Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Орский гуманитарно-технологический институт (филиал)

ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»

Механико-технологический факультет

Кафедра «Электроснабжения и энергообеспечения»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине « Электроснабжение предприятий и городов»

2010

Содержание

Задание

• Аннотация
• Введение
• 1. Краткая характеристика электроприёмника
• 2. Выбор и обоснование схемы электроснабжения
• 3. Расчёт электрических нагрузок участка цех
• 4. Выбор марки и сечений токоведущих частей
• 5. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры
• 6. Выбор мощности трансформаторов цеховой подстанции
• 7. Расчёт питающей линии 10 кВ
• 8. Конструктивное выполнение цеховой сети
• Список литературы
• ЗАДАНИЕ
• Дополнительные данные:
• 1. На ГПП установлены 2 трансформатора марки ТМН - 10000/110.
• 2. Расстояние от ГПП до цеха 0,6 км; от ГПП до подстанции энергосистемы 12 км.
• Мощность короткого замыкания на шинах 110 кВ подстанции энергосистемы S_k = 1500 МВА.
• Аннотация
• Данная курсовая работа включает в себя 38 стр. расчета, 4 источника, 2 приложения в виде чертежей, выполненных на листе формата А1. В курсовой работе произведен расчет электроснабжения участка ремонтно-механического цеха. По исходным данным составлен план сети 0,4 кВ для участка цеха, выбрана схема электроснабжения цеха. Расчет электрических нагрузок участка цеха выполнен методом упорядоченных диаграмм с применением коэффициента расчетной нагрузки. Выбор сечения проводов и кабелей осуществлен по условию нагрева, выбранное сечение проверено по допустимой потере напряжения и на соответствие току защитного аппарата.
• Выбрана коммутационная и защитная аппаратура.
• При расчете питающей линии сечение определено по экономической плотности тока, проверено также по условию нагрева в нормальном и послеаварийном режимах, по допустимой потере напряжения и на термическую стойкость.
• Введение
• Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, аппараты для электрической сварки, осветительные установки и др.
• В настоящее время большинство потребителей получает электроэнергию от энергосистем.
• По мере развития электропотребления усложняются системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ.
• На пути от источника питания до электроприёмников на современных промышленных предприятиях электрическая энергия, как правило, трансформируется один или несколько раз: по напряжению и роду тока, а потоки ее, по мере приближения к потребителям, дробятся на более мелкие и разветвленные каналы. Преобразование энергии по напряжению происходит на трансформаторных подстанциях, которые в зависимости от места расположения в схеме электроснабжения называют главными понизительными подстанциями или цеховыми трансформаторными подстанциями.
• Коммутационные устройства, в которых разделяются потоки энергии без их трансформации по напряжению и другим электрическим параметрам, называются распределительными пунктами. Распределительные пункты могут являться элементами как сети высокого напряжения (6-10 кВ), так и сети низкого напряжения.
• Сети внутрицехового электроснабжения осуществляют распределение электроэнергии внутри промышленных предприятий и установок и непосредственное питание большинства приемников электроэнергии.
• 1. Краткая характеристика электроприёмников цеха
• Большинство электроприёмников цеха относится к приёмникам трёхфазного тока напряжением до 1000 В, частотой 50 Гц (станки, печи, вентиляторы, кран). Сварочный трансформатор переменного тока представляет собой однофазную нагрузку и работает на промышленной частоте 50 Гц.
• По режиму работы электроприёмники могут быть разделены на три группы: электроприемник сеть мощность трансформатор
• - с продолжительным режимом работы;
• - с повторно-кратковременным режимом работы;
• - с кратковременным режимом работы.
• Нагревательные печи, сушильные шкафы - составляют группу электроприёмников, работающих в продолжительном режиме с постоянной или мало меняющейся нагрузкой. Печи и сушильные шкафы мощностью 2,5ч70 кВт относятся к потребителям малой и средней мощности, питаются от напряжения 380 В промышленной частоты 50 Гц.
• Повторно-кратковременный режим работы характеризуется относительной продолжительностью включения и длительностью цикла. В повторно-кратковременном режиме электрическая машина или аппарат может работать с допустимой для них относительной продолжительностью включения неограниченное время, причём превышение температур отдельных частей машины или аппарата не выйдет за пределы допустимых значений. Примером этой группы приёмников являются электродвигатель крана, сварочные аппараты.
• Потребителями электроэнергии на механическом участке являются металлообрабатывающие станки малой и средней мощности, рассчитанные на переменный трехфазный ток и напряжение 380 В промышленной частоты, с высоким коэффициентом мощности. Станки работают в повторно - кратковременном режиме.
• Двигатели вентиляторов работают в продолжительном режиме работы. Нагрузка равномерная и симметричная по трём фазам. Толчки нагрузки имеют место только при пуске. Питание производится током промышленной частоты. Перерыв в электроснабжении чаще всего недопустим и может повлечь за собой опасность для жизни людей, серьёзное нарушение технологического процесса или повреждение оборудования.
• Для преобразования трёхфазного переменного тока в однофазный служит преобразовательный агрегат. Перерыв в его питании не приводит к тяжёлым авариям с повреждением основного оборудования и может быть допущен на несколько минут.
• Электросварочные установки переменного тока работают на промышленной частоте 50 Гц и представляют собой однофазную нагрузку в виде сварочных трансформаторов для дуговой сварки. Сварочные трансформаторы характеризуются низким коэффициентом мощности и частыми перемещениями в питающей сети.
• Сварочные трансформаторы и преобразователи используются в установках дуговой сварки, они работают в повторно-кратковременном режиме с постоянными большими бросками мощности.
• Окружающая среда в цехе нормальная, расположение приёмников в цехе стационарное, нагрузка неравномерная.
• 2. Выбор и обоснование схемы электроснабжения

К важнейшим вопросам, которые должны быть решены в процессе проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий, относятся следующие:

1) выбор наиболее рациональной с точки зрения технико-экономических показателей схемы питания предприятия;

2) правильный, технически и экономически обоснованный выбор числа и мощности трансформаторов для главной понизительной и цеховых подстанций;

3) выбор рационального числа трансформаций в системе электроснабжения промышленного предприятия;

4) выбор рациональных напряжений в схеме, определяющих, в конечном счете, размеры капиталовложений, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы;

5) выбор электрических аппаратов, изоляторов и токоведущих частей в соответствии с требованиями технико-экономической целесообразности;

6) выбор сечений проводов, шин, кабелей в зависимости от ряда технических и экономических факторов;

7) выбор целесообразной мощности собственных электростанций и генераторных установок в случае их необходимости;

8) выбор трасс и способов прокладки электросетей с учетом коммуникаций энергохозяйства в целом.

Решение ряда задач, предъявляемых электрическим сетям, может быть получено несколькими техническими способами.

Цеховые распределительные сети должны:

1. Обеспечивать необходимую надёжность электроснабжения приёмников электроэнергии в зависимости от их категорийности;

2. Быть удобными и безопасными в эксплуатации;

3. Иметь оптимальные технико-экономические показатели;

4. Иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

5. Иметь высокую селективность защиты.

Поэтому для питания цеха выбирается радиальная схема электроснабжения, что обеспечивает очень высокую селективность защиты и надежность электроснабжения, а за счет установки распределительных пунктов и малое число присоединений. Наряду с достоинствами схемы существуют и большие недостатки:

1. Большой расход цветного металла;

2. Большое количество присоединений РУ 0,4 кВ, что увеличивает необходимость в строительной части цеха;

3. Большие потери электроэнергии.

Схема выполнена распределительными шинопроводами типа ШРА, которые предназначены для питания электроприёмников малой и средней мощности, равномерно распределенных вдоль линии магистрали.

3. Расчёт электрических нагрузок участка цеха

Расчет электрических нагрузок участка цеха выполняется методом упорядоченных диаграмм с применением коэффициента расчетной нагрузки. Предварительно номинальная мощность приёмников с повторно-кратковременным режимом работы приводится к ПВ-100% по формулам:

Р_н = Р_пасп - для электродвигателей (1)

Р_н = S_паспcosц - для сварочных трансформаторов исварочных машин (2)

Р_н = S_пасп cosц - для трансформаторов электропечей (3)

где Р_пасп (кВт), S_пасп (кВт), ПВ - паспортные данные мощности и продолжительности включения в относительных единицах;

cosц - паспортный коэффициент активной мощности.

Мощности сварочных трансформаторов

кВт

кВт

Мощность преобразовательного агрегата

кВт

Мощность мостового крана

кВт

Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ производится для каждого узла питания (распределительного пункта, шинопровода распределительного, шинопровода магистрального, цеховой трансформаторной подстанции или по цеху в целом).

Принимаем следующие значения коэффициента использования электроприемников, который взят из /2, 37/

Таблица 1 - Коэффициенты использования для оборудования

Тип оборудования	Коэффициент использования, Ки
Станки	0,14
Вентиляторы	0,65
Сварочные трансформаторы	0,3
Преобразовательные агрегаты	0,35
Молот ковочный	0,3
Печи	0,7
Мостовой кран	0,2
Шкаф сушильный	0,8

(4)

где Р_н.макс1, Р_н.мин1 максимальная и минимальная мощность одного электроприёмника для узла питания.

Средние значения активной и реактивной мощностей за наиболее загруженную смену для групп приёмников:

Р_{см =} K_u * P_н,

Q_{см =} Р_см * tgц (6)

Для узла питания записываются суммарные значения средних мощностей

(7)

(8)

Для узла питания записываются средневзвешенные значения коэффициента использования K_{u срвз} и коэффициента реактивной мощности tgц_срвз.

K_{u срвз =} (9)

tgц_{срвз =} (10)

По ЭВМ определяется значение cosц_срвз.

Для узла питания записывается значение n_Э эффективное число электроприёмников, которое определяется по формуле:

n_Э = (11)

При числе электроприёмников более пяти эффективное число электроприёмников (n_Э) определяется по упрощенным формулам в зависимости от модуля сборки и средневзвешенного значения коэффициента использования:

а) если m ? 3, а K_u 0,2, то n_Э = n;

б) если m ? 3, а K_u < 0,2, то n_Э не определяется, а Р_р = К_з*Р_см,

где К_з - коэффициент загрузки, К_з=0,75 - для повторно-кратковременного режима работы, К_з=0,9 - для продолжительного режима работы, К_з=1 - для линий, питающих силовую или смешанную нагрузку.

б) если m > 3, а K_u 0,2, то

n_Э = (12)

Если при этом получается n_Э > n, то принимается n_Э = n.

в) если m > 3, а K_u < 0,2, то n_э = n_** n,

где n_* относительное эффективное число электроприёмников, которое определяется следующим образом:

1. Находят наибольший по номинальной мощности электроприёмник в рассматриваемой группе;

2. Определяют число крупных по мощности электроприёмников, номинальная мощность которых равна или превышает половину мощности наибольшего электроприёмника (n₁);

3. Определяют суммарную номинальную мощность n₁ электроприёмников (Р_n1);

4. Определяют фактическое число электроприёмников (n);

5. Определяют суммарную номинальную мощность всех электроприёмников, рассматриваемой группы (Р_n);

6. Находят относительное значение:

n_*= n₁ / n,

Р_*= Р_n1 / Р_n;

7. По найденным n_* и Р_* по таблице (2.49, 4) определяется эффективное относительное число электроприёмников n_Э*;

8. Определяется эффективное число электроприёмников:

.

Для узла питания по таблицам 1 и 2 приложения Б, в зависимости от K_{u срвз} и n_Э, определяется величина коэффициента расчетной нагрузки К_р.

Для узла питания записываются значения расчетных нагрузок P_р,, Q_р, S_р, I_p

P_р = К_p ; (13)

Q_р = 1,1 , если n_э < 10 (14)

Q_р = , если n_э 10; (15)

S_p = ; (16)

, (17)

где = 0,38 кВ.

Расчёт для ШРА1 - РП 1:

1) Продольно-строгальный станок 72.10:

n = 5;

Р_мin = Р_max = 34,5 кВт;

?Р_н = 534,5 = 172,5 кВт;

К_и = 0,14;

сosц = 0,82;

tgц = 0,69;

?Р_см = 172,50,14 = 24,15 кВт;

?Q_см = 24,150,69 = 16,664 квар;

Итого по ШРА1 - РП 1:

n = 5;

Р_мin - Р_max = 34,5 кВт;

? Р_н = 34,5 · 5 = 172,5 кВт;

m > 3;

? Р_см = 24,15 кВт;

? Q_см = 16,664 квар;

;

;

;

При n ? 5 эффективное число электроприёмников определяется по формуле:

n_Э =

По приложению Б для и ;

Расчётная активная загрузка:

Р_р = 2,2424,15 = 54,096 кВт;

Расчетная реактивная загрузка:

Q_р = 1,116,664 = 18,33 квар;

Полная расчётная загрузка:

Расчётный ток:

I_р А.

Расчет для остальных электроприемников производится аналогично. Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.



4. Выбор марки и сечений токоведущих частей

Выбор производится на примере кабеля от ШРА1 до шкафа РП1.

Сечение проводов и кабелей выбирается по условию нагрева для нормальных условий эксплуатации:

I_р?I_дл.доп ЧК_пЧ К_t, (18)

где К_п - поправочный коэффициент на количество кабелей, проложенных в одной траншее (справочная величина),

К_t - поправочный температурный коэффициент (справочная величина),

I_дл.доп длительно допустимый ток протекающий по проводу и не вызывающий его нагрев.

Для нормальных условий эксплуатации:

I_р?I_дл.доп; (19)

I_р = 100,23 А;

Выбирается кабель марки АВВГ 4Ч95, для которого:

I_дл.доп =170 А. /1,343/

100,23 А < 170 А - условие выполняется.

Выбранное сечение проверяется по допустимой потере напряжения:

ДU?ДU_доп,

(20)

где ДU - потери напряжения в проводнике, В;

ДU_доп = 0,05U_ном (21)

ДU_доп = 20 В

, - удельные активное и индуктивное сопротивления проводника;

=0,329 Ом/км

=0,081 Ом/км /1,54/

l - длина кабеля (определяется по рисунку 1), l = 0,006 км;

В;

0,329 В < 20 В - условие выполняется.

Если выбранное сечение не проходит по потерям напряжения, то сечение нужно завышать.

Сечение проверяется на соответствие току защитного аппарата:

I_дл.доп?К_зЧI_з, (22)

где К_з - коэффициент защиты, принимается в зависимости от среды и конструктивного выполнения токоведущих частей;

К_з = 1; /1,186/

I_з - ток защитного аппарата, принимается ток плавкой вставки предохранителя или ток срабатывания теплового расцепителя автомата, А.

Проверка по данному условию возможна только после выбора защитной аппаратуры на стороне питания, пример расчета приведен далее:

I_з = 156,25 А

I_дл.доп = 170 К_зЧI_з =156,25 А

Подобранный кабель проходит по данному требованию, следовательно, окончательно принимается кабель сечением АВВГ 4Ч95.

В случае не соответствия кабеля последнему требованию принимается аналогичный кабель сечением следующего порядка и производится аналогичный перерасчет по всем пунктам.

Расчет остальных токоведущих частей аналогичен вышеприведенному. Результаты расчетов сводятся в таблицу 3.

5. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры.

Для практического расчёта электрических сетей напряжением до 1000 выбор защитной коммутационной аппаратуры может быть выполнен следующим образом:

1. Выбор предохранителей производится исходя из условий:

U_н U_уст, (23)

где U_н - номинальное напряжение предохранителя, В;

U_уст - напряжение установки, в которой применяется предохранитель, В.

I_н.п I_р, (24)

где I_н.п - номинальный ток предохранителя, А;

I_р - расчетный ток, А.

- для защиты присоединений с равномерной нагрузкой:

I_пл.вст.?I_р, (25)

где I_пл.вст - номинальный ток плавкой вставки предохранителя, А;

- для защиты ответвлений к двигателям:

I_пл.вст.?, (26)

где - коэффициент, учитывающий увеличение тока при пуске двигателя.

= 2,5 - при частых и лёгких пусках;

= 1,6 - 2 - при тяжёлых и редких пусках;

I_пуск - пусковой ток двигателя, А.

I_пуск =К_п·I_н.дв, (27)

где К_п - кратность пускового тока

I_н.дв. - номинальный ток двигателя, А.

- для магистралей питающих силовую или смешанную нагрузку:

I_пл.вст.?, (28)

где I_кр - кратковременный (пиковый) ток;

I_кр= I_р - К_и· I_н.дв+ I_пуск; (29)

где I_р - расчётный ток всей линии,

I_н.дв - номинальный ток двигателя с наибольшим пусковым током,

К_и - коэффициент использования для данного двигателя,

I_пуск - пусковой ток для данного двигателя.

Выбор производится на примере ответвления от РП3 к электроприёмнику - печь муфельная МП-25.

I_р = 4,22 А

Выбирается предохранитель ПР-2-15 для которого

I_н.п = 15 А, I_пл.вст.= 6 А; U_н = 500 В;

U_н = 500 В > U_уст = 380 В;

для защиты присоединений с равномерной нагрузкой проверяем:

I_н.п = 15 А > I_р = 4,22 А;

Принятый предохранитель соответствует вышеизложенным требованиям.

2. Выбор автоматических выключателей:

U_н U_уст, (30)

I_н.а I_р, (31)

где I_н.а - номинальный ток автоматического выключателя, А;

- для защиты присоединений с равномерной нагрузкой:

I_ср.т.р.?I_р; (32)

I_ср.э.р?I_р; (33)

где I_ср.т.р - номинальный ток теплового расцепителя автомата;

I_ср.э.р - номинальный ток электромагнитного расцепителя автомата;

- для ответвлений к двигателям:

I_ср.т.р.?I_р; (34)

I_ср.э.р.?1,25?I_пуск; (35)

- для линий со смешанной нагрузкой:

I_ср.т.р ?I_р; (36)

I_ср.э.р.?1,25?I_кр. (37)

Производится выбор на примере ответвления от ШРА1 к РП1.

Выбирается выключатель ВА51-33, для которого:

U_н = 380 В,

I_н.а =160 А,

I_нр = 125 А,

I_ср.т.р =1,25?I_нр =1,25?125= 156,25 А;

I_ср.э.р = 10?I_нр = 10?125 = 1250 А;

U_н = U_уст = 380 В.

I_н.а =160 А I_р = 100,23 А;

I_ср.т.р = 156,25 А I_р = 100,23 А;

I_ср.э.р = 1250 А 1,25?I_пуск =1,25Ч6Ч100,23 = 751,74 А.

Выбранный выключатель отвечает поставленным условиям.

Результаты выбора предохранителей и автоматических выключателей заносятся в таблицу 4.

6. Выбор мощности трансформаторов цеховой подстанции

Вопрос о выборе мощности трансформаторов решается одновременно с вопросом выбора мощности компенсирующих устройств напряжением до 1000 В.

Согласно рекомендаций норм технологического проектирования электроснабжения предприятий принимается экономическое значение мощности трансформаторов S_эт.

S_эт выбирается в зависимости от удельной мощности цеха:

у =, (38)

где S_рц - расчётная мощность цеха;

F_ц - площадь цеха.

F_ц =12?48= 576 м²;

у == 0,804 кВА/м²;

S_эт = 2500 кВА;

Мощность трансформаторов не соответствует реальной нагрузке цеха, поэтому ориентировочную мощность трансформаторов S_ор.т можно определить по формуле:

S_ор.т =, (39)

где n - количество трансформаторов;

в_ав - аварийный коэффициент перегрузки трансформаторов;

в_ав = 1,4

S_ор.т ==330,64 кВА;

Принимаются два трансформатора типа ТМ-250/10 для которых

Р_хх = 1,05 кВт I_хх = 2,3 %

Р_кз = 3,7 кВт U_к = 4,5 %

U_вн =10 кВ U_нн = 0,38 кВ S_нт = 250 кВА

Определяется минимальное число трансформаторов цеховой подстанции:

N_т.min=+ДN, (40)

где ДN - добавка до ближайшего целого числа в сторону большего;

в_н - коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме;

в_н = 0,8 для двухтрансформаторных подстанций при преобладании в цехе потребителей II категории.

N_т.min=+ ДN = 1,947 + 0,053 = 2.

Определяется оптимальное число трансформаторов цеховой подстанции:

N_т.опт= N_т.min+ m, (41)

где m - дополнительное число трансформаторов, определяемое в зависимости от N_Tmin и N

m = 0 /1,106/

N_т.опт = N_т.min = 2

Определяется максимальная возможная реактивная мощность, передаваемая через трансформаторы из сети 10 кВ:

Q_1р =; (42)

Q_1р = квар;

Q_р = 250,2 квар;

Q_1р< Q_р;

Принимается Q₁= Q_1р =91,43 квар,

Тогда Q_нк1 = Q_р Q_Р1 = 205,2 91,43 = 158,77 квар.

Определяется коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах:

в_н=; 43)

в_н=;

в_ав=; (44)

в_ав=.

Определяются потери активной и реактивной мощности в трансформаторах:

ДР_т=n?(ДР_хх+вн² ?ДРк); (45)

ДР_т = 2?(1,05+0,8² ?3,7) = 6,836 кВт;

ДQ_т= n?(?S_нт+в_н²? S_нт); (46)

ДQ_т= 2?(?250+?0,8²?250) = 24,9 квар.

Активная мощность, потребляемая трансформатором:

Р_т = Р_р+ДР_т = 389,41+ 6,836 = 396,246 кВт; (47)

Реактивная мощность, потребляемая трансформатором:

Q_т = Q₁ + ДQ_т = 91,43 + 24,9 = 116,33 квар. (48)

Полная мощность, потребляемая трансформатором:

S_т== кВА. (49)

Компенсация реактивной мощности:

Q_нк = Q_нк1 + Q_нк2, (50)

где Q_нк1 - мощность компенсирующих устройств, обеспечивающая выбор оптимальной мощности цеховых трансформаторов;

Q_нк2 - мощность компенсирующих устройств, выбираемая с целью минимизации потерь мощности в трансформаторах цеховой подстанции и в распределительных сетях 10 кВ.

Значение Q_нк2 определяется по формуле:

Q_нк2 = Q_рц Q_нк1 гЧNЧS_нт, (51)

где г - расчётный коэффициент, определяемый в зависимости от коэффициентов К_Р1 и К_Р2;

К_Р1 коэффициент, учитывающий расположение энергосистемы и сменность предприятия;

К_Р2 - коэффициент, зависящий от мощности трансформаторов и длины питающей линии;

К_Р1 = 14;

К_Р2 = 4;

г = 0,52;

Q_нк2 = 250,2 - 158,77 - 0,52·2·250= 168,57 квар;

Т. к. Q_нк2 0, то принимается Q_нк2 = 0 квар.

Следовательно Q_нк = 158,77 квар.

По суммарной величине Q_нк1 + Q_нк2 = 158,77 квар производится выбор компенсирующего устройства.

На оба шинопровода установим одинаковые компенсирующие устройства УК4 - 0,38 - 100УЗ с автоматическим регулированием по напряжению мощностью 100 квар каждое.

7. Расчёт питающей линии 10 кВ.

Для выбора питающей линии 10 кВ необходимо знать ток короткого замыкания на шинах ГПП.

Составляется схема замещения рисунок 1.

Расстояние от ГПП до цеха l = 0,5 км;

Расстояние от ГПП до подстанции

энергосистемы L =18 км;

Мощность короткого замыкания на шинах 110 кВ подстанции энергосистемы S_кз= 1300 МВА.

Трансформаторы ГПП: ТМН - 10000/110;

U_к = 10,5%;

S_б =100 МВА;

U_б1=115 кВ;

U_б2=10,5 кВ

Базисный ток:

(52)

кА;

Сопротивление системы:

(53)

Сопротивление воздушной линии:

, (54)

где удельное сопротивление воздушной линии, Ом/км;

длина воздушной линии, км.

Принимается = 0,4 Ом/км, L = 12 км.

Сопротивление трансформатора:

, (55)

Сопротивление кабельной линии:

, (56)

где удельное сопротивление кабельной линии, Ом/км;

l длина кабельной линии, км.

Принимается Х_о = 0,08 Ом/км, l = 0,6 км.

Результирующее сопротивление:

(57)

(58)

1. Сечение линии определяется по экономической плотности тока j_э:

, (59)

где I_р расчетный ток кабельной линии в нормальном режиме, А;

j_э экономическая плотность тока, А/мм²

Принимаем j_э = 1,4 А/мм² /4,305/

Расчетный ток кабельной линии в нормальном режиме:

(60)

мм².

Выбирается кабель 2АCБ-10-3Ч16, для него

I_дл.доп = 75 А; /1,343/

R₀ = 1,94 Ом/км; /1,54/

X₀ = 0,113 Ом/км. /1,54/

Выбранное сечение проверяется:

2. Проверка кабеля по условию нагрева в нормальном режиме:

Определяется расчетный ток одного кабеля

,

где число запаралеленых кабелей в одну линию

А

Определяется ток одного кабеля в послеаварийном режиме:

(61)

Определяется длительно - допустимый ток кабеля с учётом прокладки:

(62)

где k_п - поправочный коэффициент на количество кабелей, проложенных в одной траншее;

k_t - поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;

k_п = 0,92; /4,28/

k_t = 1. /4,28/

Проверяется выполнение условия нагрева в нормальном режиме:

I'_дл.доп ? I_рк;

I'_дл.доп = 69 А > I_рк = 9,34 А - условие выполняется.

3. Проверка кабеля по условию нагрева в послеаварийном режиме:

Определяется коэффициент аварийной перегрузки в зависимости от вида прокладки кабеля, коэффициент начальной загрузки и длительности максимума:

(63)

k_ав=1,35; /1,51/

Определяется допустимый ток кабеля в послеаварийном режиме:

(64)

Проверяется выполнение условия нагрева в послеаварийном режиме:

I'_ав ? I_ав;

I'_ав = 93,15 А > I_ав = 18,7 А - условие выполняется.

4. Проверка выбранного сечения по допустимой потере напряжения:

ДU ? ДU_доп

ДU_доп=5 %· U_н;

ДU_доп = 0,05·10 = 0,5кВ

=, (65)

где r_о удельное активное сопротивление кабеля, Ом/км;

х_о удельное реактивное сопротивление кабеля, Ом/км;

l длина кабельной линии, км.

В

ДU_доп = 500В > ДU = 4,34В условие выполняется.

5. Производится проверка сечения на термическую стойкость:

F_т=, (66)

где С - коэффициент изменения температуры;

t_пр - приведённое время КЗ, с;

С = 95; /1,53/

t_пр = 1,075; /1,52/

F_т = мм²;

F_р > F_т

F_р = 16 < F_т = 50,2 - это условие не выполняется.

Окончательно принимается стандартное сечение жил кабеля и кабель марки 2АСБ-10-3Ч50 сечением 50 мм², для которого I_дл.доп. = 145 А.

8. Конструктивное выполнение цеховой сети

В зависимости от принятой схемы электроснабжения и условий окружающей среды цеховая электрическая сеть выполнена распределительными шинопроводами. Такие шинопроводы называют комплектными, так как они выполняются в виде отдельных секций, которые представляют собой четыре шины, заключённые в оболочку и скреплённые самой оболочкой.

Для выполнения прямых участков линий служат прямые секции, для поворотов - угловые, для присоединений - присоединительные. Соединение шин на месте монтажа производят болтовыми соединениями. На каждые 3 м секции шинопровода может быть установлено до 8-ми ответвительных коробок (по 4 с каждой стороны). В ответвительных коробках устанавливают автоматические выключатели или рубильники-предохранители. Крепление шинопроводов выполняют кронштейнами к колоннам на высоте 4 метров от уровня пола.

Спуск кабелей, проводов от шинопровода к распределительным шкафам или отдельным электроприёмникам осуществляется по стенам в трубах. Участки кабелей питающих отдельные электроприемники проложены в трубах заделанных в чистовой пол.

Для приёма и распределения электроэнергии к группам потребителей переменного тока промышленной частоты напряжением 380 В применяют силовые распределительные пункты.

В качестве распределительных пунктов используются шкафы с предохранителями, либо с автоматическими выключателями. Шкафы с предохранителями имеют на вводе рубильник. Шкафы с автоматическими выключателями выполнены с зажимами на вводе. Технические характеристики шкафов представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Распределительные пункты

№ РП	Тип шкафа	Ном. ток шкафа IНш, А	Кол. отходящих линий	Ном. ток предохранителя, автомата Iн, А	Тип предохранителя	Тип автоматического выключателя
РП1	ПР8501-003	160	5	160	-	ВА51-33
РП2	ПР8501-003	160	8	100	-	ВА51Г-31
РП3	ШР11-73708-22У	250	8	200	ПР-2-200	-
РП4	ШР11-73708-54У	400	3	350	ПР-2-350	-
РП5	ПР8501-003	160	3	100	-	ВА51Г-25
РП6	ПР8501-013	160	10	160	-	ВА51-33
РП7	ПР8501-013	160	5	1690	-	ВА51-33
РП8	ШР11-73708-22У	250	8	200	ПР-2-200	-

Пример распределительного пункта(РП8):

Рисунок 2 - РП8

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Фёдоров А. А., Старкова Л. Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 368 с.: ил.

2. Справочник по проектированию электроснабжения /под редакцией Барыбина Ю. Г. и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.

3. Электротехнический справочник /под общ. ред. профессора МЭИ Герасимова В. Г. и др. - 8-е изд., испр. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 1998. - 518 с.

4. Правила устройства электроустановок- М.: Госэнергонадзор, 2000

Размещено на Allbest.ru