Электроснабжение металлургического завода

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Введение

Основной задачей выполнения дипломном проекте является самостоятельное глубокое изучение электроснабжения промышленных предприятий, освоение методик технико-экономических расчетов, рациональное использование и применение имеющихся справочных материалов, составление конкурентных вариантов и обоснование правильности принятого решения получение навыков и умение применения полученных знаний.

В дипломном проекте рассматривается ряд различных последовательных задач, решение которых в целом призваны создать полную картину СЭС промышленного предприятия в соответствии с требованиями предъявляемыми к СЭС

В дипломном проекте предлагается выбор СЭС для металлургического завода с подробным проектированием одного из цехов.

Для проектируемого цеха производится расчет силовой и осветительной нагрузки, токов короткого замыкания, питающей и распределительной сети, выбор коммутационно-защитной аппаратуры (КЗА).

Для всего завода производится расчеты и выборка для всех элементов СЭС и УН на стороне до 1 кВ и выше. Руководствуясь полученными результатами определяем целесообразность применения КУ и места их установки для выбранных трансформаторов ГПП и ЦТП.

Рассмотреть несколько конкурентных вариантов СЭС завода и проектируемого цеха для выбранного варианта выбрать соответствующие КЗА исходя из технико-экономических требований, требований надежности и ПУЭ:

- СЭС должна быть проста в исполнении, экономична и надежна, доступна для обслуживающего персонала и должна отвечать нормам ТБ.

- КЗА должна быть надежным, обладать селективным действием, отвечать термоэлектродинамическим нормам, экономично и простота в эксплуатации.

1. Проектирование системы электроснабжения металлургического завода

1.1 Характеристика производства и приемников электроэнергии

В дипломном проекте рассматривается металлургический завод. Металлургический завод расположен в средней Азии и питается от энергосистемы по двухцепной воздушной ЛЭП напряжением 35 кВ.

Для упрощения расчетов принимаю во всех помещениях завода окружающую среду нормальную.

Исходные данные и категории ЭП приведены в таблице 1.1.

Характеристика приемников электроэнергии. На заводе имеется различное технологическое оборудование, принадлежащее к различными категориями ЭП и имеющие различные преобразователи электроэнергии (электродвигательные трансформаторные, выпрямительные и электротермические).

Оборудование имеющие трансформаторные или выпрямительные преобразователи, в основном сварочные агрегаты относят к II категории. Их мощность средняя, они являются источником высших гармоник в сети.

Таблица 1.1.

№	Наименование цеха	Установленная мощность Pн, кВт	Категории ППЭ, %
			1	2	3
1	Цех электролиза	1400	20	60	40
2	Цех регенерации	700	100
3	Разливочный цех	880	30	30	40
4	Склад глинозема	370	35	35	30
5	Компрессорная: а) 0,4 кВ б) синхронные двигатели 10 кВ	250 880	15	15	70
6	Насосная: а) 0,4 кВ б) синхронные двигатели 10 кВ	300 400			100
7	Литейный цех	800		100
8	Кузнечно-механический цех	550	40	20	40
9	Цех металлоизделий	555		70	30
10	Котельная	700	40	40	20
11	Склад горючего	30	20	30	50
12	Склад хлорной извести	40	30	30	40
13	Энергоцех	350	30	30	40
14	Заводоуправление, столовая	350	60	20	20
15	Гараж автомашин	150		40	60

Более подробно в дипломном проекте рассмотрен цех металлоизделий.

Цех металлоизделий (ЦМ) является составной частью отрасли металлургии и предназначен для выпуска различных изделий для этого производства.

В цехе предусмотрено термическое отделение, в котором производится предварительная подготовка заготовок и окончательная подготовка готовых изделий.

В станочном отделении установлены станки различного назначения. Транспортные операции производятся с помощью мостовых кранов и наземных электротележек.

Кроме названных в цехе имеются вспомогательные, бытовые и служебные помещения.

ЦМ получает электроснабжение от цеховой трансформаторной подстанции

КТП 3, расположенной на расстоянии 270 м от заводской подстанции глубокого ввода (ПГВ). Напряжение -- 10 или 35 кВ.

Количество рабочих смен -- 2.

Потребители ЭЭ по надежности ЭСН -- 2 и 3 категории.

Грунт в районе цеха -- песок с температурой +10 °С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 4, 6, и 8 м каждый.

Размеры цеха А х В х Н= 50 х 32 х 10 м.

Все помещения, кроме станочного и термического отделений, двухэтажные высотой 4 м.

Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.

Расположение основного ЭО показано на плане.

Перечень ЭО цеха дан в следующей таблице.

№ на плане	Наименование ЭО	, кВт
1	2	3
1,31,42	Краны мостовые	25
2,3,14	Продольно строгальные станки	12,2
15...17	Плоскошлифовальные станки	3
4...8, 32…35, 39…41	Токарно - револьверные станки	3,5
9…13	Токарные станки	15
18,19	Вертикально -сверлильные станки, 1-фазные	2,5
20	Расточный станок	13
21,22	Фрезерные станки	3,8
23,24	радиально -сверлильные станки,	9,5
25	Электрическая печь сопротивления	60
26,27	Электрические печи индукционные	24
28…30	Электродуговые печи	50
36…38	Вентиляторы	5

1.2 Определение расчетных электрических нагрузок

Для расчета электрических нагрузок предприятия применяются два метода расчета нагрузок. Метод расчетных коэффициентов для определения расчетной нагрузки проектируемого цеха (корпуса) и метод коэффициента спроса для определения ориентировочной нагрузки цехов предприятия.



1.2.1 Определение расчетных электрических нагрузок до 1000 В

Расчет электрической нагрузки проектируемого цеха производятся два этапа.

На первом этапе при предварительном расчете определяется общая нагрузка по цеху в целом. По этой нагрузке выбирается число и мощность цеховых трансформаторов схема электроснабжения цеха.

На втором этапе, который ведется после выбора схемы электроснабжения цеха, расчет электрических нагрузок производится по узлам нагрузок - распределительным пунктам распределительным шинопроводом. Этот расчет необходим для выбора элементов системы электроснабжения; сетей шинопроводов и коммутационно защитные аппаратуры напряжением ниже 1000 В.

Для расчета электрических нагрузок предприятия применяются два метода расчета нагрузок. Метод расчетных коэффициентов для определения расчетной нагрузки проектируемого цеха и метод коэффициентов спроса для определения ориентировочной расчетной нагрузки цехов предприятия.

Указания по расчету электрических нагрузок методом расчетных коэффициентов.

Для представления электрических величин и коэффициентов, характеризующих электропотребления: показатели электропотребления индивидуальных ЭП обозначаются строчными буквами, а группы ЭП - прописными буквами латинского и греческого алфавита.

Номинальная (установленная) мощность одного ЭП - это мощность, обозначенная на заводской табличке или его паспорте.

Групповая номинальная активная мощность - это сумма номинальных активных мощностей группы ЭП.

где - число ЭМ, входящих в группу.

Номинальная реактивная мощность q одного ЭП - реактивная мощность, потребляемая из сети или отдаваемая в сеть, при номинальной активной мощности и номинальном напряжении, а для синхронных двигателей - при номинальном токе возбуждения.

Групповая номинальная реактивная мощность - алгебраическая сумма номинальных реактивных мощностей, входящих в группу ЭП.

где - паспортное или справочное значение коэффициента реактивной мощности.

При расчете электрических нагрузок до 1000 В производится в табличной форме. В итоговой строке определяется групповой коэффициент, используемый для данного узла питания, графа 5 итоговой строки.

Определяется групповой коэффициент мощности для данного узла питания графа 6 итоговой строки.

Эффективное число ЭП - это такое число однородных по режиму работы ЭП одинаковой мощности, которое обуславливает те же значения расчетной нагрузки, что и данная группа ЭП различной мощности.

Для последующего определения эффективного числа определяется для каждой характеристики группы ЭП одинаковой мощности величины в итоговой строке их суммарное значение. При определении эффективного числа ЭП для итоговой строки определяется по выражению:

Найденное значение определяется до ближайшего меньшего числа. Определяется коэффициент расчетной нагрузки в зависимости от коэффициента использования эффективного числа ЭП от таблицы, и заносятся в графу 2 итоговой строки.

Расчетная активная мощность группы ЭП напряжением до 1 кВ, подключенных к узлу питания определяется по формуле:

Расчетная активная мощность группы ЭМ определяется следующим образом:

для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависимости от :

при

при

Значение токовой расчетной нагрузки, по которому выбирается сечение линии по допустимому нагреву, определяется по выражению:

где - полная расчетная мощность узла.

Результаты расчетов вносим в таблицу 1.2.

1.2.2 Определения осветительных нагрузок предприятия

Следует производить по методу удельных мощностей. Тогда расчетная нагрузка осветительной установки (ОУ) в системе общего равномерного освещения определяется по формуле



(1.1)

где - коэффициент спроса осветительной установки

- удельная мощность на ед. производственной площади Вт/м2

Fц - площадь производственного помещения м2 .

При определении величины необходимо предварительно выбрать соответствующий тип светильника, найти нормируемое значение освещенности рабочих мест, коэффициент запаса. Если параметры ОУ окажутся отличными от справочных данных, в расчет вводится поправочный коэффициент, учитывающий отличие нормируемой освещенности, коэффициентов отражения, коэффициента запаса и выраженный зависимостью отношения фактических данных ОУ к справочным.

Результаты расчетов вносим в таблицу 1.3.

1.2.3 Определения электрических нагрузок предприятия

Ориентировочно при наличии данных о составе цехов, установленной мощности приемников электроэнергии и отсутствии подробных данных о составе и мощности ЭП цехов, кроме цехов рассматриваемого подробно, определить по методу коэффициента спроса.

Расчетная нагрузка п- го цеха равна

где - суммарная установленная мощность ЭП п - го цеха;

- коэффициент использования п - го цеха, найденного в соответствии с ниже приведенными соотношениями:

- коэффициент спроса п - го цеха;

- значение тангенса угла, определяемое по справочным данным ().

При этом можно использовать соотношения коэффициентов.

Расчетная нагрузка для цеха, электроснабжение которого в проекте разрабатывается подробно, записывается по результатам предыдущих расчетов методом расчетных коэффициентов.

Результаты расчетов сведены в таблицу 1.4.

1.3 Выбор типа исполнения, числа и мощности цеховых ТП

На основании нагрузок по цехам предприятия, требований к надежности электроснабжения ЭП производится выбор числа и мощности цеховых трансформаторов и размещение их по территории предприятия.

Для цехов с преобладающей нагрузкой I категории при двухтрансформаторных подстанциях коэффициент загрузки должен быть в пределах 0,65-0,7. Для цехов с преобладающей нагрузкой II категории при однотрансформаторных подстанциях с взаимным резервированием трансформаторов - 0,7-0,8. Для цехов с преобладающей нагрузкой II категории при возможности использования централизованного резерва трансформаторов и для цехов с нагрузкой III категории - 0,9-0,95. При этом необходимо учесть, что на двухтрансформаторных подстанциях мощность трансформаторов должна быть такой, чтобы при выходе из строя одного из них второй принял на себя нагрузку подстанции с учетом допустимой перегрузочной способности. При необходимости предусматривается отключение потребителей III категории для обеспечения допустимой перегрузки. В целях упрощения эксплуатации цеховых подстанций и ограничения складского резерва трансформаторов целесообразно применять на предприятии не более 2-3 типоразмеров трансформаторов. В соответствии с ГОСТ 14209-85 и 11677-75 цеховые трансформаторы имеют следующие номинальные мощности: 100,160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА. В настоящее время цеховые ТП выполняются комплектными (КТП), и во всех случаях, когда этому не препятствуют условия окружающей среды и обслуживания устанавливаются открыто.

При выборе номинальной мощности трансформаторов обычно исходят из удельной плотности нагрузки на единицу производственной площади из выражения:

где Рр - активная мощность цеха, кВт.

Fц - площадь цеха, м2

(1.2)

При плотности 0,05 кВ А/м2 целесообразно применяют трансформаторы мощностью до 630 кВА включительно.

Минимальное число цеховых трансформаторов одинаковый мощности предназначенных для питания технологических связанных нагрузок определяется по формуле ;

(1.3)

- расчетная активная мощность.

- коэффициент загрузки трансформатора.

- добавка до ближайшего цехового числа.

(1.4)

где m - дополнительное количество трансформаторов [4], которое определяется по кривым

1.4 Определение мощности компенсирующих устройств до и выше 1000В

Выбираем число и мощность силовых трансформаторов для автосборочного завода, с учетом компенсации реактивной мощности.

Для ограничения потерь активной мощности и напряжение в сети связанных с передачей значительной реактивной мощности, также для увеличения пропускной способности линий и трансформаторов предусматривается установке в сети потребителей компенсирующих устройств в сети выше 1000 В находится из условия баланса реактивной мощности для всего трансформатора.

Находим небольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через 12 трансформаторов.

(1.5)

Суммарная мощность конденсаторных батарей

(1.6)

Дополнительная мощность

(1.7)

НБК для данной группы трансформаторов

- расчетный коэффициент.

Суммарная расчетная мощность

(1.8)

Так, как Qнк ?0 то установка конденсаторных батарей при выборе оптимального числа трансформаторов не требуется.

Суммарная мощность компенсирующих устройств Qк1 на предприятии может быть определена по формуле:

(1.9)

(1.10)

(1.11)

где -наибольшая суммарная реактивная мощность предприятия в период наибольших активных нагрузок энергосистемы.

- наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана в сеть предприятия из сети энергосистемы в период ее наибольших активных нагрузок.

(1.12)

(1.13)

1.5 Распределение мощности КУ по трансформаторным подстанциям

Мощности компенсирующих устройств устанавливаемых в сети до 1000 В распределяется между цеховыми подстанциями пропорционально их расчетным реактивным нагрузкам по формуле:

(1.14)

где, - реактивная мощность первый трансформаторной подстанции.

- расчетная реактивная нагрузка

- округляется до ближайшего стандартного значения комплектной конденсаторной установки (ККУ).



1.6 Определение расчетных нагрузок напряжением выше 1000 В

Расчетные нагрузки напряжением выше 1000 В необходимы для выбора электрооборудования выше 1000 В по номинальному току и сечение проводников по допустимому нагреву. Узлами схемы электроснабжения могут быть радиальные и магистральные ответвления линий питания к трансформаторным подстанциям, секций сборных шин РУ-6(10) кВ. В каждом узле схемы определяется нагрузка в нормальном и аварийном режиме работы.

1.6.1 Определение расчетных нагрузок потребителей напряжением выше 1000 В

Для определения расчетной нагрузки на высокой стороне трансформаторов необходимо к расчетной нагрузке низкой стороны добавить потери активной и реактивной мощности в обмотках трансформаторов.

При известных параметрах трансформаторов, потери мощности в нем могут быть определены по формулам:

Так как параметры трансформаторов нам известны, потери мощности в нем определяем по более точным формулам:

ТМЗ-630/10/0,4:

Здесь - потери холостого хода активной и реактивной мощности в силовых трансформаторах;

- потери короткого замыкания активной и реактивной мощности силового трансформатора %;

- коэффициент изменения потерь (принимается равным 0,07 кВт/кВар);

- коэффициента загрузки трансформатора.

1.6.2 Определение расчетных нагрузок на шинах центра питания предприятия

В зависимости от числа присоединений и группового коэффициента использования, при определении расчетной нагрузки на секции сборных шин РУ, по таблице [4] определяется коэффициент одновременности k0

Коэффициент использования зависит от коэффициента спроса kс , который определяется как отношение:



Таблица 1.6.

Распределение компенсирующих устройств и ТП по цехам

№ цеха				Кол-во тр-ов	Кз			С учетом компенсирующих устройств
									S'
	КТП-1
1	747	742	1053
Итого:	747	742	1053	2х630	0,83	1,8				После откл. 3 кат. цеха №1 кзав=1,31
	КТП-2
2	327	347	477
3	471	490	580
Итого:	798	837	1057	2х630	0,8	1,83				После откл. 3 кат. цеха №3 кзав=1,4
	КТП-3
8	226	232	324
9	205	274	343
4	171	161	235
Итого	602	667	902	2х630	0,7	1,4
	КТП-4
13	153	181	238
14	167	160	232
15	76	159	177
6	336	312	461
Итого:	732	812	1108	2х630	0,87	1,75			-	После откл. 3 кат. цеха №6 кзав=1,4
	КТП №5
5	644	533	840
11	20	23	31
12	24	27	36
Итого	688	583	907	2х630	0,71	1,4
	КТП №6
7	365	386	532
10	443	291	530
Итого	808	677	1062	2х630	0,84	1,68				После откл. 3 кат. цеха №10 кзав=1,4

1.7 Выбор силовых трансформаторов на ГПП

Мощность трансформаторов выбирается из 2 условий:

1.

2.

Принимаем трансформатор типа ТМН-4000/35 [2]

Рхх=5,6 кВт; Iх=0,9%

Рк=33,5 кВт цена: 3500. тыс.cом.

Проверяем трансформатор на систематическую перегрузку:

(1.15)

Проверяем на аварийную перегрузку:

(1.16)

Выбираем 2 трансформатора марки ТМН 4000/35.



1.8 Выбор и обоснование рациональной схемы электроснабжения

предприятия и проектируемого цеха

1.8.1 Выбор схемы электроснабжения предприятия

Схема электроснабжения промышленного предприятия показывает связь между источником питания и потребителям электроэнергии предприятия.

В данной дипломном проекте питание цехов осуществлено по радиальной магистральной схеме, электроснабжения в цепях обеспечения надежности электроснабжения и из за расположения нагрузок в различных напряжениях от источника питания. Для радиальной схемы также для обеспечения надежного электроснабжения и удобства при эксплуатации запитываем нагрузку нескольких цехов от двух трансформаторов подстанции, при этом учитывая коэффициент загрузки трансформаторов при нормальных и аварийных режимах. Трансформаторные подстанции размещаем в цехах с большой нагрузкой и находящихся вблизи ГПП.

Электроснабжение цехов производим кабелями, линиями прокладываемыми в траншеях, имеющих в рабочим режиме, параметры обеспечивающие нормальное электроснабжение при аварийном режиме выходе одного из элементов. Схема электроснабжения настроена с учетом перспективы развития предприятия, то есть обеспечивает возможность подключение дополнительных мощностей, строительства дополнительных линий и ТП.

Схема обеспечивает надежную защиту и автоматическое восстановление питания, потребителей с помощью устройств релейной защиты и автоматики, расчет которых был осуществлена в дипломной работе. Схема должна обеспечивать наименьшие потери мощности электроэнергии и нормальный уровень напряжения.

Для чего в дипломном проекте был осуществлен расчет центра электрических нагрузок, где была, установлена, главная понизительная подстанций кабели в этих цепях проверяются по потери напряжения, которые не превышали допустимые.

В дипломном проекте имеется 12 трансформаторов распределенных между КТП № 1 расположено 2 трансформатора, питает №1;

КТП № 2 расположено 2 трансформатора, питает №2, №3;

КТП № 3 расположены 2 трансформатора, питает №4, №8, 9.

КТП № 4 расположены 2 трансформатора, питает №6, №13, №14, №15.

КТП № 5 расположены 2 трансформатора, питает №5, №12, №11.

КТП № 6 расположены 2 трансформатора, питает №7, №10.

1.8.2 Выбор схемы электрических соединений подстанций

Главная схема электрических соединений подстанции выбирается с учетом схемы развития электрических сетей энергосистемы или схемы электроснабжения района.

Схема подстанции тесно увязана с назначением и способом присоединения подстанции к питающей сети и должна:

-обеспечивать надежность электроснабжения потребителей подстанции в нормальном и в послеаварийном режиме работы;

-учитывать перспективу развития ;

-учитывать требования противоаварийной автоматики;

-обеспечивать возможность проведения ремонтных и эксплуатационных работ на определенных элементах без отключения соседних присоединений.

В соответствии с этими требованиями разработаны типовые схемы распределительных устройств подстанции 6-750 кВ, которые должны применятся при проектировании подстанции.

Распределительные устройства расположенные на открытом воздухе называются - открытыми распределительными устройствами . Как правило подстанции напряжением 35 кВ и выше делаются открытыми.

Расстояния между токоведущими частями и от них до различных элементов подстанции делаются в соответствии с ПУЭ.

Все аппараты ОРУ обычно устанавливаются на невысоких основаниях. На территории ОРУ предусматриваются проезды для механизации монтажа и ремонта оборудования. Шины могут быть гибкими из многопроволочных сталеалюминевых проводов или из жестких труб. Гибкие шины крепятся с помощью подвесных изоляторов, а жесткие шины крепятся на опорных изоляторах. Кабели оперативных цепей, цепей управления и релейной защиты прокладываются в лотках из железобетона без заглубления их в почву, или в металлических лотках подвешенных к конструкции ОРУ.

В дипломном проекте для подстанции 35/10 кВ выбрана схема ОРУ с 2 двумя рабочими шинами с одним секционным выключателям. Эта схема вполне надежна и удобна в эксплуатации.

Рис.1.1. Схема ОРУ с одной секционированной системой сборных шин



1.8.3 Расчет собственных нужд подстанции

Состав потребителей собственных нужд подстанции зависит от типа подстанции, мощности трансформаторов, наличия синхронных компенсаторов, типа оборудования.

Мощность потребителей собственных нужд невелика, поэтому они присоединяются к сети 380/220 В, которая получает питание от понижающих трансформаторов 10/0,4 кВ, которые называются трансформаторами собственных нужд.

Потребителями собственных нужд являются электродвигатели обдува трансформаторов, обогрев приводов выключателей, шкафов КРУН, освещение подстанции и другие потребители.

Наиболее ответственными потребителями собственных нужд являются оперативные цепи, система связи и телемеханики, система охлаждения трансформаторов, аварийное освещение подстанции.

Для питания оперативных цепей может применяться переменный и постоянный ток. Постоянный оперативный ток применяется на подстанциях 110-220кВ с числом масляных выключателей три и более. Для питания оперативных цепей постоянным током предусматривается установка аккумуляторной батареи и зарядно-подзарядного агрегата типа ВАЗП. Мощность трансформаторов собственных нужд выбирается по нагрузкам собственных нужд с учётом коэффициента загрузки и одновременности.

Таблица 1.7.

Вид потребителей	Установленная мощность		tg	Нагрузка
	кВт кол-во	Всего кВт			кВт	кВар
Охлаждение ТМН-4	2х4	8	0,9	0,48	7,20	3,84
Подогрев прибор ВМКЭ-35	2,8х3	8,4	1	0	8,40	-
Подогрев КРУН -10	1х13	13	1	0	13,00	-
Освещение ОРУ	-	7	1	0	7,00	-
Отопление и освещение ОПУ	-	70	1	0	70,00	-
ИТОГО					105,60	3,84

(1.17)

коэффициент спроса

(1.18)

(1.19)

Выбираем 2 трансформатора типа ТМ-63/10/0,4. При отключении одного трансформатора другой будет загружен на . ТСН выдерживает нагрузку при выходе одного трансформатора в ремонт.

Рис.1.2. Схема собственных нужд подстанции

1.9 Выбор рационального места размещения центра питания (ГПП ЦРП)

Наиболее часто ГПП промышленных предприятий выполняют двухтрансформаторами. Однотрансформатор ГПП допустимы только при наличии централизованного резерва трансформаторов, и при по этапом строительство ГПП. Установка более двух трансформаторов возможно в исключительных случаях когда требуется выделить резко переменные нагрузки и питать их от отдельного трансформатора, при реконструкции ГПП, если установка третьего трансформатора, экономически целесообразно.

Выбор мощности трансформаторов ГПП производится на основании расчетной нагрузки предприятия в нормальном режиме работы с учетом режима энергоснабжающей организации по реактивной мощности. В аварийном режиме для надежного ЭС потребителей предусматривается их питание от оставшегося в работе трансформатора. При этом часть неответственных потребителей с целью снижения нагрузки трансформатора может быть отключена.

Приняв нагрузки цехов равномерно распределенными по их площади, можно считать, что центр нагрузок цеха совпадает с центром тяжести фигуры, изображающей цех в плане, тогда ЦЭН предприятия определяется из формул:

(1.20)

(1.21)

где Xi, Yi -координаты i-гo цеха на генплане; Pi - расчетная нагрузка цеха.

Место размещения центра питания (ГПП) показано на генплане.

Координаты цехов: Xo =58 Yo=120



1.10 Расчет и выбор элементов схемы электроснабжения напряжением выше 1000 В

Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов КЗ производится в относительных единицах приближенном методом. Коротким замыканием (КЗ) называют всякое не предусмотренное нормальными условиями работы соединение двух точек электрической цепи (непосредственное или через пренебрежимо малое сопротивление). Причинами КЗ являются механические повреждения изоляции, ее пробой из-за перенапряжения и старения, обрывов, набросов и схлестывания проводов воздушных линий, ошибочные действия персонала и тому подобное.

Вследствие КЗ в цепях возникают опасные для элементов сети токи, которые могут вывести их из строя. Поэтому для обеспечения надежной работы электрической сети, электрооборудования, устройств релейной защиты производится расчет токов КЗ.

Основная цель расчета состоит в определении периодической составляющей тока КЗ для наиболее тяжелого режима работы сети.

При трехфазном КЗ все фазы электрической сети оказываются в одинаковых условиях, поэтому его называют симметричным. Учет апериодической составляющей производят приближенно, допуская при этом, что она имеет максимальное значение в рассматриваемой фазе.

Расчёт проводится для ожидаемого уровня нагрузок в расчетный период.

Расчёт проводится для выбора и проверки уставок релейной защиты и автоматики и проверки параметров оборудования.

Введём ряд допущений, упрощающих расчёт и не вносящих существенных погрешностей:

1. Линейность всех элементов схемы;

2. Приближенный учёт нагрузок;

3.Симметричность всех элементов за исключением мест короткого замыкания;

4. Пренебрежение активными сопротивлениями, если X/R>3;

5. Токи намагничивания трансформаторов не учитываются;

Погрешность расчётов при данных допущениях не превышает 2-5% .

Расчетная схема установки

Рис. 1.3. Расчетная схема	35=37кВ 10=11кВ

Электрическая схема замещения:

Рис. 1.4. Электрическая схема замещения	Находим сопротивления системы: (1.22) Сопротивление линии: (1.23) Сопротивление трансформаторов: (1.24)



Короткое замыкание в точке К-1

		(1.25)

Рис. 1.5. Схема замещения для точки К1

Базисный ток:

(1.26)

Периодическая составляющая тока к.з.

(1.27)

Ударный ток:

(1.28)

где - ударный коэффициент, равный 1,75.

Короткое замыкание в точке К-2

Секционный выключатель отключен.

	где:

Секционный выключатель включен

	К-1	К-2
		С.В. откл.	С.В. вкл.
	9,17 22,46	5,61 13,57	1,61 3,98

Выбор защитной и коммутационной аппаратуры

Электрические аппараты, изоляторы и токоведущие устройства работают в условиях эксплуатации в трех основных режимах: длительном, перегрузки (с повышенной нагрузкой, которая для некоторых аппаратов достигает значения до 1,4 номинальной) и короткого замыкания (КЗ).

В длительном режиме надежная работа аппаратов, изоляторов и токоведущих устройств обеспечивается правильным выбором их по номинальному напряжению и току.

В режиме перегрузки надежная работа аппаратов и других устройств электрических установок обеспечивается ограничением значения и длительности повышения напряжения или тока в таких пределах, при которых еще гарантируется нормальная работа электрических установок за счет запаса мощности.

В режиме КЗ надежная работа аппаратов, изоляторов и токоведущих устройств обеспечивается соответствием выбранных параметров устройств условиям термической и электродинамической стойкости. Для выключателей, предохранителей и выключателей нагрузки добавляется условие выбора их по отключающей способности.

Выбор выключателей и разъединителей

Выключатели выбираются по следующим условиям:

- по напряжению:

- по току:

- по отключающей способности:

- по способности отключения симметричного тока

- по включающей способности:

- на динамическую стойкость:

- на термическую стойкость:

Разъединители выбираются по:

- напряжению:

- току:

- на динамическую стойкость:

- на термическую стойкость:

Выбор выключателей и разъединителей на 35 кВ

Расчетные токи продолжительного режима определяем по

(1.29)



Выбираем выключатель типа ВМКЭ-35А-16/1000У1

Таблица 1.8.

Выбор аппаратуры на стороне 35 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные
	ВМКЭ-35А-16/1000У1	РНДЗ-35/1000У1
кА;	кА;	- - -

Тепловой импульс:

(1.30)

(1.31)

где: В% - относительно номинальное значение содержания апериодической оставляющей тока к.з. в отключаемом токе к.з.

Выбранный выключатель и разъединитель удовлетворяют предъявляемые требования.

Выбор выключателей на 10 кВ

Выбираем выключатель типа ВМПЭ-10-630-20У

Таблица 1.9.

Выбор аппаратуры на стороне 10 кВ

Расчетные данные	Каталожные данные
	ВМПЭ-10-630-20У
кА;	кА;

Тепловой импульс:

Выбранный выключатель удовлетворяют предъявляемые требования.

Выбор измерительных трансформаторов

Выбор трансформаторов тока

Трансформаторы тока предназначены для уменьшения первичного тока до значений, наиболее удобных для измерительных приборов и реле, а также для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.

Выбор трансформаторов осуществляется:

- по напряжению установки ;

- по току ;

- по конструкции и классу точности;

- по электродинамической стойкости ;

- по термической стойкости ;

- по вторичной нагрузке ;

где - сопротивление вторичной нагрузки трансформатора тока;

- номинальное допустимое сопротивление нагрузки трансформатора тока в выбранном классе точности.

Индуктивное сопротивление токовых цепей невелико, поэтому принимаем

. Вторичная нагрузка состоит из сопротивления приборов, соединительных проводов и переходного сопротивления контактов

(1.32)

Сопротивление приборов определяется по выражению:

(1.33)

где - мощность, потребляемая приборами;

- вторичный номинальный ток приборов.

Сопротивление контактов принимаем равным 0,1 Ом.

Чтобы трансформатор тока работал в выбранном классе точности, необходимо выдержать условие:

, (1.34)

откуда:, (1.35)

Зная rпр, можно определить сечение соединительных проводов:

(1.36)

где - удельное сопротивление материала провода.

Применяем провода с медными жилами .

- расчётная длина соединительных проводов.

Выбор трансформаторов тока в цепи линий 35 кВ

Выбираем трансформатор тока типа: ТФМЗ-35АУ1

Таблица 1.10.

Расчетные данные	Каталожные данные

Таблица 1.11.

Данные о вторичной нагрузке

Приборы	Тип	Нагрузка по фазам
		А	В	С
Амперметр	Э-335	-	0,5	-
Сч.акт. энергии	И-676	2,5	2,5	2,5
Сч.реакт. энергии	И-680	2,5	-	2,5
Итого		5	3	5

Выбираем кабель марки АКРВГ сечением 4 мм2.

Выбор трансформаторов тока в цепи ввода10 кВ

Выбираем трансформатор тока типа: ТПЛК-10У3

Таблица 1.12.

Расчетные данные	Каталожные данные

Таблица 1.13.

Данные о вторичной нагрузке

Приборы	Тип	Нагрузка по фазам
		А	В	С
Амперметр	Э-335	-	0,5	-
Сч.акт. энергии	И-680	2,5	2,5	2,5
Сч.реакт. энергии	И-676	2,5	-	2,5
Итого		5	3	5

Выбираем кабель марки АКРВГ сечением 4мм2.

Выбор Т.Т. в цепи линий 10 кВ

Iрi=267,6/12=22,3 А

Выбираем Т.Т. типа: ТПЛК-10У3.

Таблица 1.14

Расчетные данные	Каталожные данные

Таблица 1.15.

Данные о вторичной нагрузке

Приборы	Тип	Нагрузка по фазам
		А	В	С
Амперметр	Э-335	-	0,5	-
Сч.акт. энергии	И-680	2,5	2,5	2,5
Сч.реакт. энергии	И-676	2,5	-	2,5
Итого		5	3	5

Выбираем кабель марки АКРВГ сечением 4 мм2.

Выбор трансформаторов напряжения

Трансформаторы напряжения выбирают:

по напряжению действующей электроустановки ;

по классу точности;

по вторичной нагрузке ,

где - номинальная мощность в выбранном классе точности. При этом следует иметь в виду, что для однофазных трансформаторов напряжения, соединенных в звезду, следует взять суммарную мощность всех трех фаз, а для соединенных по схеме открытого треугольника - удвоенную мощность одного трансформатора.

- нагрузка всех измерительных приборов и реле, присоединенных к трансформатору напряжения.

Если вторичная нагрузка превышает номинальную мощность , то устанавливают второй трансформатор напряжения и часть приборов подключают к нему.

Выбор трансформаторов напряжения в цепи 35 кВ

Выбираем Т.Н. типа: ЗНОМ-35-65У1

Номинальная мощность в кассе точности 05-150 ВА

Таблица 1.16.

Приборы	Тип	S одной катушки	Число катушек	Число приборов			Общая мощность
							Р	Q
Сч. активной энергии	И-680	2	2	1	0,38	0,925	4	9,7
Сч. реактивной энергии	И-676	3	2	1	0,38	0,925	6	14,5
Итого							10	24,2

Выбор трансформаторов напряжения в цепи 10 кВ

Выбираем Т.Н. типа: НОМ-10-66У2

в кассе точности 0,5.

Таблица 1.17.

Приборы	Тип	S одной катушки	Число катушек	Число приборов			Общая мощность
							Р	Q
Вольтметр	Э-335	2	1	1	0,38	0,925	4	9,7
Сч. активной энергии	И-680	2	2	2	0,38	0,925	6	14,5
Сч. реакт. энергии
Итого							10	24,2

(1.37)

Выбранные Т.Н. удовлетворяет требования.

1.11 Выбор сечения сети напряжением выше 1000 В

Выбор шин

Выбираем шины по следующим условиям

1. по току:

где: коэффициент аварийной перегрузки.

- поправочный коэффициент на температуру окружающей среды.

2. на термическую стойкость:

где: - минимальное сечение. с=91 для алюминиевых шин.

3. на динамическую стойкость:

где: напряжение на материале шин.

где: - длина пролета, м.

- коэффициент динамической стойкости.

- расстояние между фазами, м.

- момент сопротивления, м.

Чтобы определить надо рассчитать первую частоту колебаний. Если то , если то находим по графику.

где - параметр первой частоты собственных шин равный 4,73, модуль упругости, - момент инерции, m - масса шины.

Выбор гибких шин на 35 кВ

Для неизолированных алюминиевых проводов при , .

Тогда

Выбираем гибкие шины марки АС 25/4 ,

Гибкие провода на термическую стойкость не проверяются, так как они выполнены голыми. Проверка на схлестывание не требуется, так как ток короткого замыкания меньше 20кА. Гибкие шины проверяются на корону:

Начальная критическая напряженность:

где - коэффициент учитывающий шероховатость поверхности провода (для многопроволочных проводов ); - радиус провода.

Напряженность вокруг провода:

Условие проверки: .

Условие выполняется.

Выбор шин на 10 кВ

Выбираем алюминиевую шину прямоугольного сечения.

кv=1,14

кап=1,3

Проверяем на термическую стойкость.

Выбранная шина термически стойка.

Проверяем на динамическую стойкость.

;

т.к.

Выбранная шина термически и динамически стойка.

Выбор кабеля для питания КТП

Выбор сечения сети напряжением выше 1000 В, производится по техническим и экономическим условиям.

К техническим условиям относятся: выбор сечений по нагреву расчетным током, условия коронирования, механической прочности от кратковременного выделения тепла током к.з., потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах, Экономические условия выбора заключается в определении сечения линии приведенные затраты на сооружение которой будут минимальны.

Сечение кабеля, провода по нагреву выбираются исходя из расчетного тока нагрузки с последующей проверкой его в аварийном режиме. При определении допустимого тока проводника необходимо учитывать, условия прокладки кабелей, т.е. число проложенных рядом кабелей, фактическую температуру среды, в которой проложены кабели.

Выбираем кабель для питания КТП-1.

(1.38)

где - активные и реактивные потери в трансформаторах, определяемые по формулам

кВт

кВар

Определяем расчётный ток

По справочным материалам выбираем кабель марки ААБл трёхжильный сечением 25 мм2 А.

где -коэффициент учитывающий температуры среды так как t=+15oC [4].

- коэффициент учитывающий число проложенных рядом кабелей, равный 0,9 так как КТП-1 питают два кабеля [4].

км, мОм/м, мОм/м,

активное и реактивное сопротивление кабеля, берется из табл. П6-4 [5].

Определим потери напряжения:

;

ААБл (3х25) для КТП-1.

Выбираем кабель для питания КТП-2.

кВт

кВар

По справочным материалам выбираем кабель марки ААБл трёхжильный сечением 25 мм2 А.

Выбираем кабель для питания КТП-3.

кВт

кВар

По справочным материалам выбираем кабель марки ААБл трёхжильный сечением 25 мм2 А.



Выбираем кабель для питания КТП-4.

кВт

кВар

По справочным материалам выбираем кабель марки ААБл трёхжильный сечением 25 мм2 А.

Выбираем кабель для питания КТП-5.

кВт

кВар

По справочным материалам выбираем кабель марки ААБл трёхжильный сечением 16 мм2 А.



Выбираем кабель для питания КТП-6.

кВт

кВар

По справочным материалам выбираем кабель марки ААБл трёхжильный сечением 25 мм2 А.

1.12 Выбор схемы электроснабжения цеха металлоизделий

Расчет электрических нагрузок по узлам цеховой сети

Расчетные нагрузки по узлам схемы выше 1000 В необходимы для выбора электрооборудования выше 1000 В по номинальному току и сечения проводников по допустимому нагреву. Узлами схемы электроснабжения напряжения выше 1000 В могут быть радиальные и магистральные ответвления линий питания к трансформаторным подстанциям, секции сборных шин РУ - 6(10) кВ. В каждом узле схемы определяется нагрузка в нормальном и аварийном режимах работы.

Отличительной особенностью расчета электрических нагрузок электроприемников напряжением выше 1000 В является следующее:

-зная реальную загрузку высоковольтных электродвигателей, в графу 5 заносим вместо ;

-в графу 7 заносим ;

-эффективное число не определяется и графы 9 10 не заполняются;

-расчетная нагрузка цеховых трансформаторных подстанций заносится в графы 7 и 8;

Для определения расчетной нагрузки на высшей стороне трансформатора необходимо к расчетной нагрузке низкой стороны добавить потери активной и реактивной мощности в обмотках трансформатора.

Расчет питающей и распределительной сети

Выбор внутрицеховых распределительных пунктов

Выбор токопроводов. Выбираем распределительный шинопровод (ШРА).

Расчетный ток ШРА-1 выбираем шинопровод типа ШРА4 с , ; ; , .

, ,

Проверка токопроводов на динамическую прочность .

Расчетный ток ШРА-2 выбираем шинопровод типа ШРА4 с , ; ; , .

, ,

Проверка токопроводов на динамическую прочность .

Расчетный ток СП 1 выбираем силовой пункт типа ШРС1-24У3 число отходящих линий 6х100+2х250.

, ; ; , .

, ,

Проверка токопроводов на динамическую прочность .

Расчетный ток СП-2 ,

Выбираем силовой шкаф типа ШР11 -73506-22У3 Iном = 250 А 8Ч250

Число присоединений 8; номинальный ток рубильника (Р16-373) 400 А.

Расчетный ток СП-3 ,

Выбираем силовой шкаф типа ШР11 -73506-22У3 Iном = 250 А 3Ч250

Число присоединений 3; номинальный ток рубильника (Р16-373) 400 А.

Таблица 1.19.

Цеховые распределительные пункты

Обозначение на плане	Расчётный ток, А	Фактическое число ЭП	Расчетная активная мощность, кВт	Расчетная реактивная мощность, кВар	Марка
ШРА-1	98,9	13	38,6	52,36	ШРА4 -250А
ШРА -2	36,5	11	12,9	20,32	ШРА4 - 250А
СП-1	334,4	6	155,8	155,4	ШРС1-24У3-400
СП-2	43,3	8	19,9	20,41	ШР11 -73506-22У3 -250
СП-3	19,3	3	10,5	7,16	ШР11 -73506-22У3-250

Выбор кабелей

ТП - ШРА-1: выбираем кабель сечением 35 мм2.

;; , .

АВВГ (3Ч35+1Ч16) , , .

ТП - ШРА-2: выбираем кабель сечением 25 мм2.

;; , .



АВВГ (3Ч25+1Ч16) , , .

Расчетный ток СП-1 , выбираем кабель сечением 185 мм2.

; ; , .

АВВГ(3Ч185+1Ч95) , , .

Расчетный ток СП-2 , выбираем кабель сечением 16 мм2.

; ; , .

АВВГ(3Ч16+1Ч6) , , .

Расчетный ток СП-3 , выбираем кабель сечением 16 мм2.

; ; , .

АВВГ(3Ч16+1Ч6) , , .

Таблица 1.20.

Выбор марки и сечения кабелей, питающих СП

Шинопровод, силовой пункт		Сечение, мм	Марка
ШРА-1	98,9	(3Ч35+1Ч16)	АВВГ	120
ШРА-2	36,5	(3Ч25+1Ч16)	АВВГ	100
СП-1	334,4	(3Ч185+1Ч90)	АВВГ	435
СП-2	43,3	(3Ч16+1Ч6)	АВВГ	90
СП-3	19,3	(3Ч16+1Ч6)	АВВГ	90

Выбор кабеля от ШРА - 1 до приемника №2 (Продольно-строгальный станок) ; .

Выбираем кабель сечением 10 мм2.

АВВГ (3Ч10+1Ч6) ; .

Таблица 1.21.

Выбор марки и сечения кабелей, питающих ЭП цеха

Номер на плане	Наименование ЭП				Сечение, мм	Марка
1,31,42	Краны мостовые	25	0,80	47,5	3(1х16)	АПВ	55
2,3,14	Продольно строгальные станки	12,2	0,60	30,9	3(1Ч10)	АПВ	38
15...17	Плоскошлифовальные станки	3	0,50	9,1	3(1х2)	АПВ	14
4...8, 32…35, 39…41	Токарно - револьверные станки	3,5	0,50	10,6	3(1х2)	АПВ	14
9…13	Токарные станки	15	0,50	45,6	3(1х16)	АПВ	55
18,19	Вертикально -сверлильные станки, 1-фазные	2,5	0,50	7,6	3(1х2)	АПВ	14
20	Расточный станок	13	0,60	32,9	3(1Ч10)	АПВ	38
21,22	Фрезерные станки	3,8	0,50	11,5	3(1х2)	АПВ	14
23,24	радиально -сверлильные станки,	9,5	0,60	24,1	3(1Ч6)	АПВ	26
25	Электрическая печь сопротивления	60	0,35	260,5	(3Ч120+1Ч70)	АВВГ	295
26,27	Электрические печи индукционные	24	0,60	60,8	(3Ч10+1Ч6)	АВВГ	70
28…30	Электродуговые печи	50	0,90	84,4	(3Ч16+1Ч6)	АВВГ	90
36…38	Вентиляторы	5	0,85	8,9	1(4Ч2,5)	АПВ	15

Расчет 3-фазного и однофазного токов короткого замыкания в сети до 1000 В.

Расчет 3-фазного тока короткого замыкания в сети до 1000В

Сети промышленных предприятий напряжением до 1 кВ характеризуются большой протяженностью и наличием большого количества коммутационно-защитной аппаратуры. При напряжении до 1 кВ даже небольшое сопротивление оказывает существенное влияние на ток К.З. Поэтому в расчетах учитывают все сопротивления короткозамкнутой цепи, как индуктивные, так и активные.

Рис.1.2. Электрическая схема

Определяем сопротивления цехового трансформатора

;

.

Определяем суммарные сопротивления в точке к1:

Ток короткого замыкания и ударный ток в точке к1:

;



Определяем суммарные сопротивления в точке к2:

; .

Ток короткого замыкания и ударный ток в точке к2:

;

Определяем суммарные сопротивления в точке к3:

; .

; .

Ток короткого замыкания и ударный ток в точке к3:

;

к1	9,7	14,4
к2	7,77	11,4
к3	4,27	6,27

Расчет тока однофазного КЗ

Определение величины тока однофазного КЗ необходимо для проверки надежности работы зануления, для проверки чувствительности устройств защиты, для расчета защитного заземления.

В точке к - 1

; ; ;

;

В точке к - 2

; ; ;

В точке к - 3

; ; ;



Вид тока
В точке к-1	2,53	3,69
В точке к-2	1,94	2,7
В точке к-3	1,04	1,46

Выбор коммутационно-защитной аппаратуры до 1000 В

В процессе эксплуатации цеховых сетей и электрооборудования требуется отключение и включение сети источника питания, а также надежная защита их аварийных режимов. Такую функцию осуществляют коммутационно-защитные аппараты цеховой сети.

В цеховой сети могут возникать следующие, недопустимые по току режимы работы:

- увеличение тока вследствие перегрузки;

- увеличение тока вследствие к.з.;

- увеличение тока в момент пуска или самозапуска электродвигателей низкого напряжения.

Для защиты проводов и кабелей от ненормальных режимов в сетях напряжением до 1000В устанавливаются предохранители и автоматы.

В качестве аппаратов защиты электрических сетей и установок промпредприятий следует широко применять предохранители, не допуская необоснованного применения автоматических выключателей.

Автоматические выключатели следует применять в случаях:

а) необходимости автоматизации управления, так как некоторые типы автоматов выполняются с приводами дистанционного управления;

б) необходимости обеспечения более скорого по сравнению с предохранителями восстановления питания и если при этом не имеют решающего значения вероятность неселективных отключений и отсутствие эффекта ограничения тока к.з.;

в) частых аварийных отключений.

Размещение КЗА производится таким образом, чтобы все элементы и участки сети были защищены от воздействия токов к.з. и длительных перегрузок. Для этого аппараты защиты устанавливаются во всех точках сети, где сечение проводка уменьшается, а также там, где это необходимо по условиям соблюдения. Аппараты защиты устанавливаются непосредственно в местах присоединения защищаемых участков сети к шинам подстанции или к питающей линии, соответственно сечению защищаемого элемента. Этот участок должен быть защищен от механических повреждений.

В отдельных случаях для ответвлений, выполняемых в труднодоступных местах, аппараты защиты допускается устанавливать на расстоянии до 30 м от точки ответвления в месте удобном для обслуживания, надежно защищая проводники с негорючей оболочкой от механических повреждений.

Выбор предохранителей

При выборе предохранителей необходимо учитывать следующие условия:

Номинальное напряжение предохранителя должно быть больше или равно номинальному напряжению сети

2. По нагреву расчетным (рабочим) током . Для этого необходимо соблюдать условия,



где ; соответственно номинальные токи предохранителя и плавкой вставки, А; - коэффициент надежности, зависящий от рода нагрузки, в расчетах ориентировочно можно принимать:

для постоянных нагрузок (электроосвещение, электронагрев и др.);

для сварочных аппаратов;

для электронагревателей, пускаемых напрямую;

для статических конденсаторов;

- расчетный ток линии, приведенный к ПВ=100%, А.

Для единичных приемников электроэнергии (ЭЭ) за расчетный ток следует принимать номинальный ток приемников.

3. Предохранитель не должен отключать линию при перегрузках нормальной эксплуатации (пусковые токи - ). Это условие выдерживается при соблюдении соотношения

где - ток срабатывания предохранителя, зависящего от продолжительности перегрузки, А.

Пусковые или пиковые токи и их продолжительности определяются расчетным путем или должны быть известны. Например, номинальный пусковой ток асинхронных двигателей определяется по каталожным данным по формуле , где - номинальный ток двигателя, А; - кратность пускового тока, которая изменяется от 5 до 7.

Для защиты линий, питающих более одного двигателя, если известны расчетный ток линии , пусковой ток двигателя с максимальным пусковым током , ток плавкой вставки определяют по формуле

где - номинальный ток двигателя, имеющего максимальный пусковой ток, А.

Ток плавкой вставки можно выбрать упрощенным методом:

При легком пуске время перегрузки tП до 2,0 с

;

б) при среднем пуске tП=3,5-8 с

;

в) при тяжелом пуске tП более 10 с

;

4. По отключающей способности. Отключаемый ток к.з. (действующее значение) должен быть меньше, чем предельно отключаемый ток.

Выбираем предохранитель для приемника № 2 (Продольно- строгальный станок) ; .

1. , ;

2. , ;

3. , ,

4. ,

По данным условиям мы выбрали предохранитель марки ПР2 - 100.

Таблица 1.22.

Выбор предохранителей

Номер на плане	Наименование ЭП					Ток плавкой вставки, А	Марка предохранителя
1,31,42	Краны мостовые	25	0,80	47,5	60	60	ПР-2-60
2,3,14	Продольно строгальные станки	12,2	0,60	30,9	60	60	ПР-2-60
15...17	Плоскошлифовальные станки	3	0,50	9,1	15	15	ПР-2-15
4...8, 32…35, 39…41	Токарно - револьверные станки	3,5	0,50	10,6	15	15	ПР-2-15
9…13	Токарные станки	15	0,50	45,6	60	60	ПР-2-60
18,19	Вертикально -сверлильные станки, 1-фазные	2,5	0,50	7,6	15	15	ПР-2-15
20	Расточный станок	13	0,60	32,9	60	60	ПР-2-60
21,22	Фрезерные станки	3,8	0,50	11,5	15	15	ПР-2-15
23,24	радиально -сверлильные станки,	9,5	0,60	24,1	60	60	ПР-2-60
25	Электрическая печь сопротивления	60	0,35	260,5	400	400	ПН-2-400
26,27	Электрические печи индукционные	24	0,60	60,8	100	100	ПР-2-100
28…30	Электродуговые печи	50	0,90	84,4	60	60	ПР-2-60
36…38	Вентиляторы	5	0,85	8,9	15	15	ПР-2-15



Выбор выключателей автоматических

1. По напряжению

где - номинальные напряжения соответственно автомата и сети;

2. По расчетному (рабочему) току

,

где - соответственно номинальные токи автомата, теплового и электромагнитного расцепителей;

По пиковому (пусковому) току

где - фактическое время срабатывания теплового расцепителя при прохождении пикового (пускового) тока;

- продолжительность пикового (пускового) тока.

4. По току короткого замыкания

где - допустимая величина отключаемого тока к.з. автоматом (паспортное значение);

- допустимое и расчетное значения ударного тока к.з.;

По селективности. У выключателей, имеющих тепловые расцепители, селективность может быть обеспечена при условии

где - номинальные токи наибольшего и наименьшего по величине тока автоматов.

1.

2.

3.

4.

5.

По данным условиям мы выбрали автоматический выключатель ВА 88-32.

Построение карты селективности защит

По карте селективности проверяется в работе защитных аппаратов. Обычно карты селективности строятся для той точки цепочки, где установлены аппараты защиты с наибольшими номинальными данными.

Исходными данными для построения карты селективности являются:

1. Пиковые нагрузки и токи к.з. в интересующих точках;

2. Номинальные данные аппаратов защиты, подлежащие проверке на селективность;

3. Время - токовые (защитные) характеристики аппаратов защиты (в справочных данных);

4. Миллиметровая бумага с логарифмическим масштабом, так как время - токовые характеристики соответствующих аппаратов защиты приведены в справочниках в логарифмическом масштабе.

Порядок построения карты селективности следующий:

1. На миллиметровой бумаге наносится время - токовая характеристика наиболее удаленного аппарата защиты от источника питания, так как такой аппарат имеет наименьшие номинальные данные, чем аппарат, установленный в вышележащей ступени;

2. Указываются токи пиковые и к.з. Определяется время срабатывания при протекании тока к.з.

3. Наносится защитная характеристика аппарата, установленного на след. ступени;

4. Проверяется селективность в работе этих аппаратов при протекании тока к.з.

На карте селективности, кроме защитных характеристик, должны быть указаны: а) электрическая цепь, для которой построена карта селективности;

б) тип аппарата защиты и номинальные данные.

При построении карты селективности необходимо учитывать, что не должны быть пересечения защитных характеристик. Пересечение характеристик свидетельствует о неселективном срабатывании аппаратов.

Проектирование освещение цеха металлоизделий

На промышленных предприятиях около 10% потребляемой электроэнергии затрачивается на электрическое освещение. Правильное выполнение осветительных установок способствует рациональному использованию электроэнергии, улучшению качество выпускаемой продукции, повышению производительности труда, уменьшению аварий и случаев травматизма.

Для каждого помещения заданы освещенность, высота, площадь и высота расчетный поверхности над полом.

Для этих помещений определяем число и мощность источника света, выбираем и располагаем светильники.

Станочное отделение №1.

Освещенность объекта , лк, - это отношение светового потока Ф, падающего на поверхность объекта, к площади его поверхности F.

H=9м где - расчетная высота помещения;

, длина помещения;

, ширина помещения;

, - высота расчетной поверхности над полом;

, - расстояние светильников от перекрытия (свес);

Определяем расчетную высоту подвеса светильника над рабочей поверхностью

Расстояние между светильниками

- расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стены;

Определяем число светильников

Определяем индекс помещения

По справочнику для светильников ДРЛ находим . Принимая Z-1,15, определяем расчетный поток одной лампы

Для данных по таблицам справочника находим Вт/м.

Мощность ламп равна

Выбор светильника для ДРЛ мощностью 400 Вт, РСПО5.

Определяем расчетную мощность

Рассчитываем расчетный ток

Выбираем провод с медными жилами с поливинилхлоридной изоляцией ПВ сечение 6 мм2 .

Станочное отделение №2.

Освещенность объекта , лк, - это отношение светового потока Ф, падающего на поверхность объекта, к площади его поверхности F.

H=9м где - расчетная высота помещения;

, длина помещения;

, ширина помещения;

, - высота расчетной поверхности над полом;

, - расстояние светильников от перекрытия (свес);

Определяем расчетную высоту подвеса светильника над рабочей поверхностью

Расстояние между светильниками

- расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стены;

Определяем число светильников

Определяем индекс помещения

По справочнику для светильников ДРЛ находим . Принимая Z-1,15, определяем расчетный поток одной лампы

Для данных по таблицам справочника находим Вт/м.

Мощность ламп равна

Выбор светильника для ДРЛ мощностью 400 Вт, РСПО5.

Определяем расчетную мощность