстояния между электродами к длине вертикального электрода.

Jпр/LВ

5,3/5=1,06

Определяем коэффициент использования в зависимости от количество вертикальных электродов по контуру.

Определяем необходимое количество вертикальных электродов.

шт.

шт.

Определяем расстояние между вертикальными электродами к длине вертикального электрода.

Jнеоб=G/Nнеоб

Jнеоб=160/4=40 м

Определяем отношение расстояния между элементами.

Jнеоб/LВ

40/5=8

В зависимости от Jнеоб/LВ и Nнеоб определяем коэффициент использования горизонтальных электродов .

Определяем сопротивление горизонтального заземлителя в контуре из Nнеоб.

Ом

Определяем уточненное количество вертикальных заземлителей с учетом горизонтальных заземлителей.

Ом

Определяем необходимое сопротивление вертикальных электродов обвязанных горизонтальным электродом.

шт.

Окончательное количество вертикальных электродов. Nокон=10 шт.

Определяем расстояние между вертикальными электродами для окончательного количества вертикальных электродов.

 м

Определяем отношение расстояния между электродами к длине вертикального электрода.

Jокон/Lв

16/5=3,2

В зависимости от Jокон/Lв и Nокон выбираем коэффициент использования вертикальных электродов.

Определяем сопротивление заземляющих устройств при выбранном количестве вертикальных электродов.

Ом

Производим проверку.

1,13 4

Данное условие выполняет, значит расчет выполнен верно. Полученные результаты заносим в таблицу 2.15.

Таблица 2.15

Вид заземления.	Nокон, шт.	Тип профиля.	Параметр заземлителя.	Rзу, Ом
			Габариты	Длина
Горизонтальный	10	Круглый	17	160	1,13
Вертикальный	1	полоска	10	-	1,13

Вывод: Произвели расчет заземляющих устройств. В итоге расчета определил окончательное число электродов, которое составляет 10 штук, и рассчитанное окончательное сопротивление по условию меньше допустимого сопротивления, а значит, расчет произведен верно.

Заключение

Темой данного курсового проекта является проект электроснабжения прессового участка цеха. Руководством проекта были заданы исходные данные. Прессовый участок цеха получает электроснабжение от собственной трансформаторной подстанции (ТП-10/0,4кВ), размещенной в пристройке здания цеха.

Для прессового участка цеха выбираем 2 категорию надежности, потому что перерыв в электроснабжении которых может привести к массовым недоотпуском продукции, простоям рабочих, но не приводит к гибели людей, взрывом, пожаром, порчей основного технологического оборудования.

Так как относится к 2 категории надежности и электроприемники цеха расположены по участкам и помещениям, то выбираем смешанную схему электроснабжения. При этом цех делим на 3 узла, потому что их количество очень много.

Расчет электрических нагрузок для прессового участка цеха произвел методом упорядоченных диаграмм. Этот метод является самым точным методом расчета электрических нагрузок и основан на расчете в начале средней мощности по коэффициенту использования, а затем максимальных нагрузок по коэффициенту максимума.

Произвел расчет мощности трансформаторов на двухтрансформаторных подстанциях по условиям, и могут работать в аварийном и нормальном режимах. В итоге для ТП выбрал трансформатор марки ТМ-160-10/0,4кВ.

При расчете компенсирующих устройств удалось выбрать трансформатор меньшей мощности марки ТМ-100-10/0,4кВ.

Расчет токов короткого замыкания произвел в именованных единицах только для низковольтных сетей для выбора коммутационной аппаратуры и проверки питающих сетей на стойкость токам к.з. В итоге получил расчеты для 7 точек к.з.

Для данного цеха выбрал схему тупиковой ТП для потребителей электроэнергии 2 и 3 категории с большими пусковыми токами.

Произвел расчёт и выбор защитных аппаратов напряжением до 1000 В и выбор кабелей для распределительной сети прессового участка цеха.

Для точки к.з. на низкой стороне выбрал трансформаторы тока.

При расчете заземляющих устройств определил окончательное число электродов 10 штук.

Список литературы

Л 1 - Тульчин И.К. «Электроснабжение сети и электрооборудование жилых и общественных зданий»

Л 2 - Коновалова Л.Л. и Рыжкова Л.Д. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок »

Л 3 - Сибикин Ю.Д., Сибикин М.Ю. и Яшков В.А. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок»

Л 4 - Каганов Н.Г. «Курсовое и дипломное проектирование»

Л 5 - «Правила устройства электроустановок»

Л 6 - Шеховцов В.П. «Расчет и проектирование схем электроснабжения »

Л 7 - Никлепаев, Крючков «Электрическая часть электростанции и подстанции»

Размещено на Allbest.ru