Анализ системы электроснабжения предприятия

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

АНАЛИЗ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ



Введение

Энергетика каждой страны имеет индивидуальные особенности, связанные с топологией электрической сети, типами электрических станций, топливными ресурсами и структурой используемого топлива. Формирование национального рынка энергетики обуславливается совокупностью факторов отражающих развитие экономики и социальной сферы и определяющих национальное богатство страны.

Опыт других стран в реформировании электроэнергетики нельзя отвергать, но недопустимо простое копирование какой-либо модели в уже сложившейся и успешно функционирующей системе-энергетике РФ. Недавние события подтвердили, что подобные попытки чреваты большими материальными и техническими потерями.

Основной особенностью электроэнергетического производства является необходимость поддержания в любой момент времени баланса между генерируемой мощностью при постоянно меняющемся уровне потребления.

Единая энергетическая система России, являющаяся сейчас акционерным обществом РАО «ЕЭС России», строилась путем объединения мощных ЭС и дефицитных по мощности и электроэнергии (ЭЭ) районов воздушными линиями (ВЛ) электропередачи напряжением 220-750 кВ с централизованным иерархическим диспетчерским управление (ДУ). Для обеспечения ДУ создавались мощные информационно-управляющие комплексы и системы.

К концу 80-х годов сложилась самая мощная в мире централизованно управляемая энергетическая система - ЕЭС СССР. Стало возможным сооружение крупных АЭС с энергоблоками мощностью 1000 МВт. Функционирование ЕЭС позволило снизить инвестиции в создание новых мощностей на сумму около 25 млрд. долл. США. Это произошло за счет эффекта совмещения максимумов нагрузки нескольких регионов с разными часовыми поясами.

Параллельная работа в больших энергетических объединениях (ЭО) осуществляется по технологическим законам, несоблюдение которых негативно сказывается на всех потребителях. За более чем сорокалетнюю историю существования ЕЭС не случалось системных аварий, имевших место в Канаде (1982, 1988, 1989 г.г), США (1965, 1977, 1996 г.г), Франции (1978 г.), носивших характер общенациональных катастроф.

В связи с этим сохранение ЕЭС России, как гаранта надежного электроснабжения страны, является основной задачей при проведении реформ по реструктуризации и подобных ей. Переход на рыночные механизмы регулирования производства, передачи и распределения ЭЭ для всех участников параллельной работы должен пройти с минимальными затратами и со строгим соблюдением технологических законов.



Технологический процесс

Наименование отделений:

Приемно-подготовительное отделение

Сушильное отделение

Дробильно-помольное отделение

Прессовое отделение

Садочное отделение

Цех обжига

Склад готовой продукции

Мастерские

Описание технологического процесса

Глина поступает с карьера влажностью до 20% в приемно- подготовительное отделение и выгружается в глинорыхлитель СМ-1031Б, а затем попадает в ящечный питатель СМ-213.

Уголь в количестве 3-5% (в зависимости от калорийности) предварительно продробленный в дробилке СМД-112 и просеянный на грохоте ГВ-06 попадает в ящичный питатель СМ-214

В определенном количестве глина и уголь ленточным конвейером направляется на вальцы грубого помола СМ-1198А, где производится дробление и смешивание шихты

Затем шихта конвейером попадает в сушильный барабан СМЦ-440,2.

Высушенная в сушильном барабане до 8-11% влажности, шихта направляется в элеватор ЛГ-250, который подает её для просева на струнное сито.

Просеянная мелкая фракция направляется на пресс марки СМ-1085Б, а крупная подается в дезинтегратор СМК-211 для помола.

Сформированный кирпич-сырец при помощи ленточных конвейеров попадает в садочное отделение, где производится его укладка на обжиговые вагонетки марки ВН-1.

Уложенный на обжиговые вагонетки кирпич-сырец при помощи электро-передаточной тележки СМ-221А и канатотаски транспортируется к тунельному сушилу. Заталкивание обжиговых вагонеток в туннельное сушило осуществляется гидравлическим толкателем СКМ-101А.

После сушки кирпич при помощи электропередаточной тележки транспортируется к туннельной печь на обжиг.

Заталкивание обжиговых вагонеток в печь осуществляется гидравлическим толкателем СКМ-101А

После обжига вагонетки с готовой продукцией транспортируются при помощи электропередаточной тележки и канатотаски под разгрузку на выставочную площадку.

Съем пакетов с обжиговых вагонеток осуществляется при помощи вильчатого захвата, установленного на кране мостовом однобалочном, с дальнейшей погрузкой в автотранспорт потребителя.

Разгруженные обжиговые вагонетки направляются в садочное отделение и цикл повторяется.

Основным видом потребляемой энергии на технологические нужды является электроэнергия.

Установленная мощность электродвигателей технологического оборудования составляет:

Приемно-подготовительное отделение с узлом дробления угля - 50,1 кВт

Дробильное отделение - 46 кВт

Сушильное отделение - 51кВт

Дробильно-помольное отделение - 36,5

Прессовое отделение - 107,3кВт

Цех обжига:

А) садочное отделение - 12,8 кВт

Б) туннельное сушило - 23,4 кВт

В) туннельная печь - 35,2 кВт

Г) выгрузочное отделение - 6,9

Оборудование, используемое в процессе производства

Пресс полусухого прессования СМ - 1085В

Производительность - 2280шт/ч;

мощность - 43,5квт;

габаритные размеры - 4890х3780х4920мм;

масса - 32600кг

Барабан сушильный 2,2х14 СМЦ440.3М

Производительность - зависит от материала;

мощность - 22/30/37квт;

габаритные размеры - 14000х3610х3915мм;

масса - 33625кг

Вальцы камневыделительные СМ - 1198А

Производительность - 25т/ч;

мощность - 43квт;

габаритные размеры - 3185х2805х1325мм;

масса - 4950кг

Дезинтегратор соосный корзинчатый СМК - 211

Производительность - 12,5т/ч;

мощность - 22квт;

габаритные размеры - 2170х1875х1885мм ;

масса - 3050кг

Краткая характеристика и категорийность потребителей

Электроснабжение электроприемников кирпичного завода предусматривается от трансформаторной подстанции, расположенной на территории завода.

Завод по обеспечению надежности электроснабжения относится к третьей категории. Электроприемниками являются электродвигатели производственных машин, транспортные устройства, вентиляторы и светильники освещения. Расчетные нагрузки определены по методу коэффициента использования.

При этом общая установленная мощность

всего завода- 509,8 кВт

в том числе: силовое электрооборудование- 490,2 кВт

электроосвещение - 19,6 кВт

Потребная мощность составляет- 336,8 кВт

При коэффициенте использования Ки- 0,65

Так как электроснабжение кирпичного завода осуществляется от Т.П. находящийся не в центре нагрузки, то расчетные потери напряжения ВЛ - 0,4 составляют 8,2%

Низкое напряжение принято:

- для силового электрооборудования - 380 В

- для осветительного 380/220 В, а для ламп 220 В

Силовое электрооборудование

В качестве пусковой аппаратуры применяются магнитные пускатели серии ПМЕ и ПАЕ, кнопки управления сетей ПКЕ, в исполнении, соответствующем характеристике среды помещения.

Силовые распределительные пункты приняты типа ШРС 1 в защитном исполнении.

Распределительная сеть выполнена проводом АПВ в стальных трубах, прокладываемая в полу, по конструкциям и стенам на скобах.

В производственных отделениях , где имеются конвейры, прокладка осуществляется в стальных трубах по внутренним сторонам боковых стенок конвейера.

Электроосвещение

В качестве источника света приняты лампы накаливания.

В производственных помещениях помимо рабочего освещения предусмотрено аварийное освещение для эвакуации, обеспечивающее в случае погасания рабочего освещения по линии основных проходов. Кроме того, во всех производственных помещениях предусматривается ремонтное освещение с питанием от понизительного трансформатора.

Расчетные уровни освещенности приняты в соответствии со

СНиП II - А.9-7I «Искусственное освещение. Нормы проектирования» и СН 488 - 72 « Указания по проектированию электрического освещения предприятий промышленности строительных материалов».

Для освещения производственных помещений приняты светильники с лампами накаливания НСП II, НБ007. Люминисцентные ЛСП02 - 2*40.

Для освещения подсобно-бытовых приняты светильники НБ007,

НПО-20.

В качестве распределительных щитков приняты щитки ЯОУ-8500, АП50-3МТ с автоматами.

Распределительная сеть выполняется кабелем марки АВВГ по стенам и потолку на скобах.

Автоматизация

Согласно СН 357-77 в установках с непрерывным технологическим потоком, а также поточно-транспортных системах, предусматривается электротехнические блокировки в объеме определяемом требованиями технологического процесса в нормальном и аварийном режиме.

Схемой автоматизации предусмотрены режимы сблокированного управления и местного, для работы в период ремонта и наладки. Для поточно-транспортных систем предусмотрена подача предупредительного звукового сигнала, извещающего обслуживающий персонал о предстоящем их пуске.

Защитные мероприятия

Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током в случае прикосновения к металлическим корпусам электрооборудования, оказавшимся под напряжением в следствии нарушения изоляции сети или электроприемников предусматривается защитное зануление.

В качестве сети зануления используется четвертая жила кабеля, Стальные трубы электропроводок, металлические конструкции (подкрановые пути).

Для осветительных установок путем присоединения к нулевому рабочему проводу.

Анализ существующей системы электроснабжения предприятия (10 кВ)

Электроснабжение предприятия

Электрическое хозяйство предприятия ЗАО «Промстройматериалы» является сложной многоуровневой организационной структурой. Для рационального расчета системы электроснабжения предприятия необходимо изучить всю систему в целом: описать множество всех элементов системы; связи между ними; рассмотреть технологию процесса. Далее рассчитываются силовые электрические нагрузки и годовой расход электроэнергии, проверяется мощность и количество трансформаторных подстанций, рассчитывается компенсация реактивной мощности. Электроснабжение электроприемников по заводу осуществляется от комплектной двухтрансформаторной подстанции, мощность каждого трансформатора составляет 300 кВА, напряжение с высокой стороны 10 кВ, а с низкой - 0,4 кВ. Трансформаторная подстанция располагается в здании главного корпуса завода. КТП-300/10/0,4 УЗ питается кабельной линией АСБ на 10 кВ, проложенной в траншее от городской подстанции. Далее напряжение 0,4 кВ по кабельным линиям передается к распределительным шкафам. От шкафов запитываются распределительные щитки, от которых питаются непосредственно сами электроприемники в цехах.

Рисунок 1. Схема электроснабжения предприятия ОАО «ВЭЛАН»

Систематизация электрических нагрузок

Исходными данными для расчета нагрузок служат:

- номинальные мощности электроприемников , кВт;

- коэффициент использования и коэффициент мощности для каждого электроприемника;

- продолжительность включения (ПВ) для электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме (ПКР), , %. С помощью паспортная мощность электроприемников ПКР приводится к номинальной мощности при ПВ=100 %:

Коэффициент использования - это отношение средней нагрузки за период изменения (цикл) к номинальной (установленной) нагрузке.

Коэффициент использования индивидуального графика нагрузки равен:

,

- средняя нагрузка индивидуального электроприемника за период изменения;

- номинальная мощность индивидуального электроприемника.

Число часов использования максимума активной мощности на предприятии составляет Тм=2200 ч.

Определение расчетных электрических нагрузок по предприятию и отдельным цехам

Для выбора оборудования необходимо рассчитывать цеховые электрические нагрузки. На сегодняшний день при расчете электрических нагрузок наибольшее признание получил метод упорядоченных диаграмм (УД).

Алгоритм расчета электрических нагрузок по методу УД.

Исходными данными для расчета нагрузок служат:

номинальные мощности электроприемников Р_н , кВт;

коэффициент использования к_и и коэффициент мощности cosц для

каждого электроприемника;

-продолжительность включения для электроприемников, работающих
в повторно-кратковременном режиме (ПКР), ПВ,%. С помощью ПВ
паспортная мощность Р_пасп электроприемников ПКР приводится к

номинальной мощности при ПВ=100%: .

1. Определяем средние активную и реактивную мощности.

где к_и-характеризует использование мощности приемника по сравнению с номинальной мощностью, равен отношению средней мощности нагрузки к ее суммарной номинальной мощности;

tg - соответствует группе электроприемника.

2. Определяем коэффициент максимума активной нагрузки в зависимости от и .

3. Определяем расчетные нагрузки электроприемников

кВт; кВАр.

4. Определяем цеховую расчетную нагрузку и расчетный ток:

№ на плане	Наименование узлов питания и групп электроприёмников	Количество рабочих электроприёмников, шт	Установленная мощность, приведённая к ПВ=100%, кВт	Ки	cosц	tgц	Средняя нагрузка за наиболее загруженную смену	nэ	Км	Максимальная расчетная мощность	Iм, А
							Рсм, кВт	Qсм, кВАр	Sсм, кВА			Рм, кВт	Qм, кВАр	Sм, кВА
8	Узел дробления угля
	ЭП с переменным графиком нагрузки
	Молотковая дробилка	1	18	0,35	0,7	1,02	6,3	6,4
	лента	1	5,5	0,4	0,75	0,89	2,2	1,9
	Итого	2	23,5	0,37	0,72	1,34	8,5	8,3		1,55	1,87	15,8	9,2
	ЭП с постоянным графиком нагрузки
	Вентиляция	2	6	0,6	0,8	0,75	3,6	2,7
	Освещение	3	1,2	0,9	0,5	1,7	1,08	1,8
	Итого	5	4,2	0,75	0,65	1,2	4,68	4,5				4,68	4,5
	Итого по цеху	7	27,7	0,56	0,69	1,27	13,1	12,8	18,3	-	-	20,5	13,7	24,7	35,7
8	Сушильное отделение
	ЭП с переменным графиком нагрузки
	Привод барабана	1	30	0,4	0,75	0,88	12	10,56
	Горелка	1	30	0,35	0,7	1,02	10,5	10,71
	Лента	1	5,5	0,4	0,75	0,88	2,2	1,9
	Вентилятор барабана	1	30	0,4	0,85	0,62	12	7,4
	Итого	4	95,5	0,38	0,76	0,85	36,7	30,6		3,34	1,87	68,8	33,7
	ЭП с постоянным графиком нагрузки
	Вентиляция	2	6	0,6	0,8	0,75	3,6	2,7
	Освещение	5	2	0,9	0,5	1,73	1,8	3,1
	Итого	7	4,2	0,75	0,65	1,24	5,4	5,8				5,4	5,8
	Итого по цеху	11	99,7	0,3	0,7	1,04	42,1	36,4	55,6	-	-	74,2	39,5	83,9	121
8	Приемно-подготовительное отделение
	ЭП с переменным графиком нагрузки
	Рыхлитель	1	30	0,35	0,8	0,75	10,5	7,9
	Лента	1	5,5	0,3	0,75	0,88	1,65	1,45
	Лента	1	7,5	0,3	0,75	0,88	2,25	2
	Итого	3	43	0,3	0,76	0,83	14,4	11,3		1,87	1,87	34,6	12,4
	ЭП с постоянным графиком нагрузки
	Вентиляция	2	6	0,6	0,8	0,75	3,6	2,7
	Освещение	5	2	0,9	0,5	1,73	1,8	3,1
	Итого	7	8	0,75	0,65	1,24	5,4	5,8				5,4	5,8
	Итого по цеху	10	51	0,52	0,7	1,03	19,8	17,1	26,1	-	-	40	18,2	43,9	63,4
8	Дробильное отделение
	ЭП с переменным графиком нагрузки
	дробилка	1	30	0,35	0,8	0,75	10,5	7,9
	дробилка	1	18	0,3	0,75	0,88	5,4	4,8
	Лента	1	7,5	0,3	0,75	0,88	2,25	2
	Итого	3	55,5	0,3	0,76	0,83	18,2	14,6		2,4	2,14	38,8	16
	ЭП с постоянным графиком нагрузки
	Вентиляция	2	6	0,6	0,8	0,75	3,6	2,7
	Освещение	5	2	0,9	0,5	1,73	1,8	3,1
	Итого	7	8	0,75	0,65	1,24	5,4	5,8				5,4	5,8
	Итого по цеху	10	63,5	0,52	0,7	1,03	23,6	20,4	31,2	-	-	44,2	21,8	49,3	71,2
8	Прессовое отделение
	ЭП с переменным графиком нагрузки
	Пресс	2	74	0,95	0,85	0,62	70,3	43,5
	Глубина засыпки	2	8	0,35	0,75	0,88	2,8	2,5
	Лента	6	11	0,3	0,75	0,88	3,3	2,9
	Итого	10	93	0,53	0,78	0,79	76,4	48,9		3,1	1,34	102,3	53,8
	ЭП с постоянным графиком нагрузки
	Вентиляция	2	6	0,6	0,8	0,75	3,6	2,7
	Освещение	4	1,6	0,9	0,5	1,73	1,44	2,5
	Итого	6	7,6	0,75	0,65	1,24	5,04	5,2				5,04	5,2
	Итого по цеху	16	100,6	0,64	0,7	1,01	81,4	54,1	97,7	-	-	107,4	59	122,6	176,9
8	Цех обжига
	ЭП с переменным графиком нагрузки
	Горелки	16	12	0,95	0,8	0,75	11,4	8,55
	Вентилятор сушилки	2	22	0,95	0,85	0,88	20,9	18,4
	Основной вентилятор	1	18	0,95	0,85	0,88	17,1	15
	Толкатель	1	7,5	0,5	0,7	1,02	3,75	3,8
	Итого	20	59,5	0,83	0,8	0,88	53,2	45,8		6,1	1,1	58,5	50,4
	ЭП с постоянным графиком нагрузки
	Вентиляция	2	6	0,6	0,8	0,75	3,6	2,7
	Освещение	5	2	0,9	0,5	1,73	1,8	3,1
	Итого	7	8	0,75	0,65	1,24	5,4	5,8				5,4	5,8
	Итого по цеху	27	67,5	0,8	0,7	1,06	58,6	51,6	78	-	-	63,9	56,2	85	122,8
8	Швейный цех
	ЭП с переменным графиком нагрузки
	Швейные машины	36	30,35	0,95	0,75	0,88	25,7	22,6
	Раскройные ножи	2	22	0,85	0,75	0,88	1,3	1,1
	Ленточные машины	1	18	0,85	0,55	1,51	0,9	1,4
	Примерочные машин	1	7,5	0,5	0,95	0,32	0,4	0,12
	Итого	40	59,5	0,78	0,75	0,88	28,2	25,2		6,1	1,1	29,6	27,7
	ЭП с постоянным графиком нагрузки
	Вентиляция	2	6	0,6	0,8	0,75	3,6	2,7
	Освещение	4	1,6	0,9	0,5	1,73	1,44	2,5
	Итого	6	7,6	0,75	0,65	1,24	5,04	5,2				5,04	5,2
	Итого по цеху	46	67,1	0,76	0,7	1,06	32,2	30,4	44,3	-	-	34,7	32,9	47,8	69
8	Садочное отделение
	ЭП с переменным графиком нагрузки
	Канатотаска	1	7,5	0,35	0,7	1,02	2,6	2,7
	лента	2	11	0,4	0,75	0,89	4,4	3,9
	Итого	3	17,5	0,37	0,72	1,34	7	6,6		1,9	1,87	13,1	7,2
	ЭП с постоянным графиком нагрузки
	Вентиляция	2	6	0,6	0,8	0,75	3,6	2,7
	Освещение	9	3,6	0,9	0,5	1,7	3,24	5,5
	Итого	11	7,2	0,75	0,65	1,2	6,84	8,2				6,84	8,2
	Итого по цеху	14	24,7	0,56	0,69	1,27	13,8	14,8	20,2	-	-	20	15,4	25,2	36,4
8	Выгрузочное отделение
	ЭП с переменным графиком нагрузки
	Кран-балка	1	5	0,35	0,7	1,02	1,75	1,78
	лебедки	6	9	0,4	0,75	0,89	3,6	3,2
	Итого	7	14	0,37	0,72	1,34	5,35	4,98		5	1,76	9,4	5,5
	ЭП с постоянным графиком нагрузки
	Вентиляция	2	6	0,6	0,8	0,75	3,6	2,7
	Освещение	11	4,4	0,9	0,5	1,7	3,96	6,7
	Итого	13	10,4	0,75	0,65	1,2	7,6	9,4				7,6	9,4
	Итого по цеху	20	24,7	0,56	0,69	1,27	12,9	14,4	19,3	-	-	17	14,9	22,6	32,6
8	Склад готовой продукции
	ЭП с переменным графиком нагрузки
	Кран-балка	2	10	0,35	0,7	1,02	3,5	3,6
	лебедки	3	4,5	0,4	0,75	0,89	1,8	1,6
	Итого	7	14	0,37	0,72	1,34	5,3	5,2		3,7	1,87	9,4	5,5
	ЭП с постоянным графиком нагрузки
	Вентиляция	2	6	0,6	0,8	0,75	3,6	2,7
	Освещение	25	10	0,9	0,5	1,7	9	15,3
	Итого	13	10,4	0,75	0,65	1,2	12,6	18				12,6	18
	Итого по цеху	20	24,7	0,56	0,69	1,27	17,9	23,2	29,3	-	-	22,5	23,5	32,7	41,2

Расчет осветительных нагрузок цехов

Освещении производственных помещений включает в себя:

естественное освещение, создаваемое прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода и меняющемся в зависимости от географической широты, времени года и суток, степени облачности и прозрачности атмосферы;

искусственное освещение, создаваемое электрическими источниками света;

совмещенное освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняют искусственным

При проектировании осветительных установок важное значение имеет правильное определение требуемой освещенности объекта. Для этой цели разработаны нормы промышленного освещения на основе классификации работ по определенным количественным признакам. Расчет освещения производим методом удельной мощности, используя формулу:

где S - площадь помещения, м;

Руд - удельная мощность помещения осветительной установки, зависящая от типа светильника, освещенности и высоты подвеса светильника над рабочей поверхностью. Для данного расчета примем Руд=10 Вт/ м.

Для остальных помещений проводим расчет аналогично и результаты сводим в таблицу

Результаты расчета мощности светильников

№	Наименование цеха	S, м	Руд, Вт/м	Руст, кВт
1	Приемно-подготовительное отделение	80	10	0,8
2	Сушильное отделение	56	10	0,56
3	Дробильно-помольное отделение	150	10	1,5
4	Прессовое отделение	60	10	0,6
5	Садочное отделение	700	10	7
6	Цех обжига	50	10	0,5
7	Склад готовой продукции	175	10	1,75
8	Мастерские	500	10	5

Определение годовых расходов электроэнергии

Годовой расход электроэнергии определяется по формулам:

Годовой расход активной энергии:

Годовой расход реактивной энергии:

Где б - годовой коэффициент сменности по энергоиспользованию, учитывающий работу в праздничные дни, а также сезонные колебания нагрузки.

Завод работает по односменному режиму работы б=0,7. Тг - годовое число часов работы предприятия Тг=2200 ч.

Результаты расчетов сведены в таблице 2.4:



Таблица 2.4. Результаты расчета годовых расходов электроэнергии

№	Объект	Средняя нагрузка за наиболее загруженную смену	б	Тг	Годовой расход электроэнергии
		Рсм, кВт	Qсм, кВт			Wг,кВт .ч10	Vг,кВар .ч10
1	Приемно-подготовительное отделение	19,8	17,1	0,7	2200	14214,2	15199,8
2	Сушильное отделение	42,1	36,4	0,7	2200	16216,2	12843,6
3	Дробильно-помольное отделение	23,6	20,4	0,7	2200	17479	24024
4	Прессовое отделение	81,4	54,1	0,7	2200	10595,2	8670,2
5	Садочное отделение	13,8	14,8	0,7	2200	8624	14938
6	Цех обжига	58,6	51,6	0,7	2200	28520,8	49434
7	Склад готовой продукции	17,9	23,2	0,7	2200	2156	3742,2
8	Швейный цех	32,2	30,4	0,7	2200	6160	10672,2
Итого					103963	139524

Проверка установленной мощности трансформаторов

Расчет номинальной мощности трансформаторной подстанции

Находим требуемую мощность КТП по средней нагрузке:

P_см = 289,4кВт;Q_см = 248кВАр;

S_см===381,12 кВА;

На предприятии установлены два трансформатора мощностью 300 кВА.

кВА

Рассчитаем их коэффициент загрузки:

К_З=

Коэффициент загрузки трансформаторов должен находиться в пределах:

К_з= 0,50,7. Рассчитанное значение не превышает данных пределов, следовательно изменение мощности подстанции не требуется и все последующие расчеты будут проводиться для данной КТП.

Таблица 2.5. Технические данные трансформатора

	Sн,кВА	Сочетание напряжений, кВ	Потери, кВт	UК,%	IХ,%
		ВН	НН	ХХ	КЗ
ТМЗ-300/10	300	10	0,4	3,75	24	6	0,8

На данном предприятии установлена внутрицеховая комплектная трансформаторная подстанция Хмельницкого трансформаторного завода КТП-300/10/0,4 УЗ.

КТП состоит из: УВН, силового трансформатора, РУНН, соединительных элементов высокого и низкого напряжений.

Устройство со стороны высшего напряжения подстанции выполняется

без сборных шин в виде высоковольтного шкафа или кожуха с кабельным вводом. На КТП установлены специальные силовые трансформаторы типа ТМЗ.

Распределительное устройство низшего напряжения на двухтрансформаторных подстанциях выполнено с одиночной секционированной системой шин.

РУНН собирается из следующих низковольтных шкафов:

*вводных, один на трансформатор (ШНВ-3У3Л);

*секционного (ШНС-12У3Л);

* линейных (ШНЛ-8У3).

Вводные (секционные) шкафы состоят из ячейки вводного (секционого) выключателя, ячеек отходящих линий, релейного отсека и шинного отсека. Предусматривается выход шин на магистраль со сборных шин. Секционный автоматический выключатель в нормальном режиме, как правило, отключен. Предусмотрено устройство АВР.

Линейные шкафы состоят из ячеек отходящих линий и шинного отсека. На стороне 0,4 кВ предусматривается установка измерительных трансформаторов тока. В РУНН с изолированной нейтралью, а также с глухозаземленной нейтралью предусматривается ячейка трансформатора собственных нужд, предназначенного для питания цепей управления, АВР и сигнализации.

В качестве защитно-коммутационных аппаратов применяются автоматические выключатели или блоки предохранитель-выключатель. Коммутационно-защитные аппараты имеют выдвижное или стационарное исполнение.

Таблица 2.6. Технические характеристики КТП 10/0,4 - 2х300 кВА

Параметр	Значение
Номинальное напряжение на стороне ВН, кВ	10
Номинальное напряжение на стороне НН, кВ	0,4
Номинальный ток сборных шин, кА: УВН РУНН	0,4 3,61
Габаритные размеры, мм: Шкаф УВН Шкаф РУНН	625х530х700 600х1350х2200

Конструкция РУ и подстанции должна обеспечивать:

-безопасное обслуживание оборудования в нормальном режиме работы электроустановки, удобное наблюдение за указателями положения выключателей, ножей разъединителей, уровнями масла в трансформаторах и аппаратах, термометрами и газовых реле, удобный отбор проб масла, а также удобное и безопасное оперирование приводами;

-безопасный осмотр, смену и ремонт токоведущих частей, аппаратов и конструкций любой цепи при снятом с неё напряжении без нарушения нормальной работы соседних цепей, секций или систем шин находящихся под напряжением;

-необходимую прочность опорных конструкций электрооборудования, порталов гибкой ошиновки и несущих конструкций жесткой ошиновки, исходя из эксплуатационных, монтажных нагрузок и нагрузок возникающих в аварийном режиме;

-ограничение аварий пределами данного присоединения;

-минимальный расход силовых и контрольных кабелей;

-локализацию и быструю ликвидацию пожара в кабельных помещениях подстанции

- единообразие фазировки во всех цепях.

Расчет потерь мощности в трансформаторах

Потери мощности в трансформаторе рассчитываются по формулам:

- активные

- реактивные

Потери энергии в трансформаторе:

- активные;

- реактивные.

где - время использования максимума активной нагрузки. Зависит от отрасли промышленности =4000 ч.

- время потерь, приближенно можно принять =-1000

Где n - количество трансформаторов на подстанции.

Расчет потерь мощности в трансформаторе:

- активные

=(3,75+0,66²•24)•2=14,2 кВт;

- реактивные

=((0,8•300)/100+0,66²•(6•300)/100)•2=10,2408кВАр;

Расчет потерь энергии в трансформаторе:

- активные

•10^-6=0,093 кВт;

- реактивные

•10^-6=0,55 кВАр.

Автоматический ввод резерва

Устройства АВР устанавливают на подстанциях и распределительных пунктах (РП), для которых предусмотрены два источника питания, работающих раздельно в нормальном режиме.

Назначением устройства АВР является осуществление возможно быстрого автоматического переключения на резервное питание потребителей, обесточенных в результате повреждения или самопроизвольного отключения рабочего источника электроснабжения, что обеспечивает минимальные нарушения и потери в технологическом процессе.

Включение резервного источника питания на поврежденную секцию сборных шин КРУ, как правило, не допускается во избежание увеличения объема разрушений, вызванных КЗ, и аварийного снижения напряжения потребителей, электрически связанных с резервным источником. Действие АВР не должно приводить к недопустимой перегрузке резервного источника как в последующем установившемся режиме, так и в процессе самозапуска потерявших питание электродвигателей потребителя.



а)б)

Рисунок 2. а) Принципиальная схема АВР; б) Цепи АВР в шкафу выключателя.

Схемы УАВР должны:

а) обеспечивать возможно раннее выявление отказа рабочего источника питания;

б) действовать согласованно с другими устройствами автоматики (АПВ, АЧР) в интересах возможно полного сохранения технологического процесса;

в) не допускать включение резервного источника на КЗ;

г) исключать недопустимое несинхронное включение потерявших питание синхронных электродвигателей па сеть резервного источника;

д) не допускать подключение потребителей к резервному источнику, напряжение на котором понижено.

Выключатели, включаемые устройствами АВР, должны иметь контроль исправности цепи включения.

Ниже рассматривается выполнение устройства АВР применительно к наиболее часто встречающейся схеме электроснабжения с двумя взаимно резервирующими источниками питания.

Структура, принципы выполнения и уставки устройств АВР. Устройство АВР состоит из двух измерительных органов (ИО) -- по одному на каждый источник, логической части, содержащей органы выдержки времени (ОВ), цепи однократности и запрета действия АВР и сигнальных реле. Для удобства обслуживания, наладки и опробования УАВР его ИО и та логическая часть, которая вырабатывает сигналы на отключение выключателя ввода отказавшего источника питания и на подготовку обесточенных электроприемников к подаче напряжения от резервного источника, подключаются к цепям оперативного тока указанного выключателя. Другая аппаратура устройств АВР, составляющая логическую часть и предназначенная для формирования команды на включение резервного источника, питается оперативным током секционного выключателя.

Измерительный орган осуществляет постоянный контроль за состоянием источника питания на основе информации, поступающей от измерительных трансформаторов напряжения и тока. На подстанциях и РП напряжением 6-35 кВ, где отсутствуют присоединения синхронных электродвигателей, в качестве измерительных органов используются два реле напряжения, включенных на вторичные линейные напряжения (обычно АВ и ВС) шинных трансформаторов напряжения. Первое из двух реле типа РН-54/160 фиксирует состояние, при котором данный источник питания может выполнять функцию резервного. Напряжение срабатывания этого реле принимается равным 80 -- 90 В. Уставка второго реле выбирается из условия надежного несрабатывания при перегорании одного предохранителя на стороне ВН трансформатора напряжения и отстройки от наименьшего напряжения при самозапуске электродвигателей на РП, электрически связанных с ПС или РП, для которых выбирается уставка ИО. Как правило, принимается U_ср = 25 - 40 В. Соединенные последовательно размыкающие контакты двух указанных реле обеспечивают срабатывание ИО при симметричном снижении напряжения до значения, при котором уже не обеспечивается нормальная работа потребителей. Во избежание ложного пуска АВР при срабатывании ИО из-за повреждений на вторичной стороне трансформатора напряжения или при выкатывании тележки с выключателем из Шкафа КРУ запуск ОВ логической части УАВР блокируется размыканием вспомогательного контакта автоматическою выключателя, защищающего вторичные цепи трансформатора напряжения, и контакта конечного выключателя положения тележки. Второй контакт реле используется в части АВР, относящейся к резервному но отношению к рассматриваемому источнику питания. Размыкание этого контакта при напряжении 80 -- 90% Uном предотвращает переключение обесточенных потребителей на резервный источник с пониженным уровнем напряжения.

Применение в качестве ИО реле времени переменного тока допускается только в исключительных случаях в целях экономии аппаратуры, например в АВР комплектных трансформаторных подстанций на напряжении 0,4-0,69 кВ.

Расчет токов КЗ

Коротким замыканием называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или с землей, при котором токи в аппаратах и проводниках, примыкающих к месту соединения, резко возрастают, превышая, как правило, расчетные значения номинального тока.

Расчеты токов КЗ для выбора аппаратов и проводников, их проверки по условиям термической и электродинамической стойкости при КЗ, для определения параметров срабатывания, проверки чувствительности и согласования действия устройств релейной защиты электроустановок 0,4 - 220 кВ производятся приближенным, так называемым практическим методом. Перед началом расчета токов КЗ необходимо составить схему замещения электрической цепи.

Схема замещения представляет собой расчетную схему, в которой все электрические и магнитные связи представлены электрическими сопротивлениями. При расчетах токов трехфазных КЗ генерирующие источники вводятся в схему замещения соответствующими ЭДС, а пассивные элементы, по которым проходит ток КЗ, индуктивными и, при необходимости, активными сопротивлениями.

Рисунок 3. Схема замещения

Находим сопротивление цепи:

1) Сопротивление системы принимаем равным нулю за неимением достаточных данных о питающей сети.

2) Сопротивление трансформатора на городской подстанции:

На городской подстанции установлен трансформатор типа ТД-10000/35/10



Таблица 2.7. Технические данные трансформаторов городской подстанции

Тип	Потери ХХ, Вт	Потери КЗ, Вт	Напряжение КЗ,%	Ток КЗ, %
ТД-10000-35/10	8000	46500	7,5	0,8

Ом

Ом

3) Сопротивление линий:

Ом

Ом

4) Определяем результирующее сопротивление и ток в точке К.З.-1по

формуле:

= Ом

кА

где: Iк-1 - ток короткого замыкания, трехфазный в точке К-1.

Чтобы определить ударный ток в точке К-1, необходимо найти:

=1,05 ударный коэффициент на шинах 10 кВ

кА

5) Так как все сопротивления были определены при напряжении 10 кВ, а точка КЗ-2 находится на шине 0,4 кВ, следовательно, сопротивления следует пересчитать в отношении квадратов напряжений, поскольку в формулу для сопротивления элементов входит сопротивление в квадрате:

Ом

Сопротивление трансформаторов на заводе:

Активное сопротивление:

Ом

где: Рк.з. -потери короткого замыкания в обмотках трансформатора.

Индуктивное сопротивление :

Ом

U_kЗ % - напряжение короткого замыкания в процентах;

Uн - напряжение обмоток трансформатора;

Sh - номинальная мощность трансформатора.

Z Ом

Ом

кА

Для точки К-2:

=6,22 ударный коэффициент на шинах 0,4 кВ

кА

Проверка проводов и разъединителей на напряжении 10 кВ.

Проверка кабеля

ТП питается от городской подстанции кабелем марки АСБ.

Рассчитаем номинальный ток для данного кабеля при напряжении 10 кВ.

А

Проверку кабелей производят:

- по экономической плотности тока по выражению:

мм,

где I_max - максимальная нагрузка;

j_эк - экономическая плотность тока. Принимаем j_эк=1,1 А/мм².

Принимается ближайшее (большее или меньшее) стандартное сечение.

- по длительно допустимому току:

Iдл.доп.>Iр.макс, 325>174,7.

Таблица 2.8. Проверка кабеля

Соединение	Марка	Расчетный ток, Iр А	Iр.макс., А	Sэк, мм2	Сечение, мм2	Длительный ток, А
ГТП-ТП1	АСБ	17,06	174,7	158,29	200	325

Проверка разъединителя

Для защиты линии, соединяющей городскую подстанцию с заводской ТП использованы разъединители типа РЛНД-СЭЩ на 10 кВ.

Таблица 2.9. Технические параметры РЛНД

Номинальное напряжение, кВ	10
Номинальный ток, А	400(630)
Ток термической стойкости, кА	15
Ток электродинамической стойкости, кА	25
Длина пути утечки внешней изоляции, не менее, см:	30
Габ. Размеры(дл х шир х выс), мм	1200х522х550
Масса, кг, не более	40

Данный разъединитель способен надежно отключить ток КЗ (2,653 кА) и ударный ток КЗ (3,852 кА).

Компенсация реактивной мощности

Компенсация реактивной мощности (КРМ) является неотъемлемой частью задачи электроснабжения промышленного предприятия. Компенсация реактивной мощности одновременно с улучшением качества электроэнергии в сетях промышленных предприятий является одним из основных способов сокращения потерь электроэнергии.

При проектировании определяют наибольшие суммарные расчетные активную Рм и реактивную Qм составляющие электрических нагрузок предприятия (при естественном коэффициенте мощности).

Наибольшая суммарная реактивная нагрузка предприятия, принимается для определения компенсирующих устройств

,

где k_нс - коэффициент, учитывающий несовпадение по времени наибольших активной нагрузки энергосистемы и реактивной мощности промышленного предприятия; значения коэффициента несовпадения для всех объединенных энергосистем принимают в зависимости от отрасли промышленности

В качестве КРМ в сетях общего назначения применяют высоковольтные и низковольтные конденсаторные батареи и синхронные электродвигатели. В сетях со специфическими нагрузками, кроме того, применяют фильтры высших гармоник, статические компенсаторы реактивной мощности, специальные быстродействующие синхронные компенсаторы.

Поэтому передача реактивной мощности в сеть напряжением до 1 кВ приводит к повышенным затратам на увеличение сечений проводов и кабелей, на повышение мощности трансформаторов, на потери активной и реактивной мощности. Эти затраты можно уменьшить и даже устранить, если обеспечить компенсацию реактивной мощности непосредственно в сети напряжением до 1 кВ.

Источниками реактивной мощности в этом случае могут быть синхронные двигатели напряжением на 380-660 В и низковольтные конденсаторные батареи.

Определение мощности батарей

Суммарная расчетная мощность низковольтных батарей конденсаторов (НБК) определяется по минимуму приведенных затрат выбором экономически оптимального числа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций (ТП), а также определением дополнительной мощности НБК в цепях оптимального снижения потерь в трансформаторах и в сети напряжением 6 и 10 кВ предприятия, питающей эти трансформаторы.

Суммарная расчетная мощность НБК:

где и- суммарные мощности батарей, кВАр.

По выбранному числу трансформаторов определяют наибольшую реактивную мощность, которую целесообразно передавать через трансформаторы в сеть напряжением до 1 кВ:

, кВАр

Суммарная мощность НБК, кВАр, для данной группы трансформаторов:

, кВАр

где Qр - суммарная расчетная реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену.

Если окажется, что , то установка НБК не требуется, и принимается равной нулю.

Дополнительная суммарная мощность НБК для данной группы трансформаторов в цепях оптимального снижения потерь:

, кВАр

где - расчетный коэффициент определяемый в зависимости от коэффициентов К1 и К2 системы питания цеховой ТП.

Суммарная мощность НБК составит

Расчет компенсации реактивной мощности для линии, питающей трансформаторную подстанцию ТП1 10/0,4 кВ, мощностью 2х300 кВА:

кВт - расчетная активная мощность;

кВАр - расчетная реактивная мощность;

кВА - расчетная полная мощность

S_ном.тр= кВА

- оптимальное число трансформаторов

- коэффициент запаса трансформаторов

, - коэффициенты, учитывающие трансформаторы и принадлежность энергосистемы

- расчетный коэффициент, зависящий от и

Коэффициент мощности:

cosц== 0,57

1) Наибольшая реактивная мощность, которую целесообразно передавать через трансформаторы в сеть напряжением до 1кВ, определяют по формуле:

270,3 кВАр

2) Суммарная мощность конденсаторных батарей:

19,66 кВАр

3) Дополнительная мощность НБК для данной группы трансформаторов:

кВАр

4) Суммарная мощность НБК линии составит:

кВАр

Суммарная мощность конденсаторной батареи Q_Н,К оказалась отрицательной, следовательно установка НКБ для компенсации реактивной мощности на требуется.

№ п.п.	№ ТП				Мощность установки, кВАр	Наименование конденсаторной установки
1	ТП1	0,743	248	26,13	2х16	УКМ 58-04-16-3 УЗ

Технические характеристики конденсаторных установок типа УМК 58 приведены в таблице

Технические характеристики конденсаторных установок

Тип конденсаторной установки	Мощность, кВАр	Сечение вводного медного кабеля, мм	Длина, мм	Ширина, мм	Высота, мм	Вес, кг
УКМ 58-04-16-3 УЗ	16	4х(3х16)	143	58	16	5

Анализ технического состояния электрохозяйства всего предприятия (0,4 кВ)

Выбор кабелей заводской сети

Международным стандартом, определяющим установку и расчет токопроводящей способности кабелей в жилых и промышленных зданиях является стандарт IEC 60364-5-52.

Следующие параметры используются для выбора типа кабеля:

* материал проводника (медь или алюминий): выбор обусловлен ценой, размером и массой, сопротивлением к едким веществам (химические реагенты или окислители).

В целом, токопроводящая способность медного проводника приблизительно на 30% выше, чем токопроводящая способность алюминиевого проводника того же сечения.

Алюминиевый проводник того же сечения имеет электрическое сопротивление на 60% выше и массу в два - три раза ниже чем медный проводник.

* материал изоляции (без изоляции, ПВХ, полистирол): материал изоляции влияет на максимальную температуру в нормальных условиях и условиях короткого замыкания и, таким образом, на использование поперечного сечения проводника (см. часть 2.4 «Защита от короткого замыкания»).

* тип проводника (оголенный проводник, одножильный кабель без оболочки, одно жильный кабель с оболочкой, многожильный кабель) выбирается в соответствии с механическим сопротивлением, степенью изоляции и сложностью установки (отводы, подсоединения вдоль трассы провода, преграды), обусловленные способом установки.

Для правильного определения размеров кабелей необходимо:

* выбрать тип кабеля и способ его установки в соответствии с окружающей средой;

* выбрать поперечное сечение в соответствии с током нагрузки;

* проверить падение напряжения

Для определения токопроводящей способности проводника и правильного определения поперечного сечения при заданном токе нагрузки необходимо выбрать наиболее подходящий к данным условиям стандартный способ прокладки из числа описанных в вышеизложенных стандартах.

Используя таблицы для определения теоретической токопроводящей способности проводников и с учетом поправочных коэффициентов необходимо учесть условия окружающей среды и другие различные условия.

Выбор кабелей:

Выбор кабеля по экономической плотности тока

Выбираем кабель с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой оболочке, прокладываемый в земле.

Проверка кабеля по перегрузочной способности Iраб.К<Iдл.

Таблица 3.1. Выбор кабелей

№	Наименова-ние Присоеди-нения	Iраб, А	Qэ, мм	Марка кабеля	S, мм	Iдл, А	L, км	R, Ом	X, Ом	1,4Iр, А
1	1ШР-1ЩР	19,5	13,92	АБЛ	16	90	0,15	0,2925	0,01425	27,28
2	1ШР-2ЩР	19,38	13,84	АБЛ	16	90	0,12	0,234	0,0114	27,13
3	1ШР-3ЩР	43,73	31,24	АБЛ	35	135	0,03	0,0267	0,00264	61,22
4	1ШР-4ЩР	12,83	9,16	АБЛ	16	90	0,03	0,0585	0,00285	17,96
5	1ШР-5ЩР	16,7	11,93	АБЛ	16	90	0,03	0,0585	0,00285	23,38
6	1ШР-6ЩР	53,46	38,19	АБЛ	50	165	0,08	0,05	0,0068	74,84
7	1ШР-7ЩР	4,04	2,88	АБЛ	6	25	0,03	0,1563	0,003	5,66
8	1ШР-8ЩР	11,55	8,25	АБЛ	10	65	0,03	0,0936	0,00297	16,17
9	1ШР-9ЩР	303,32	216,6	АБЛ	240	580	0,12	0,0156	0,00924	424,65
10	1ШР-10ЩР	68,14	48,67	АБЛ	50	165	0,12	0,075	0,0102	95,39
11	1ШР-11ЩР	112,87	66,39	АБЛ	70	200	0,13	0,0585	0,01066	130,1
12	2ШР-12ЩР	9,7	6,92	АБЛ	10	65	0,07	0,2184	0,00693	13,58
13	2ШР-13ЩР	72,21	51,57	АБЛ	70	200	0,06	0,027	0,00492	101,1
14	2ШР-14ЩР	175,3	125,2	АБЛ	150	305	0,05	0,0105	0,004	245,42
15	2ШР-15ЩР	89,71	64,1	АБЛ	70	200	0,05	0,0225	0,004	125,59
16	2ШР-16ЩР	127,9	91,35	АБЛ	95	240	0,03	0,0099	0,0024	179,06
17	2ШР-17ЩР	7,72	5,51	АБЛ	6	25	0,03	0,1563	0,003	10,8
18	2ШР-18ЩР	13,49	9,63	АБЛ	10	65	0,02	0,0624	0,00198	18,89
19	2ШР-19ЩР	24,47	17,48	АБЛ	25	115	0,03	0,0375	0,00273	34,25
20	2ШР-20ЩР	21,8	15,57	АБЛ	16	90	0,04	0,078	0,0038	30,52
21	2ШР-21ЩР	21,8	15,57	АБЛ	16	90	0,04	0,078	0,0038	30,52
22	2ШР-22ЩР	73,76	52,68	АБЛ	70	200	0,05	0,02235	0,0041	103,26
23	3ШР-33ЩР	1,73	1,23	АБЛ	6	25	0,07	0,3647	0,007	2,42
24	3ШР-34ЩР	91,55	65,39	АБЛ	70	200	0,04	0,02682	0,006	128,17
25	3ШР-25ЩР	7,85	5,6	АБЛ	6	25	0,07	0,0534	0,00528	10,99
26	3ШР-26ЩР	73,12	52,22	АБЛ	70	200	0,06	0,015645	0,00287	102,368
27	3ШР-27ЩР	41,05	29,32	АБЛ	35	135	0,06	0,018095	0,004455	57,47
28	3ШР-28ЩР	74,68	53,34	АБЛ	70	200	0,035	0,05625	0,00765	104,55
29	3ШР-29ЩР	128,79	91,99	АБЛ	95	240	0,055	0,00894	0,00164	180,3
30	3ШР-30ЩР	55,75	39,82	АБЛ	50	165	0,09	0,312	0,0099	78,05
31	3ШР-31ЩР	78,41	56	АБЛ	70	200	0,02	0,03948	0,00972	109,77
32	3ШР-32ЩР	12,21	8,72	АБЛ	10	65	0,1	0,06875	0,00935	17,09
33	4ШР-23ЩР	120,33	85,95	АБЛ	95	240	0,12	0,02682	0,00492	168,46
34	4ШР-24ЩР	59,46	42,47	АБЛ	50	165	0,11	0,01788	0,00176	83,24
35	4ШР-35ЩР	87,35	62,39	АБЛ	70	200	0,06	0,002	0,00154	122,29
36	4ШР-36ЩР	38,23	27,3	АБЛ	35	135	0,02	0,01645	0,00405	53,52
37	4ШР-37ЩР	308,64	220,46	АБЛ	240	580	0,02	0,10728	0,01056	432,1
38	4ШР-38ЩР	103,84	74,17	АБЛ	95	240	0,05	0,05	0,0068	145,38
39	4ШР-39ЩР	49,14	35,1	АБЛ	35	135	0,12	0,01566	0,0048	68,79
40	4ШР-40ЩР	62,79	44,85	АБЛ	50	165	0,08	0,0165	0,00405	87,9
41	4ШР-41ЩР	142,04	101,46	АБЛ	120	270	0,06	0,025	0,0034	198,86
42	4ШР-42ЩР	124,22	88,72	АБЛ	95	240	0,05	0,03619	0,00891	173,9
43	Т1-1ШР	665,52	475,37	АБЛ	500	1080	0,13	0,012	0,0015	931,73
44	Т1-2ШР	637,86	455,61	АБЛ	500	1080	0,13	0,0104	0,0013	893
45	Т2-3ШР	651,65	465,46	АБЛ	500	1080	0,15	0,012	0,0015	912,31
46	Т2-4ШР	579,82	414,16	АБЛ	500	1080	0,11	0,0088	0,0011	811,75

Шкафы распределительные

Шкафы (пункты) распределительные предназначены для приема и распределения электрической энергии в силовых и осветительных цепях переменного трехфазного тока напряжением до 660 В включительно, для зашиты отходящих линий от токов перегрузки и коротких замыканий, для нечастых коммутаций электрических цепей (до шести раз за 1 ч). Выпускаются в навесном, утопленном и напольном исполнении. Многие серии распределительных шкафов снабжаются кнопками управления для пусков асинхронных двигателей. Номинальные токи шкафов: 100, 160, 250, 400, 630 А.

Шкафы состоят из металлической оболочки со встроенными в нее сборными шинами, аппаратами и приборами. Выпускаются в пяти- и четырехпроводном исполнениях, с аппаратом на вводе (рубильником, автоматическим выключателем) и без него.

Шкафы классифицируются по следующим признакам:

*максимальному номинальному току;

*наличию или отсутствию вводных выключателей (или их типу);

*максимальному числу и типоисполнению выключателей (предохранителей) отходящих линий;

*способу и месту установки (напольное, навесное, утопленное).

На отходящих линиях устанавливаются: однополюсные и (или) трехполюсные автоматические выключатели. Число отходящих линий зависит от исполнения шкафов. Максимально возможное число: 30--36 -- только однофазных или 10--12 только трехфазных отходящих линий.

Промышленностью выпускаются шкафы (пункты):

*серий ШРС 1, ШР-11 с плавкими предохранителями;

*серий ШРС11,ШРС12 и все исполнения пунктов серииПР (ПР11, ПР22В, ПР8000 и др.) с автоматическими выключателями.

Шкафы распределительные серии ПР8000 выпускаются Иркутским заводом низковольтных устройств, Дивногорским заводом низковольтной аппаратуры и другими предприятиями следующих исполнений; ПР8503, ПР8703 и ПР8804.

В данном дипломном проекте устанавливаем распределительные шкафы типа ПР8503. Они предназначены для эксплуатации в цепях с номинальным напряжением до 660 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц.



Таблица 3.2. Технические характеристики шкафа

Типоисполнения шкафов	Габаритные Размеры, мм	Автоматические Выключатели типа ВА57-31
Утопленное		вводной	выводные
3054-1	1600*750*350	1	12

Рисунок 4. Внешний вид и схема подключения автоматов

Щитки распределительные

Щитки распределительные ЩРО8505 (ЗАО ПК «ИЗНУ») предназначены для приема и распределения электрической энергии напряжением 380/220 В переменного тока частотой 50, 60 Гц, защиты от токов перегрузок и коротких замыканий, а также для нечастых коммутаций электрических цепей. Щитки могут использоваться во всех типах электрических сетей с системами заземления: TN-C, TN-S, TN-C-S, ТТ, IT. Выпускаются в климатическом исполнении УХЛ3.1. Щитки серии ЩРО8505 могут заменить выпускаемые до настоящего времени щитки осветительные типа ЯРН, ЯРУ, ЯОУ, ОП, ОЩ, ОЩВ, УОЩВ, шкафы распределительные ПРИ и частично ПР8305. Щитки выпускаются в навесном и утопленном исполнении. Степень защиты по ГОСТ 14254-96 - 1Р30.



Таблица 3.3. Технические данные щитков

Исполнение	Число отходящих линий	Масса, кг	Размеры, мм
Утопленное	12	10,9	250х500х160

Рисунок 6. Внешний вид и принципиальная схема щитка

Выбор автоматических выключателей на 0,4 кВ

Выбор автоматических выключателей для установки в РУНН:

В РУНН устанавливаем два вводных выключателя фирмы АББ типа Emax. Номинальный ток данных выключателей определяем из следующего расчета:

Расчетный ток по всему заводу Iр=5115,62 А. Следовательно, исходя из условий резервирования каждый из данных автоматов должен в случае отключения одного из трансформаторов принять на себя всю нагрузку предприятия на непродолжительное время. Значит выбираем два автоматических выключателя типа E6 Н на ток 6300 А каждый выкатного исполнения с микропроцессорным расцепителем.

В шкаф РУНН будем устанавливать автоматические выключатели типа ВА55 с электромагнитным расцепителем выдвижного типа.

Таблица 3.5. Выбор автоматических выключателей

Название линии	Номинальный ток Iн, А	Номинальный ток автомата, Iна, А	Номинальный ток расцепителя Iнр, А	Предельный отключаемый ток, кА	Активное сопротивление R, Ом	Реактивное сопротивление Х, Ом
Т1-1ШР	665,52	800	800	800	0,00025	0,0001
Т1-2ШР	637,86	800	800	800	0,00025	0,0001
Т2-3ШР	651,65	800	800	800	0,00025	0,0001
Т2-4ШР	1077,16	1600	1250	1250	0,00014	0,00008

Выбор автоматических выключателей для распределительных шкафов

Выбранные нами распределительные шкафы комплектуются вводными автоматическими выключателями серии ВА 57 с токоограничивающими тепловыми и электромагнитными расцепителями. ВА57-35 - четырехполюсный автоматический выключатель для защиты электрических цепей с напряжением 400/690 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Он предназначен для нечастых оперативных включений и отключений с частотой до 30 циклов включения/отключения в сутки.



Рисунок 7. Внешний вид автоматического выключателя

В аппарате установлены два вида расцепителей: электромагнитный расцепитель токов короткого замыкания и тепловой расцепитель токов перегрузки, что позволяет выключателю успешно защищать цепи и потребителей электроэнергии как от токов перегрузки, так и от токов короткого замыкания. В тепловом расцепителе применен термобиметалл фирмы KANTHAL (Швеция), что обеспечивает стабильность защитных характеристик ВА57-35. производство потребитель цех

Надежность автоматических выключателей ВА57-35 достигается за счет использования высококачественных пластмасс, обладающих улучшенными механическими характеристиками и повышенной дугостойкостью.

Таблица 3.6. Технические данные автоматических выключателей серии ВА 57

№ п/п	Обозначение защищаемой линии	Номинальный ток, Iн А	Номинальный ток выключателя Iв, А	Уставка расцепителя, Iу, А	Пред. отключ. ток, кА	Активное сопротив ление, r, Ом	Реактив- ное сопро тивление, x, Ом
1	1ШР-1ЩР	19,5	25	25	25	0,007	0,0045
2	1ШР-2ЩР	19,38	25	25	25	0,007	0,0045
3	1ШР-3ЩР	43,73	250	63	63	0,0035	0,002
4	1ШР-4ЩР	12,83	25	20	20	0,007	0,0045
5	1ШР-5ЩР	16,7	25	20	20	0,007	0,0045
6	1ШР-6ЩР	53,46	250	80	80	0,0035	0,002
7	1ШР-7ЩР	4,04	25	6,3	6	0,007	0,0045
8	1ШР-8ЩР	11,55	25	16	16	0,007	0,0045
9	1ШР-9ЩР	303,32	400	400	400	0,00065	0,00017
10	1ШР-10ЩР	68,14	250	100	100	0,0021	0,0012
11	1ШР-11ЩР	112,87	250	160	160	0,0013	0,0007
12	2ШР-12ЩР	9,7	25	12,5	12	0,007	0,0045
13	2ШР-13ЩР	72,21	250	100	100	0,0021	0,0012
14	2ШР-14ЩР	175,3	250	250	250	0,0011	0,0005
15	2ШР-15ЩР	89,71	250	125	125	0,0013	0,0007
16	2ШР-16ЩР	127,9	250	200	200	0,0011	0,0005
17	2ШР-17ЩР	7,72	25	12,5	12	0,007	0,0045
18	2ШР-18ЩР	13,49	25	20	20	0,007	0,0045
19	2ШР-19ЩР	24,47	250	31,5	32	0,007	0,0045
20	2ШР-20ЩР	21,8	250	31,5	32	0,007	0,0045
21	2ШР-21ЩР	21,8	250	31,5	32	0,007	0,0045
22	2ШР-22ЩР	73,76	250	100	100	0,0021	0,0012
23	3ШР-23ЩР	120,33	250	200	200	0,0011	0,0005
24	3ШР-24ЩР	59,46	250	80	80	0,0035	0,002
25	3ШР-25ЩР	7,85	25	12,5	12	0,007	0,0045
26	3ШР-26ЩР	73,12	250	100	100	0,0021	0,0012
27	3ШР-27ЩР	41,05	250	63	63	0,0035	0,002
28	3ШР-28ЩР	74,68	250	100	100	0,0021	0,0012
29	3ШР-29ЩР	128,79	250	200	200	0,0011	0,0005
30	3ШР-30ЩР	55,75	250	80	80	0,0035	0,002
31	3ШР-31ЩР	78,41	250	100	100	0,0021	0,0012
32	3ШР-32ЩР	12,21	25	20	20	0,007	0,0045
33	4ШР-33ЩР	1,73	25	2,5	2	0,007	0,0045
34	4ШР-34ЩР	91,55	250	125	125	0,0013	0,0007
35	4ШР-35ЩР	87,35	250	125	125	0,0013	0,0007
36	4ШР-36ЩР	38,23	250	63	63	0,0035	0,002
37	4ШР-37ЩР	308,64	400	400	400	0,00065	0,00017
38	4ШР-38ЩР	103,84	250	160	160	0,0013	0,0007
39	4ШР-39ЩР	49,14	250	63	63	0,0035	0,002
40	4ШР-40ЩР	62,79	250	100	100	0,0021	0,0012
41	4ШР-41ЩР	142,04	250	200	200	0,0011	0,0005
42	4ШР-42ЩР	124,22	250	200	200	0,0011	0,0005
43	4ШР-43ЩР	67,63	250	100	100	000021	0,0012

Расчет токов КЗ по предприятию на напряжении 0,4 кВ

1) Суммарное активное сопротивление для КЗ-33:

Rкз-33=R.к-2+Rл54+Rа54=

=0,0326+0,00025+0,012=0,0508 Ом

2) Суммарное реактивное сопротивление для КЗ-3:

Хкз-33=Хс+Х_Т+Хкл+Ха62+Хл54+Ха54 =

=0,0450+0,00005+0,0015=0,0465 Ом.

Модуль полного сопротивления:

Ом

3) Ток трехфазного КЗ в точке КЗ-33:

Iкз⁽³⁾= кА

=0,915

кА

4) Суммарное активное сопротивление для КЗ-11:

Rкз=R.кз-33+Rа1+Rл1=0,0508+0,007+0,2925=0,35 Ом

5) Суммарное реактивное сопротивление для КЗ-11:

Хкз=Х.кз-33 +Ха1+Хл1 =0,0465+0,045+0,1425=0,234 Ом.

Модуль полного сопротивления:

Ом

6) Ток трехфазного КЗ в точке КЗ-11:

Iкз⁽³⁾= кА

=0,426

кА

Проверка выбранных автоматических выключателей

Таблица 3.7. Результаты проверки автоматов

№ по плану	Название линии	Номинальный ток, Iн А	Номинальный ток расцепителя, Iн А	Отклюю чающая способность Iсu, кА	Ток КЗ I кз, кА	Ударный ток КЗ, I кз, кА
1	1ШР-1ЩР	19,5	25	25	0,549	0,807
2	1ШР-2ЩР	19,38	25	25	0,549	0,807
3	1ШР-3ЩР	43,73	63	63	0,75	0,919
4	1ШР-4ЩР	12,83	20	20	0,549	0,807
5	1ШР-5ЩР	16,7	20	20	0,549	0,807
6	1ШР-6ЩР	53,46	80	80	0,75	0,919
7	1ШР-7ЩР	4,04	6,3	6	0,361	0,526
8	1ШР-8ЩР	11,55	16	16	0,361	0,526
9	1ШР-9ЩР	303,32	400	400	2,890	3,789
10	1ШР-10ЩР	68,14	100	100	1,245	2,106
11	1ШР-11ЩР	112,87	160	160	1,245	2,106
12	2ШР-12ЩР	9,7	12,5	12	0,361	0,526
13	2ШР-13ЩР	72,21	100	100	1,245	2,106
14	2ШР-14ЩР	175,3	250	250	1,601	2,232
15	2ШР-15ЩР	89,71	125	125	1,245	2,106
16	2ШР-16ЩР	127,9	200	200	1,601	2,232
17	2ШР-17ЩР	7,72	12,5	12	0,361	0,526
18	2ШР-18ЩР	13,49	20	20	0,549	0,807
19	2ШР-19ЩР	24,47	31,5	32	0,601	0,882
20	2ШР-20ЩР	21,8	31,5	32	0,601	0,882
21	2ШР-21ЩР

Подобные документы

• Разработка системы электроснабжения предприятия железнодорожного транспорта

  Расчет электрических нагрузок цехов, определение центра электрических нагрузок. Выбор местоположения главной распределительной подстанции. Расчет мощности цехов с учетом потерь в трансформаторах и компенсации реактивной мощности на низкой стороне.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.11.2010
  

• Электрические нагрузки

  Определение расчетных электрических нагрузок электроснабжения. Расчет нагрузок осветительных приемников. Выбор схемы электроснабжения цеха. Потери мощности холостого хода трансформатора. Выбор питающих кабелей шинопроводов и распределительные провода.
  
  контрольная работа [350,8 K], добавлен 12.12.2011
  

• Расчет системы электроснабжения завода железнодорожного машиностроения

  Определение осветительной нагрузки цехов, расчетных силовых нагрузок. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности. Определение потерь мощности и электроэнергии. Выбор параметров схемы сети электроснабжения.
  
  курсовая работа [4,4 M], добавлен 14.06.2015
  

• Электроснабжение завода по производству теплиц

  Краткая характеристика производства и основных электроприемников. Расчет осветительных нагрузок, выбор мощности трансформатора. Выбор схемы электроснабжения, распределительных шкафов, сечений кабелей. Защита линий и трансформаторов от короткого замыкания.
  
  дипломная работа [1,2 M], добавлен 15.02.2017
  

• Расчет электроснабжения цеха

  Расчет трехфазных электрических нагрузок 0.4 кВ. Выбор числа и мощности цехового трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности. Защита цеховых электрических сетей. Выбор кабелей и кабельных перемычек, силовых пунктов, токов короткого замыкания.
  
  курсовая работа [2,7 M], добавлен 02.06.2015
  

• Электрические сети

  Определение электрических нагрузок. Выбор вариантов схем электроснабжения. Выбор силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Определение потерь мощности в силовых трансформаторах и автотрансформаторах.Электрический расчет сети и определение параметров.
  
  курсовая работа [486,4 K], добавлен 17.03.2009
  

• Проектирование схемы электроснабжения и плана силовой сети цеха

  Проектирование электроснабжения сборочного цеха. Схема цеховой сети и расчет электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности и выбор мощности цеховых трансформаторов. Установка силовых распределительных пунктов. Подбор сечения проводов и кабелей.
  
  курсовая работа [1,5 M], добавлен 05.09.2010
  

• Система электроснабжения вагоностроительного завода

  Краткая характеристика металлопрокатного цеха, расчет электрических и осветительных нагрузок. Выбор схемы цеховой сети, числа и мощности цеховых трансформаторов. Определение напряжения внутризаводского электроснабжения. Расчет картограммы нагрузок.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.04.2012
  

• Разработка системы электроснабжения термического цеха

  Характеристика потребителей (термический цех) системы электроснабжения. Расчет электрических и осветительных нагрузок. Выбор мощности, числа и типа цеховых трансформаторов. Проверка коммутационной и защитной аппаратуры. Токи короткого замыкания.
  
  курсовая работа [812,5 K], добавлен 19.01.2015
  

• Проектирование системы электроснабжения предприятия по изготовлению бетонных строительных материалов

  Расчет электрических нагрузок. Построение схемы электроснабжения. Выбор сечения кабелей и шинопроводов. Проверка электрической сети на потери напряжения. Расчет токов короткого замыкания, защиты генераторов. Выбор основного электрооборудования.
  
  дипломная работа [1,2 M], добавлен 29.03.2016
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам