Способы оптимизации энергопотребления
Характеристики потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Расчет электрических нагрузок и выбор цеховых сетей. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Выбор и осуществление проверки электрооборудования подстанции.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.10.2016 |
| Размер файла | 387,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВВЕДЕНИЕ
Основным направлением развития системы электроснабжения является совершенствование способов получения, преобразования, передачи распределения и использования энергоресурсов или энергии различных видов. Повышение КПД всех энергоустановок и уменьшение их экологического влияния.
Энергосбережение: уменьшение потерь при передаче, меньшее применение материала и надежная конструкция элементов системы, компенсация реактивной мощности, сравнение графиков нагрузок во времени.
Повышение надежности систем электроснабжения; обеспечение требуемого качества электроэнергии.
Переход на новую элементную базу вспомогательных цепей систем электроснабжения: внедрение микропроцессорных систем зашиты, автоматического управления, сигнализации, обработки измерительных данных, анализа аварийных ситуаций, широкое применение компьютерной техники.
Обеспечение электро-пожаро-взрывобезопостности установок, совершенствование и разработка новых устройств защиты.
Создание новых методов и средств получения энергии и преобразование различных видов энергии в электрическую, разработка новых способов передачи и использования электроэнергии.
Новые конструкции распределительных устройств, применение новых комплектных узлов электрических сетей.
1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Электроприёмники в цехе №2 такие как тельферы, насосы, мешалки, трансформаторы, прессы можно охарактеризовать по роду тока, частоте, напряжению, мощности, коэффициенту мощности, степени симметрии, линейности, требованиям к качеству электроэнергии, режимам работы.
По роду тока электроприёмники участка работают на трёхфазном-(двигатели), двухфазном-(сварочный трансформатор), 0однофазном-(освещение) переменном токе.
По напряжению. Электроприёмники участка эксплуатируются в сети низкого напряжения с линейным напряжением 0.38 кВ.
По частоте. Промышленная частота 50 Гц.
По установленной мощности. Установленная мощность - это сумма номинальных мощностей группы электроприёмников.
По коэффициенту мощности. Коэффициент мощности делят на высокий, средний и низкий. Электроприёмники данного участка работают с высоким и средним коэффициентами мощности.
По степени симметрии и линейности. Все электроприемники симметричны в цепи сохраняется синусоидальность.
По режиму работы.
Продолжительный режим работы характеризуется работой оборудования продолжительное время. Температура рабочих частей достигает установившегося значения не превышающего допустимого. На данном участке в этом режиме работают: вентиляторы, насосы.
Кратковременный режим работы характеризуется небольшим по времени работы периодом и длительности паузы с включением от сети. Температура не успевает достигнуть установившегося значения за время включения, а за время отключения снижается до температуры окружающей среды. На данном участке в этом режиме работает сварочный пост.
Повторно-кратковременный режим работы характеризуется кратковременным режимом работы, чередующимся с паузами. Температура рабочих частей не успевает достигнуть установившейся температуры, а за время паузы не успевает снизиться до температуры окружающей среды. На данном участке в этом режиме работает кран-балка
Так как данный участок не содержит электроприёмников, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, а приведёт к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих мест, механизмов и практического транспорта, то значит, что данный участок относится ко второй категории электроснабжения.
Требования, предъявляемые к данной категории: рекомендуется два источника питания; перерыв в электроснабжении допускается на время необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Допускается питание от одного трансформатора, перерыв в электроснабжении разрешается не более одних суток.
1.1 АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Для правильного анализа работы потребителей используют графики электрических нагрузок, показывающие изменение мощности от времени, каждая отрасль предприятия имеет свой собственный график в зависимости от технических процессов производства.
Р, %
t, ч
Рисунок 1 Типовой суточный график электрических нагрузок для чёрной металлургии
На рисунке 1 представлен суточный график, близкий к равномерному, так как нагрузка в течении суток распределена равномерно. Все величины представляются усредненными за промежутки времени, и определяется при помощи интегрирующих измерительных приборов, счетчиков активной и реактивной энергии.
Максимум нагрузки участка приходится на утро с 6 до 11 часов, продолжительность которого составляет 5 часов. Минимум потребляемой мощности приходится на ночь с 20 до 6 часов утра.
Суммарный суточный график предприятия равномерный, так как режим работы потребителей связан с определенным временем суток, выравнивание графика целесообразно для предприятия, так как при этом уменьшается плата за установленную мощность; сети разгружаются от пиковых нагрузок, то есть уменьшаются потери мощности, экономится электроэнергия.
Основные мероприятия по регулированию графика нагрузок:
широкое использование запасенных материалов, запасенной энергии (водонапорной башни, газовые турбины, маховые колеса);
смещение времени работы оборудования, часов максимума нагрузки на другие часы суток, если оборудование имеет краткосрочную суточную нагрузку;
применение различных аккумулирующих устройств;
отключение в часы максимума нагрузки оборудования работать по непрерывному графику в течении суток;
временное отключение вспомогательного оборудования;
рассредоточение во времени пусков крупных приемников электроэнергии;
смешение перерывов в работе.
Построим на основе суточного графика годовой график нагрузок
P,%
Рисунок 2 Годовой график электрических нагрузок
По графику определяется число часов использования максимума нагрузки.
, ( 1 ) 1
где W- годовой расход активной электроэнергии, %·ч;
Pmax - максимальная нагрузка, %
По годовому графику определяется количество потребляемой электроэнергии
WA=P1·t1+ P2·t2+…+ P5·t5 ( 2 ) 1
WA=1825·100+1095·95+730·2+1460·90+3650·84=791685%·ч
ч
Характер графика зависит от режима его работы и технологического процесса. График определяется соотношением между мощностями отдельных электроприемников, временем начала и окончания смен, а так же перерывов в работе.
2. ВЫБОР РОДА ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ
На основании характеристик приемников электроэнергии, выбирается цеховая сеть напряжением 380В, переменного тока промышленной частоты. Распределительная сеть предприятия выполнена на напряжение 6кВ.
3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
Расчет электрических нагрузок производят методом упорядоченных диаграмм. Он позволяет определить расчетный максимум нагрузки приемников различных по мощности. Исходными данными являются установленная мощность и количество электроприемников.
Рассмотрим расчет группы электроприемников на примере РП-1а.
Записывается группа электроприемников.
Определяем число электроприемников в группе
рубильник тельферов n1 = 1,
тельфер n2 = 1,
фрикционный пресс n3 = 1,
низковольтный трансформатор n4 = 1,
сварочный пост n5 = 1.
Определяем приемники с наибольшей и наименьшей мощностью
Pmin1 = 5,1 кВТ, Pmax1 = 5,1 кВТ
Pmin2 = 3,1 кВТ, Pmax2 = 3,1 кВТ
Pmin3 = 17 кВТ, Pmax3 = 17 кВТ
Pmin4 = 2,5 кВТ, Pmax4 = 2,5 кВТ
Pmin5 = 32 кВТ, Pmax5 = 32 кВТ
Рассчитываем суммарную мощность всех электроприемников в группе
Pном1 = 5,1 кВТ
Pном2 = 3,1 кВТ
Pном3 = 17 кВТ
Pном4 = 2,5 кВТ
Pном5 = 32 кВТ
Коэффициент использования Ки и коэффициент мощности cos берется из справочной таблицы для данной группы электроприемников. Через cos определяется tg 1
рубильник тельферов Ки = 0,15 cos = 0,5 tg = 1,73
тельфер Ки = 0,15 cos = 0,5 tg = 1,73
фрикционный пресс Ки = 0,17 cos = 0,65 tg = 1,17
низковольтный трансформатор Ки = 0,06 cos = 0,65 tg = 1,17
сварочный пост Ки = 0,25 cos = 0,35 tg = 2,7
Рассчитывается среднесменная мощность
Pсм = РнКи ( 3 ) 1
Pсм1 = 5,1·0,15 = 0,77 кВТ,
Pсм2 = 3,1·0,15 = 0,47 кВТ,
Pсм3 = 17·0,17 = 2,87 кВТ,
Pсм4 = 2,5·0,06 = 0,15 кВТ,
Pсм5 = 32·0,25= 8 кВТ
Рассчитываем среднесменную реактивную мощность
Qсм = Pсм·tg ( 4 ) 1
Qсм1 = 0,77·1,73 = 1,33 квар,
Qсм2 = 0,47·1,73 = 0,81 квар,
Qсм3 = 2,89·1,17 = 3,38 квар,
Qсм4 = 0,15·1,17 = 0,18 квар,
Qсм5 = 8·2,7 = 21,6 квар
Рассчитываем нагрузку узла РП-1а.
Количество приемников в узле n = 5.
Рассчитываем общую суммарную мощность всех приемников в узле
Pном.общ.=Pном1+Pном2+Pном3+Pном4+Pном5 ( 5 ) 1
Pном.общ=5,1+3,1+17+2,5+32=59,7 кВТ
Рассчитываем модуль силовой сборки
( 6 ) 1
Рассчитываем сумму всех активных мощностей
Pсм=Pсм1+Pсм2+Pсм3+Pсм4+Pсм5 ( 7 ) 1
Pсм=0,77+0,47+2,89+0,15+8=12,28 кВТ
Рассчитываем сумму всех реактивных сменных мощностей
Qсм=Qсм1+Qсм2+Qсм1+Qсм2+Qсм1 ( 8 ) 1
Qсм=1,33+0,81+3,38+0,18+21,6=27,3 квар
Рассчитываем коэффициент использования для узла
( 9 ) 1
Рассчитываем tg, а через него найдем коэффициент мощности cos
(10) 1
,
cos = 0,42
Находим эффективное число электроприемников в узле
Если n?5, а m?3, то nэ рассчитывается по формуле
nэ = n (11) 1
Если m>3, а Ки ? 0,2, то nэ рассчитывается по формуле
(12) 1
Т.к. m>3 (m=12,8), а Ки ? 0,2 (Ки=0,67),
Находим коэффициент максимума
Т.к. n=5, а Ки=0,21 то Км=2,4 1
Определим расчетную мощность узла
Pр=KмPсм (13) 1
Pp=2,4·12,28=29,47 кВТ
Определим реактивную расчетную мощность узла
Если n?10 то реактивную мощность определяем по формуле
Qp = Qсм (14) 1
Если n<10 то реактивную мощность определяем по формуле
Qp=1.1·Qсм (15) 1
Qp=1,1·27,3=30,03 квар
Определим полную расчетную мощность узла
(16) 1
Определяем расчетный ток узла
(17) 1
Остальные расчеты выполняются аналогично и сводятся в таблицу 1
Таблица
Расчет электрических нагрузок
|
Таблица 1 - Расчет электрических Iр |
кА |
17 |
184,5 |
|||||||||
|
Расчетная нагрузка |
Sр |
кВА |
16 |
121,7 |
||||||||
|
Qр |
квар |
15 |
67,54 |
|||||||||
|
Pр |
кВТ |
14 |
101,35 |
|||||||||
|
Км |
13 |
1,27 |
||||||||||
|
nэ |
12 |
9 |
||||||||||
|
Средняя нагрузка |
Qcм |
квар |
11 |
18,9 |
31,2 |
5,2 |
2,3 |
2,0 |
1,8 |
61,4 |
||
|
Рсм |
кВТ |
10 |
25,2 |
41,6 |
6,9 |
2,3 |
2,0 |
1,8 |
79,8 |
|||
|
tg |
9 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
0,77 |
||||
|
cos |
8 |
0,80 |
0,80 |
0,80 |
0,70 |
0,70 |
0,70 |
0,79 |
||||
|
Ки |
7 |
0,60 |
0,80 |
0,60 |
0,20 |
0,10 |
0,60 |
0,57 |
||||
|
m |
6 |
10 |
||||||||||
|
Мощность при ПВ=100% |
Pн |
кВТ |
5 |
42 |
52 |
11,5 |
11,5 |
20 |
3,0 |
140 |
||
|
Pmin |
кВТ |
4 |
20,0 |
22,0 |
4,5 |
4,5 |
20,0 |
3,0 |
3,0 |
|||
|
Рmax |
кВТ |
3 |
22 |
30 |
7 |
7 |
20 |
3 |
30 |
|||
|
N |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
10 |
||||
|
Группы и узлы приемников |
1 |
РП - 7 вентилятор |
Шаровая |
Барабан «Микка» |
Троллейная лента |
Реверсивный рубильник бака |
Бак |
Итого: |
|
17 |
63,74 |
||||||||||||||
|
16 |
41,07 |
||||||||||||||
|
15 |
30,03 |
||||||||||||||
|
14 |
29,47 |
||||||||||||||
|
13 |
2,4 |
||||||||||||||
|
12 |
4 |
||||||||||||||
|
11 |
1,33 |
0,81 |
3,38 |
0,18 |
21,60 |
27,30 |
7,36 |
7,96 |
11,23 |
0,91 |
2,85 |
||||
|
10 |
0,77 |
0,47 |
2,89 |
0,15 |
8,00 |
12,28 |
6,29 |
6,80 |
9,60 |
0,70 |
1,65 |
||||
|
9 |
1,73 |
1,73 |
1,17 |
1,17 |
2,70 |
2,22 |
1,17 |
1,17 |
1,17 |
1,30 |
1,73 |
||||
|
8 |
0,50 |
0,50 |
0,65 |
0,65 |
0,3,5 |
0,42 |
0,65 |
0,65 |
0,50 |
0,70 |
0,50 |
||||
|
7 |
0,15 |
0,15 |
0,17 |
0,06 |
0,25 |
0,21 |
0,17 |
0,17 |
0,24 |
0,10 |
0,15 |
||||
|
6 |
12,8 |
||||||||||||||
|
5 |
5,1 |
3,1 |
17,0 |
2,5 |
32,0 |
59,7 |
37 |
40 |
40 |
7 |
11 |
||||
|
4 |
5,1 |
3,1 |
17,0 |
2,5 |
32,0 |
2,5 |
8 |
40 |
40 |
7 |
11 |
||||
|
3 |
5,1 |
3,1 |
17,0 |
2,5 |
32,0 |
32,0 |
29 |
40 |
40 |
7 |
11 |
||||
|
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
5 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||||
|
1 |
РП - 1а |
Рубильник тельферов |
Тельфер |
Фрикционный пресс |
Н/В трансформатор |
Сварочный пост |
Итого |
РП - 2б |
Фрикционный пресс |
Револьверный пресс |
Смесительный бегун |
Троллеи лаф-та |
Палаты тельферов |
|
17 |
105,8 |
354,3 |
|||||||||||||
|
16 |
69,9 |
232,9 |
|||||||||||||
|
15 |
39,9 |
123,9 |
|||||||||||||
|
14 |
57,3 |
198,27 |
|||||||||||||
|
13 |
1,9 |
1,4 |
|||||||||||||
|
12 |
8 |
6 |
|||||||||||||
|
11 |
4,00 |
0,26 |
1,71 |
36,28 |
96,39 |
7,96 |
0,53 |
3,98 |
3,81 |
112,67 |
96,36 |
||||
|
10 |
4,00 |
0,15 |
0,99 |
30,18 |
128,5 |
6,8 |
0,7 |
3,4 |
2,2 |
141,6 |
128,52 |
||||
|
9 |
1,00 |
1,73 |
1,73 |
1,20 |
0,75 |
1,17 |
0,75 |
1,17 |
1,73 |
0,80 |
0,75 |
||||
|
8 |
0,70 |
0,50 |
0,50 |
0,64 |
0,80 |
0,65 |
0,80 |
0,65 |
0,50 |
0,78 |
0,80 |
||||
|
7 |
0,2 |
0,15 |
0,15 |
0,19 |
0,70 |
0,17 |
0,7,0 |
0,17 |
0,20 |
0,55 |
0,70 |
||||
|
6 |
40 |
91,8 |
|||||||||||||
|
5 |
20,0 |
1,0 |
6,6 |
126,6 |
183,6 |
40,0 |
1,0 |
20,0 |
11,0 |
255,6 |
183,6 |
||||
|
4 |
20,0 |
10,0 |
3,1 |
1,0 |
91,8 |
40,0 |
1,0 |
20,0 |
11,0 |
1,0 |
91,8 |
||||
|
3 |
20,0 |
1,0 |
3,5 |
40,0 |
91,8 |
40,0 |
1,0 |
20,0 |
11,0 |
91,8 |
91,8 |
||||
|
2 |
1 |
1 |
2 |
10 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
6 |
2 |
||||
|
1 |
Распределительная лента |
Лебедка воздуховода |
Тельфера |
Итого: |
РП - 1 |
СМ - 115 |
Револьверный пресс |
Мешалка |
Фрикционный пресс |
Рубильник кран-балки |
Итого: |
РП - 2 |
СМ - 115 |
|
17 |
329,8 |
195,6 |
|||||||||||
|
16 |
217,7 |
129,1 |
|||||||||||
|
15 |
112,2 |
62,9 |
|||||||||||
|
14 |
186.6 |
112,7 |
|||||||||||
|
13 |
1,4 |
1,6 |
|||||||||||
|
12 |
4 |
6 |
|||||||||||
|
11 |
5,57 |
101,96 |
21,60 |
4,77 |
11,96 |
7,96 |
0,92 |
1,18 |
5,78 |
57,14 |
|||
|
10 |
4,76 |
133.28 |
8,00 |
2,76 |
44,00 |
6,80 |
0,53 |
0,68 |
7,70 |
70,47 |
|||
|
9 |
1,17 |
0,77 |
2,70 |
1,73 |
1,34 |
1,17 |
1,73 |
1,73 |
0,75 |
0,81 |
|||
|
8 |
0,65 |
0,79 |
0,50 |
0,50 |
0,95 |
0,65 |
0,50 |
0,50 |
0,80 |
0,77 |
|||
|
7 |
0,17 |
0,63 |
0,25 |
0,20 |
0,80 |
0,17 |
0,15 |
0,15 |
0,70 |
0,44 |
|||
|
6 |
6,5 |
15,7 |
|||||||||||
|
5 |
28,0 |
211,6 |
32,0 |
13,8 |
55,0 |
40,0 |
3,5 |
4,5 |
11,0 |
159,8 |
|||
|
4 |
14,0 |
14,0 |
32,0 |
13,8 |
55,0 |
40,0 |
3,5 |
4,5 |
11,0 |
3,5 |
|||
|
3 |
14,0 |
91,8 |
32,0 |
13,8 |
55,0 |
40,0 |
3,5 |
4,5 |
11,0 |
55,0 |
|||
|
2 |
2 |
4 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
7 |
|||
|
1 |
Фрикционный пресс |
Итого |
РП-2а |
Сварочный пост |
Кран-балка |
ПК-2 |
Револьверный пресс |
Рубильник тельфера |
Наждак |
Сульфидный насос |
Итого |
|
17 |
233,1 |
59,3 |
1588,4 |
||||||||
|
16 |
153,8 |
39,1 |
1044,2 |
||||||||
|
15 |
90,59 |
22,81 |
572,8 |
||||||||
|
14 |
124,4 |
31,8 |
873,1 |
||||||||
|
13 |
1,70 |
1,15 |
1,48 |
||||||||
|
12 |
14 |
7 |
32 |
||||||||
|
11 |
44,85 |
31,82 |
5,78 |
82,35 |
14,70 |
6,04 |
20,74 |
520,71 |
|||
|
10 |
38,25 |
27,20 |
7,70 |
73,15 |
19,60 |
8,05 |
27,65 |
591,53 |
|||
|
9 |
1,17 |
1,17 |
0,75 |
1,13 |
0,75 |
0,75 |
0,75 |
0,88 |
|||
|
8 |
0,65 |
0,65 |
0,80 |
0,66 |
0,80 |
0,80 |
0,80 |
0,75 |
|||
|
7 |
0,17 |
0,17 |
0,70 |
0,18 |
0,70 |
0,70 |
0,70 |
0,40 |
|||
|
6 |
5,0 |
1,6 |
91,8 |
||||||||
|
5 |
225,0 |
160,0 |
11,0 |
396,0 |
28,0 |
11,5 |
39,5 |
1468,3 |
|||
|
4 |
30,0 |
20,0 |
11,0 |
11,0 |
7,0 |
4,5 |
4,5 |
1,0 |
|||
|
3 |
55 |
20 |
11 |
55 |
7 |
7 |
7 |
91,8 |
|||
|
2 |
5 |
8 |
1 |
14 |
4 |
2 |
6 |
70 |
|||
|
1 |
ЩСУ |
Револьверный пресс |
Фрикционный пресс |
Насос шлакоудаления |
Итого |
РП-7а |
Насосы |
Мешалки |
Итого |
Итого по цеху |
4. РАСЧЕТ И ВЫБОР ЦЕХОВЫХ СЕТЕЙ
Выбор схемы электроснабжения. При проектировании схемы электроснабжения предприятия наряду с надежностью и экономичностью необходимо учитывать такие требования, как характер размещения нагрузок на территории предприятия, потребляемую мощность, наличие собственного источника питания. В нашем случае применяют радиальную схему электроснабжения. Радиальную схему применяют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным их распределением по площади цеха, и как правило, её применяют при загрязненной окружающей среде. Может применяться для любой категории электроприемников.
Рисунок 3 Радиальная схема электроснабжения
QS1, QS2, QS3, QS4, QS5, QS6, QS7 - автоматические выключатели
СП - силовой пункт
РШ - распределительный шкаф
РУНН - распределительное устройство низкого напряжения
Т - силовой трансформатор
FU1, FU2 - предохранители
На рисунке изображен цеховой трансформатор, включенный через автоматический выключатель присоединеный к шинам распределительного устройства низкого напряжения РУНН состоящий из шкафов с автоматическими выключателями, от которых отходят линии на вторую ступень распределения это распределительные пункты РП, силовые пункты СП, распределительные шкафы РШ, шины силового управления ШСУ в которых находятся защитные аппараты предохранители и автоматические выключатели и от которых отходят линии к электроприемникам цеха.
Достоинством радиальных схем является их высокая надежность, так как авария на одной линии не влияет на работу электроприемников, подключенных к другой линии. Недостатками радиальных схем являются: малая экономичность, связанная со значительным расходом проводникового материала, труб, распределительных шкафов; большое число защитной и коммутационной аппаратуры; ограниченная гибкость сети при перемещениях электроприемников, вызванных изменением технологического процесса.
Выбор предохранителей.
Предохранитель - это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключения защищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущих частей под действием тока, превышающего определенное значение.
Рассчитаем предохранители на примере группы электроприемников РП-1.
Предохранитель не должен срабатывать при длительных токах нагрузки и при пусках электроприемников
(18) 1
, (19) 1
где - это ток длительно допустимый для плавкой вставки, А;
.- номинальный ток отдельного электроприемника, А;
-пусковой ток одиночного двигателя с короткозамкнутым ротором или другого электроприемника, А;
-коэффициент, зависящий от условий и длительности пускового периода:
=2,5 - обычный пуск; 1
=1,6 - тяжелый пуск 1
Рассчитаем номинальный ток электроприемника.
, (20) 1
где Pном - паспортная мощность, кВТ;
Uном - номинальное напряжение сети, кВ;
cos - коэффициент мощности из таблицы нагрузок; [ПЗ]
- учитывается для двигательной нагрузки 1
Рассчитаем пусковой ток электроприемника
, (21) 1
где -кратность пускового тока:
=5 - для двигательной нагрузки; 1
=3 - для трансформаторов, печей, выпрямительных устройств; 1
=1 - для остальных электроприемников 1
Iпуск=3•173,21=519,63 А
Рассчитаем длительно допустимый ток плавкой вставки
(22) 1
По расчетным данным выбираем предохранитель НПН2 1
НПН2 - предохранитель трубчатый с закрытым не разборным патроном с наполнителем. Iном=63А, Iпл.вст.3=6А
63А>6А
6А>4,24А
Условие выбора выполнены.
Все данные сводятся в таблицу 2
Таблица 2
Выбор предохранителей
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
||||||
|
электроприемники |
Iном |
Iпуск |
Тип |
Iном |
Iпл.вст. |
||
|
А |
А |
А |
А |
А |
|||
|
РП-1 |
|||||||
|
СМ-115 |
173,20 |
519,63 |
207,85 |
ПН-2 |
250 |
250 |
|
|
Реверсивный пресс |
105,30 |
526,30 |
210,52 |
ПН-2 |
250 |
250 |
|
|
Мешалка |
2,12 |
10,60 |
4,24 |
НПН-2 |
63 |
6 |
|
|
Фрикционный пресс |
52,63 |
263,15 |
105,26 |
ПН-2 |
250 |
125 |
|
|
Рубильник |
36,67 |
183,35 |
73,34 |
ПН-2 |
250 |
80 |
Выбор автоматических выключателей.
Рассчитаем автоматические выключатели для всех узлов. Рассмотрим пример расчета на одном из групп.
Автоматический выключатель не должен срабатывать от расчетного тока линий и расчетного из таблицы нагрузок
[ 1 ]
, [ 1 ]
Iпуск=5•144,74=723,7А
Рассчитаем ток теплового расцепителя
(23) 1
Iт.р.=1.5•144,76=166,45 А
Рассчитаем ток электромагнитного расцепителя
(24) 1
Iэм.р=1,2•723,7=868,44 А
По расчетным данным выбираем автоматический выключатель марки ВА51-35 с Iн=250А, Iт.р=200А и Iэм.р=2400А
250А>144,74А
200А>166,45А
2400А>868,44А
Остольные расчеты выполняются аналогично, все данные сводятся в таблицу 3.
Таблица 3
Выбор автоматических выключателей
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
||||||||
|
группа |
Iн |
Iпуск |
1,15 Iн |
1,2 Iпуск |
Тип |
Iн |
Iтр |
Iэм.р |
|
|
А |
А |
А |
А |
А |
А |
А |
|||
|
ЩСУ |
|||||||||
|
Рев. пресс |
144,74 |
723,70 |
166,45 |
868,44 |
ВА51-35 |
250 |
200,0 |
2400,0 |
|
|
Рев. пресс |
78,95 |
394,75 |
90,79 |
473,70 |
ВА51Г-25 |
100 |
100,0 |
700,0 |
|
|
Фрикционный пресс |
52,63 |
263,15 |
60,52 |
315,78 |
ВА51Г-25 |
100 |
63,0 |
441,0 |
|
|
Насос |
23,4 |
117,00 |
26,91 |
140,40 |
ВА51Г-25 |
100 |
31,5 |
220,5 |
|
|
узлы |
Iр |
Iпик |
1,1 Iр |
1,25 Iпик |
Тип |
Iн |
Iтр |
Iэм.р |
|
|
А |
А |
А |
А |
А |
А |
А |
|||
|
РП-7 |
184,53 |
452,62 |
202,98 |
565,78 |
ВА51-35 |
250 |
250 |
3000 |
|
|
ЩСУ |
233,12 |
932,21 |
256,43 |
1165,26 |
ВА52-37 |
400 |
320 |
3200 |
|
|
РП-7а |
59,29 |
123,32 |
65,22 |
154,15 |
ВА51Г-25 |
100 |
80 |
240 |
|
|
РП-1а |
63,74 |
446,35 |
70,11 |
557,94 |
ВА51Г-25 |
100 |
80 |
560 |
|
|
РП-2б |
105,85 |
614,26 |
116,44 |
767,83 |
ВА52-33 |
160 |
125 |
1250 |
|
|
РП-1 |
354,27 |
725,65 |
389,70 |
940,81 |
ВА52-37 |
400 |
400 |
4000 |
|
|
РП-2 |
329,86 |
728,24 |
362,85 |
910,30 |
ВА52-37 |
400 |
400 |
4000 |
|
|
РП-2Б |
195,61 |
608,09 |
215,17 |
760,11 |
ВА51-35 |
250 |
250 |
3000 |
|
|
Итого |
1588,43 |
2548,17 |
1747,27 |
3185,21 |
ВА75-45 |
2500 |
2500 |
5000 |
Выбор проводов и кабелей.
На примере покажем выбор сечения провода для группы револьверного пресса.
Сечение провода выбирается путем сравнения номинального тока электроприемника и допустимого тока провода по справочной таблице.
, 1
где Iдоп - предельно допустимый ток, который можно пропустить по проводу, А
175А144,74А
Исходя из этого условия выбирается провод с Iдоп=175А и S=95мм2
Определим падение напряжения в проводе 1
, (25) 1
где l - длина питающей линии, км;
r0 - активное сопротивление в проводе, Ом/км; 1
x0 - индуктивное сопротивление в проводе, Ом/км; 1
cos - коэффициент мощности [ПЗ]
ДU=1,7·144,74·0,01•(0,329·0,65+0,06·0,76)=0,65 В
Определяем процентное выражение падения напряжения
, (26) 1
где Uн - номинальное напряжение сети, В
Т.к 0,17%<5%, то провод удовлетворяет условию. 1
Проверим кабель на соответствие выбранному аппарату защиты
IдопКзIз (27) 1
где Кз - коэффициент защиты; 1
Iз - ток плавкой вставки предохранителя, А 1
КзIз=0,8200=160 А
175А>160А
Выбираем марку кабеля АСБГ.
А - кабель с алюминиевой жилой
С - свинцовая оболочка
Б - броня из плоских стальных лент
Подушка под броней - крепированная бумага, пропитанная битумом
Г - без защитных покровов
Провода и кабели для остальных электроприемников и узлов рассчитываются аналогично. Результаты вычислений сведены в таблицу 4.
Таблица 4
Выбор проводов и кабелей
|
Электро- приемники |
Iном |
Iдоп |
S |
r0 |
x0 |
КзIз |
марка |
||||
|
А |
км |
А |
мм2 |
В |
% |
||||||
|
ЩСУ |
|
||||||||||
|
Рев. пресс |
144,74 |
0,01 |
175 |
95 |
0,329 |
0,060 |
0,65 |
0,17 |
160,0 |
АСБГ |
|
|
Рев. пресс |
78,95 |
0,03 |
85 |
35 |
0,894 |
0,064 |
2,58 |
0,68 |
80,0 |
АПВ |
|
|
Фрикционный пресс |
52,63 |
0,02 |
55 |
16 |
1,950 |
0,068 |
2,41 |
0,63 |
50,4 |
АПР |
|
|
Насос |
23,40 |
0,01 |
27 |
5 |
12,500 |
0,104 |
4,08 |
1,07 |
25,2 |
АПР |
|
|
Итого |
233,12 |
0,07 |
270 |
120 |
0,261 |
0,060 |
6,14 |
1,62 |
256,0 |
ААБ |
|
|
РП-1 |
|||||||||||
|
СМ-115 |
173,21 |
0,01 |
175 |
95 |
0,329 |
0,060 |
0,89 |
0,23 |
82,50 |
АПР |
|
|
Рев. пресс |
105,26 |
0,02 |
120 |
50 |
0,625 |
0,063 |
1,68 |
0,44 |
82,50 |
АПВ |
|
|
Мешалка |
2,12 |
0,03 |
15 |
2 |
12,500 |
0,104 |
1,11 |
0,29 |
1,98 |
АПВ |
|
|
Фрикционный пресс |
52,63 |
0,02 |
55 |
16 |
1,950 |
0,066 |
2,40 |
0,63 |
41,25 |
АПР |
|
|
Рубильник |
36,67 |
0,03 |
37 |
8 |
5,210 |
0,090 |
5,12 |
1,35 |
26,40 |
АПВ |
|
|
Итого |
354,27 |
0,07 |
2200 |
70 |
0,447 |
0,061 |
132,00 |
ААБ |
|||
|
РП-7 |
184,53 |
0,05 |
200 |
120 |
0,261 |
0,060 |
3,87 |
1,02 |
200 |
АПР |
|
|
РП-7а |
59,29 |
0,05 |
70 |
25 |
1,250 |
0,066 |
5,30 |
1,39 |
64 |
АПВ |
|
|
РП-1а |
63,74 |
0,05 |
70 |
25 |
1,250 |
0,066 |
4,90 |
1,29 |
64 |
АПВ |
|
|
РП-2б |
105,85 |
0,05 |
70 |
25 |
0,625 |
0,063 |
1,53 |
1,08 |
100 |
АПР |
|
|
РП-2 |
329,86 |
0,05 |
2165 |
50 |
0,625 |
0,062 |
15,30 |
4,03 |
320 |
ААБ |
|
|
Электро- приемники |
Iном |
Iдоп |
S |
r0 |
x0 |
КзIз |
марка |
||||
|
А |
км |
А |
мм2 |
В |
% |
||||||
|
РП-2а |
195,61 |
0,05 |
200 |
120 |
0,261 |
0,06 |
4,06 |
1,07 |
200 |
АПР |
5. КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Одним из важнейших этапов работы системы электроснабжения промышленных предприятий, а так же при проектировании является компенсация реактивной мощности. Так как передача реактивной мощности по сети не экономична. Основная нагрузка промышленных предприятий двигательная, т.е. носит индуктивный характер. Индуктивная мощность вырабатывается генераторами электростанции. Но т.к. передача не экономична, применяется компенсация реактивной мощности на месте её потребления. Источниками реактивной мощности могут быть конденсаторные батареи и синхронные двигатели.
Разгрузка сетей от реактивной мощности ведёт к снижению тока, а, следовательно, и к снижению потерь активной и реактивной мощности. Кроме того увеличена пропускная способность сети, а вновь проектируемые сети с учётом компенсации выбираются меньшим сечением.
Коэффициент мощности cos является важным показателем работы электроустановок. Он показывает, какая часть всей потреблённой мощности является активной, т.е. преобразованной в другой вид энергии. Т.к. реактивную мощность не выгодно передавать по сетям, то чем ближе cos к 1, тем работа электроустановки эффективней.
Рисунок 4 Диаграмма работы компенсирующего устройства
U - напряжение питающей сети, В
Р - активная мощность в сети потребления, кВТ
S - полная мощность в сети до компенсации, кВА
SI - полная мощность в сети после компенсации, кВА
QC - мощность компенсирующего устройства, квар
QL - реактивная мощности в сети потребления до компенсации, квар
(QL-QC) - реактивная мощность в сети потребления после компенсации, квар;
cos и cosI - коэффициенты мощности до и после компенсации соответственно, cos cosI
Существует естественная компенсация, т.е. без применения компенсирующих устройств. Позволяет увеличить cos на 0,02. Способы естественной компенсации: рациональная загрузка; исключение холостого хода.
При загрузке асинхронных двигателей менее 60% переключают обмотку с треугольника на звезду. При загрузке трансформаторов менее 40%, трансформатор отключают, а его нагрузка переводится на другие трансформаторы. Ставятся ограничители холостого хода, автоматизация производства, выравнивание графика нагрузки.
Замена трансформаторов на новое оборудование с меньшими потерями реактивной мощности. Где возможно применение синхронных двигателей вместо асинхронных. Рассредоточение пусков крупных потребителей.
Искусственная компенсация осуществляется с помощью компенсирующих устройств.
Проведем расчет компенсирующего устройства.
Рассчитаем реактивную мощность, которую целесообразно пропускать через силовой трансформатор, квар
Qт =, (28) 1
где n - число трансформаторов;
Sнт-предполагаемая стандартная мощность трансформатора (выбирается в зависимости от реактивной мощности для всего участка), кВА; 1
- рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора для второй категории электроснабжения; 1
Рр - расчетная активная мощность всего участка, кВТ ПЗ
Qт=квар
Найдём мощность компенсирующей установки для покрытия реактивной нагрузки
Qк1=Qр, (29) 1
где Qр - расчётная реактивная мощность, квар; 1
Qк1=572,79 квар
Найдём реактивную мощность для покрытия реактивных дополнительных потерь в трансформаторе, квар
Qк2= Qр-Qк1-nSнт, (30) 1
где - расчётный коэффициент, зависящий от климатической зоны, количества рабочих смен, мощности трансформатора соединения и от длины питающей линии 1
Qк2=572,79-572,79-1•0,5•1000=-500 квар
т.к Qк2 отрицательное число, то Qк=Qк1=572,79 квар 1
По Qк выберем тип и стандартную мощность компенсирующего устройства УКЛ(П)-0,38-450-150УЗ
Установка конденсаторных батарей рабочее напряжение 0,38 кВ, мощность 432 квар, количество конденсаторных батарей 1.
Qнк=432 квар
Сделаем перерасчёт полной мощности
SрI= (31) 1
SрI= кВА
Рассчитаем коэффициент мощности cos после компенсации
cos=
Компенсация мощности оправданна, так как cos после компенсации значительно выше 0,990,72.
6. ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
Выбор трансформатора осуществляется в зависимости от категории электроснабжения, от места установки, условий эксплуатации и т.д. Для цеховых помещений выбирается марка трансформатора ТМ. Мощность трансформатора выбирается за счет суточной нагрузки, учитывая возможные перегрузки.
С учетом компенсации определяем полную средне сменную мощность
, (32) 1
где Qнк - номинальная мощность компенсационной установки, квар;
кВА
Определим коэффициент заполнения графика
(33) 1
Определяем коэффициент кратности допустимой нагрузки трансформатора
(34) 1
Кн=1,17
Определяем мощность трансформатора
(35) 1
кВА
Таблица 5
Технические данные выбранного трансформатора
|
Тип трансформатора |
UН1 |
UН2 |
Uк |
Pо |
Pк |
||
|
кВ |
кВ |
% |
% |
кВТ |
кВТ |
||
|
ТМ-1000/6 |
6 |
0,4 |
1,4 |
5,5 |
2,45 |
11 |
Выбранный трансформатор проверяется на перегрузочную способность в после аварийном режиме
Кзгт=?0,75, (36) 1
Кзгт=
Так как Кзгт трансформатора меньше 0,75, то трансформатор можно использовать после аварийного режиме с перегрузкой на 140%, в течении пяти суток, но не более шести часов в сутки. 1
7. Расчет И ВЫБОР питающей линии 6кВ
Рассчитаем питающую линию 6кВ.
По условиям прокладки выбираем кабель марки ААШвУ
А - алюминиевая жила
А - алюминиевая оболочка
Шв - защитный покров из поливинилхлоридного шланга
У - бумажная изоляция повышенной термостойкости.
Определим расчетный ток линии
, (37) 1
где SнТ - номинальная мощность трансформатора цеховой подстанции, кВА;
Uн - номинальное напряжение линии, кВ
А
Выбираем допустимый ток IД=110 А, поэтому выбираем сечение равное 50 мм2. 1
Выбирается сечение кабеля по экономической плотности тока
, (38) 1
где - экономическая плотность тока,
1
Принимается ближайшее большее стандартное значение. Так как наибольшее сечение равно 76,4 мм2, то выберем сечение равным S=95 мм2. 1
Определим относительное падение напряжения на кабеле, оно не должно превышать 5% от номинального напряжения линии.
?5% (39) 1
, (40) 1
где cos - коэффициент после компенсации;
; 1
1
В
1,26%5%
Кабель удовлетворяет условию.
8. расчет токов короткого замыкания
расчет токов короткого замыкания проводится методом относительных единиц. Для расчета составляют расчетную схему электроснабжения и на ее основе схему замещения. Расчетная схема - однолинейная схема, на которой указываются все элементы системы и их параметры, влияющие на ток к.з. Схема замещения соответствует расчетной схеме, но все магнитные связи замешены электрическими, а элементы сопротивлениями.
Определяем индуктивное сопротивление обмоток расщепленного трансформатора
, (41) 1
Определяем активное и индуктивное сопротивление кабельных линий.
1 Кабельная линия
(42) 1
где Uк - напряжение к.з. данного трансформатора, определяющее полное сопротивление его обмоток, %; [ ]
Sб - базисная мощность, МВА;
Sн - номинальная мощность трансформатора, МВА
(44) 1
2 Кабельная линия
, (45) 1
, (46) 1
где l - длина линии, км;
r0 - удельное активное сопротивление, Ом/км; 1
х0 - удельное индуктивное сопротивление, Ом/км; 1
Найдем индуктивное сопротивление двух обмоточного трансформатора
Рассчитываем ток короткого замыкания в первой точки. Определим суммарное сопротивление до первой точки к.з. Находится по правилам параллельного и последовательного сложения активных и индуктивных составляющих, по направлению от источника до точки к.з.
Найдем отношение
Так как 12>3, то активное сопротивление не учитывается, а полное сопротивление равно индуктивному 1
Рассчитываем базисный ток
(46) 1
кА
Определим установившийся ток короткого замыкания
(47) 1
кА
По графику находим ударный коэффициент по отношению
Ку=1,78 1
Рассчитываем ударный ток
(48) 1
кА
Определяем мощность короткого замыкания
(49) 1
МВА
Рассчитываем ток короткого замыкания во второй точки
(50) 1
(51) 1
Найдем отношение
Так как 2,93, то полное сопротивление рассчитывается по формуле
(52) 1
Определим установившийся ток короткого замыкания
(53) 1
кА
По графику находим ударный коэффициент по отношению
Ку=1,25 1
Рассчитываем ударный ток
кА
Определяем мощность короткого замыкания
(54) 1
МВА
Рассчитаем третью точку короткого замыкания
(55) 1
(56) 1
Найдем отношение
Так как 16>3, то активное сопротивление не учитывается, а полное сопротивление равно индуктивному
(57) 1
Рассчитываем базисный ток
(58) 1
кА
Определим установившийся ток короткого замыкания
(59) 1
кА
По графику находим ударный коэффициент по отношению
Ку=1,81 1
Рассчитываем ударный ток
кА
Определяем мощность короткого замыкания
(60) 1
МВА
На этом расчет точек короткого замыкания окончен, а результаты расчетов сводятся в таблицу
Таблица 6
Расчет токов короткого замыкания
|
Короткое замыкание |
Z |
|
|
|||
|
кА |
кА |
кА |
МВА |
|||
|
Точка 1 |
1,08 |
9,14 |
8,46 |
21,23 |
92,59 |
|
|
Точка 2 |
1,26 |
9,14 |
7,25 |
12,80 |
79,36 |
|
|
Точка 3 |
6,67 |
147 |
21,63 |
55,36 |
14,99 |
Рисунок 5 Схема расчетная
Рисунок 6 Схема замещения
9. ВЫБОР И ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПОДСТАНЦИИ
электроэнергия электроснабжение электрический трансформатор
Оборудование выбирается по номинальным данным тока и напряжения, затем производиться проверка на термическую и электродинамическую стойкость к токам короткого замыкания по наихудшим условиям.
Выбор высоковольтного выключателя.
Высоковольтный выключатель - это коммутационный, аппарат, предназначенный для включения и отключения цепи с током и автоматического отключения токов короткого замыкания.
Предположительно для установки на понизительную подстанцию выбираем выключатель ВВ/ТЕЛ-10.
Вначале осуществляется выбор по напряжению, т.е. номинальное напряжение сети должно быть меньше или равно номинальному напряжению выключателя
UC ? UB (61) 1
6кВ<10кВ
Расчетный ток сети не должен, превышать номинальный ток выключателя
(62) 1
96,15А<630 А
Производим проверку выключателя на отключающую способность
, (63) 1
где - установившийся ток короткого замыкания в первой точке, кА;
- номинальный ток отключения, кА
8,46кА12,5кА
Производим проверку на электродинамическую стойкость
, (64) 1
где - ударный ток короткого замыкания в первой точке; кА;
- ток электродинамической стойкости выключателя, кА
21,23кА32кА
Находим тепловой импульс тока короткого замыкания
, (65) 1
где tз - время действия основной защиты, tз=0,5 если в защите используется РТ-40, с; 1
- время отключения тока короткого замыкания равное времени отключения выключателя 1
- постоянная времени затухания переходного процесса для распределительных сетей предприятия, с; 1
с
кА2•с
Рассчитаем тепловой импульс тока короткого замыкания, на который рассчитан выключатель по условию термической стойкости
, (66) 1
Выбор разъединителя
Разъединитель - это контактный коммутационный аппарат, предназначенный для включения и отключения электрической цепи без тока или с незначительным током. При ремонтных работах разъединителем создается видимый разрыв между частями оставшихся под напряжением и аппаратами, выведенными в ремонт. Разъединителями нельзя отключать токи нагрузки, т.к. их контактная система не имеет дугагасительных устройств и возникает устойчивая дуга.
Выбор и расчет аналогичен выбору высоковольтного выключателя, но разъединитель не проверяется на отключающую способность.
Предположительно для установки на понизительную подстанцию выбираем разъединитель РВ-10.
Вначале осуществляется выбор по напряжению, т.е. номинальное напряжение сети должно быть меньше или равно номинальному напряжению разъединителя
(67) 1
6кВ<10кВ
Расчетный ток сети не должен превышать номинальный ток разъединителя
(68) 1
96,15А<400А
Производим проверку на электродинамическую стойкость
21,3А41А
Рассчитаем тепловой импульс тока короткого замыкания, на который рассчитан разъединитель по условию термической стойкости
(69) 1
кА2•с
Производим проверку на термическую стойкость
Выбор трансформатора тока
Трансформатор тока предназначен для понижения первичного тока до стандартной величины (5А и 1А) и для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокого напряжения.
Предположительно для установки на понизительную подстанцию выбираем трансформатор тока ТПЛ-6.
Вначале осуществляется выбор по напряжению, т.е. номинальное напряжение сети должно быть меньше или равно номинальному напряжению первичной обмотки трансформатора тока.
(70) 1
6кВ10кВ
Расчетный ток сети недолжен превышать номинальный ток первичной обмотки трансформатора тока, А;
(71) 1
96,15А100А
, (72) 1
где - кратность электродинамической стойкости трансформатора тока 1
=250
кА
Производим проверку на электродинамическую стойкость
21,23кА35,35кА
Производим проверку на термическую стойкость, кА2•с
(73) 1
кА2с
Проверим кабель на термическую стойкость,
, (74) 1
где - расчетный коэффициент
=75 1
мм2
Так как минимальное сечение меньше номинального, то кабель удовлетворяет проверке на термическую стойкость.
По данным выбора составляется таблица 7
Таблица 7
Выбор высоковольтного оборудования
|
Расчетные данные сети |
Каталожные данные |
|||
|
ВВ/ТЕЛ-10 |
РВ-10 |
ТПЛ-10 |
||
|
U=6кВ |
10,0 кВ |
10 кВ |
10,00 кВ |
|
|
Iр=96,15А |
630,0 А |
400 А |
100,00 А |
|
|
Iк =8,46кА |
12,5 кА |
- |
- |
|
|
Iу=21,23 кА |
32,0 кА |
41 кА |
35,35 кА |
|
|
Вк=37,58кА2с |
468,75 кА2с |
1024 кА2с |
60,75 кА2с |
10. ВЫБОР И РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА
В данной схеме релейной защиты силового трансформатора применяются следующие виды защиты: максимально токовая защита, токовая отсечка, защита от однофазных замыканий на землю.
Токовая отсечка - токовая защита, которая срабатывает мгновенно и служит для защиты от токов короткого замыкания. В данном случае токовая отсечка выполнена на электромагнитных реле РТ-40 (КА3, КА4). При коротком замыкании контакты реле КА3 и КА4 включенные в схему защиты, включают промежуточное реле KL2 и указательное реле КН1.
Максимально токовая защита служит для защиты от перегрузок и резервирует токовую отсечку, при перегрузке увеличивается ток во вторичных обмотках ТА, если он больше чем ток срабатывания защиты реле КА1, КА2, включая своими контактами реле времени КТ3 которое включает КН2 которое включает УАТ и трансформатор отключается. В данной схеме максимально токовая защита выполнена на реле РТ-40.
Защита от замыканий на землю при увеличении тока во второй обмотке трансформатора ТА3 срабатывает реле КА5 и контактами включает КН3, а оно подает сигнал на УАТ.
Рассчитаем ток максимально токовой защиты
, (75) 1
где - расчетный ток линии, А;
- коэффициент надежности; 1
- коэффициент само запуска,; 1
- коэффициент возврата, 1
А
Найдем ток срабатывания реле
, (76) 1
где - коэффициент схемы для не полной звезды, 1
- ток срабатывания реле, А;
А
Проверка защиты на чувствительность
, (77) 1
где Iкmin - ток короткого замыкания в конце защиты, А
(78) 1
кА
Проверяем защиту на чувствительность из условия, что в конце защищаемого участка должно быть не менее 1,5 1
6>1,5 таким образом условие выполнено.
Выбор ступеней селективности. Время срабатывания защиты для реле РТ-40 равно 0,5 секунд 1
11. ЗАЗЕМЛЕНИЕ ПОДСТАНЦИИ
Заземление - это преднамеренное соединение частей электроустановок нормально не находящихся под напряжением с землей, состоящее из заземляющих защитных проводников.
Используются следующие виды заземления:
защитное - для защиты персонала от поражения электрическим током;
рабочее - для нормального функционирования электрооборудования;
грозозащитное - для защиты электрооборудования от прямых ударов молний.
Обычно для выполнения всех типов заземления используют одно заземляющее устройство - это совокупность заземлителей и заземляющих проводников.
Заземлитель - это металлический проводник или группа проводников находящихся в соприкосновении с землей. Состоит из горизонтальных и вертикальных электродов соединенных сваркой. Количество электродов определяется расчетом исходя из необходимого сопротивления заземления.
При повреждении изоляции происходит пробой фазы на корпус оборудования. Без заземления человек включается последовательно в цепь что может быть опасным для жизни и здоровья. При наличии заземления человек включается параллельно в цепь и при правильно выбранном сопротивлении заземления ток через него пойдет безопасный.
Для отключения таких повреждений применяется зануление - это подключение частей подлежащих заземлению к глухо-заземленной нейтрали трансформатора в этом случаи возникает однофазное короткое замыкание которое отключается защитой фазы.
Сопротивление заземляющего устройства регламентируется в зависимости от напряжения и режима работы нейтрали. В сетях до 1000В при SТр ? 150кВА оно не должно превышать 4 Ом. В установках свыше 1000В в сетях с изолированной нейтралью оно не должно превышать 10 Ом.
В качестве заземлений могут использоваться находящиеся в прикосновении с землей здания, конструкции, трубопроводы, буровые скважины колодцев, такие заземлители называются естественными, если они используются, то их сопротивления учитывается в общем контуре заземления.
Искусственные заземлители - это заземлители сооруженные специально для целей заземления. Выполняется из электродов соединенных сваркой стальной полосой, и прокладывается на глубине 0,5-0,7м.
ЛИТЕРАТУРА
1. Коновалова Л.Л. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. М.: Энергоатомиздат, 1989.
2. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. М.: Высшая школа, 1990.
3. Постникова Н.П. Электроснабжение промышленных предприятий. Ленинград: Стройиздат, 1989.
4. Рожкова Л.Д. Электрооборудование станций и подстанций. М.: Энергоатомиздат, 2004.
5. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования под редакцией Барыбина Ю.Г. М.: Энергоатомиздат, 1991.
6. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования под редакцией Барыбина Ю.Г. М.: Энергоатомиздат, 1990.
7. Учебное пособие для курсового и дипломного проекта под редакцией Федорова А.А. М.: Энергоатомиздат, 1987.
8. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 2004.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Характеристика цеха и потребителей электроэнергии. Определение нагрузок и категории электроснабжения. Расчёт нагрузок, компенсации реактивной мощности. Выбор типа, числа и мощности трансформаторов. Выбор распределительных сетей высокого напряжения.
курсовая работа [308,4 K], добавлен 21.02.2014Определение 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 14.06.2015Характеристика потребителей и определения категории. Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения. Расчет и выбор трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания. Выбор и расчет электрических сетей.
курсовая работа [537,7 K], добавлен 02.04.2011Расчет токов короткого замыкания для выбора и проверки параметров электрооборудования, уставок релейной защиты. Характеристика потребителей электроэнергии. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет силовой и осветительной нагрузок цеха.
контрольная работа [274,1 K], добавлен 23.11.2014Краткая характеристика электроснабжения и электрооборудования автоматизированного цеха. Расчет электрических нагрузок. Категория надежности и выбор схемы электроснабжения. Расчёт и выбор компенсирующего устройства. Выбор числа и мощности трансформаторов.
курсовая работа [177,2 K], добавлен 25.05.2013Характеристика потребителей электроэнергии. Расчет мощности подстанции, определение нагрузок, выбор трансформаторов. Компоновка распределительных устройств. Расчет токов короткого замыкания. Выбор электрооборудования, коммутационной и защитной аппаратуры.
дипломная работа [993,5 K], добавлен 10.04.2017Характеристики потребителей электроэнергии. Расчет электрических нагрузок и мощности компенсирующих устройств реактивной мощности. Выбор мощности трансформаторов подстанции. Расчет заземляющего устройства подстанции и выбор распределительной сети.
курсовая работа [702,9 K], добавлен 23.04.2021Расчет 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 02.06.2015Характеристики потребителей электроэнергии. Расчет электрических нагрузок. Определение мощности компенсирующего устройства реактивной мощности. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанции. Вычисление параметров и избрание распределительной сети.
курсовая работа [884,2 K], добавлен 19.04.2021Анализ существующей системы электроснабжения и вариантов ее модернизации или реконструкции, разработка технического задания. Определение расчетных нагрузок потребителей, выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Выбор элементов электроснабжения.
дипломная работа [12,8 M], добавлен 02.05.2010