Электроснабжение и электрооборудование механического цеха тяжелого машиностроения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет водного транспорта" (ФГБОУ ВО "СГУВТ")

Кафедра "Электроэнергетические системы и электротехника"

Курсовой проект

по дисциплине: "Электроснабжение"

на тему: "Электроснабжение и электрооборудование механического цеха тяжелого машиностроения"

Выполнил: студент гр. ЭЭ-4

Илюхин А.Н., Тонышев В.Ф.

Новосибирск - 2017

Содержание

Введение

1. Характеристика объекта

2. Расчетно-конструктивная часть

2.1 Схема и конструкция силовой части электрической сети

2.2 Расчет электрических нагрузок по узлам присоединений

2.3 Расчет электрических нагрузок электроосвещения

2.4 Схема и конструкция сети электроосвещения

2.5 Расчет электрических нагрузок цеха

2.6 Расчет и выбор компенсирующих установок и трансформаторов

2.7 Расчет и выбор распределительных сетей

2.8 Расчет и выбор питающих сетей

2.9 Выбор силовых распределительных пунктов

2.10 Расчет токов короткого замыкания

2.11 Расчет и выбор высоковольтной кабельной линии

2.12 Выбор высоковольтных аппаратов главной понизительной подстанции

2.13 Схема и конструкция комплектной трансформаторной подстанции

3. Охрана труда

3.1 Расчет заземляющего устройства подстанции

3.2 Факторы, влияющие на исход электропоражения

Заключение

Список литературы



Введение

Целью курсового проекта является приобретение навыков в разработке, применении известных методов расчета проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий и его объектов, которые бы обеспечивали надлежащую бесперебойность питания, степень защиты и автоматики, качество питающего напряжения, надежность, удобство эксплуатации и ремонта, экономичность и т.д.

Экономичность определяется приведенными затратами на систему электроснабжения. Надежность зависит от категории потребителей электроэнергии и особенностей технологического процесса, неправильная оценка которых может привести как к снижению надежности системы электроснабжения, так и к неоправданным затратам на излишнее резервирование.

Спектр решаемых вопросов охватывает в основном весь курс дисциплины, что позволяет студентам практическое восприятие всего ее содержания.



1. Характеристика объекта

Механический цех тяжелого машиностроения (МЦТМ) предназначен для серийного производства изделий.

Он является крупным вспомогательным цехом завода машиностроения и выполняет заказы основных цехов. Станочное отделение выполняет подготовительные операции (обдирку) изделий для дальнейшей обработки их на анодно-механических станках и др.

В цехе предусмотрены производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения.

ЦМТМ получает ЭСН от ГПП ПГВ завода.

Расстояние от ГПП до цеховой ТП - 1,2 км. Напряжение 6 и 10 кВ. На ГПП подается ЭСН от ЭНС, расстояние - 8 км. Рабочих смен - 2.

Подготовители цеха относятся к 2 и 3 категории надежности ЭСН, работают в нормальной окружающей среде. Грунт в районе цеха - песок температурой +20 ^оС.

Каркас здания МТЦМ смонтирован из блоков - секций длиной 6м каждый. Размеры цеха АхВхН = 48х 30х 9 м.

Вспомогательные, бытовые и служебные помещения высотой 4м. Перечень оборудования цеха дан в таблице 1.

Мощность электропотребителя (Рэп) указана для i-ого электроприемника.

Расположение основного оборудования показано на плане.

Таблица 1. Перечень ЭО насосной станции

№ п/п на плане	Наименование ЭО	Рэп, кВт	Cosц	Примечание
1-5	Шлифовальные станки	65,5	0,91
6, 16, 18-20	Обдирочные станки	45	0,9
17	Кран - мостовой	50	0,9
21-23, 29-31	Обдирочные станки типа РТ-250	35	0,9
24-28, 34-36	Анодно-механические станки типа МЭ-31	18,4	0,88
7-15	Анодно-механические станки типа МЭ-12	10	0,87
32	Вентилятор вытяжной	22	0,9
33	Вентилятор приточный	25	0,89



2. Расчетно-конструктивная часть

2.1 Схема и конструкция силовой части электрической сети

Питающая сеть выполняется кабелем марки АВВГ, АВРГ. Кабель проложен, открыто по стенам, потоку конструкциям. Защита питающей сети осуществляется автоматическими выключателями, установленными в распределительное устройство 0,4 кВ комплектной трансформаторной подстанции (КТП). Защита от перегрузки не требуется.

Распределительная сеть выполняется проводом марки АПВ или ПВ в пластмассовых и металлических трубах, скрытых в полу.

Защита осуществляется плавкими предохранителями марки НПН - 2 или ПН - 2, установленными в силовых распределительных пунктах. Защита от перегрузки не требуется.

2.2 Расчет электрических нагрузок по узлам присоединений

Методику расчета рассмотрим на примере узла ШП-2.

1. Все электроприемники разбиваются на одинаковые по режиму работы группы с одинаковыми значениями коэффициентов использования Ku, cosц, tgц (по справочным данным).

Анодно-механические станки типа МЭ-31:

Ku = 0,17, cosц = 0,65, tgц = 1,15

Кран мостовой:

Ku = 0,1, cosц = 0,5, tgц = 1,73

2. Подсчитывается количество электроприемников n в каждой группе.

Шлифовальные станки: n = 8шт

Кран мостовой: n = 8шт

Общее количество: n = 9шт.

3. Для каждой группы электроприемников рассчитывается установленная активная мощность.

,

где Рнi - номинальная мощность i-ого электропотребителя электроприемника.

,

.

4. Для каждой группы электроприемников рассчитывается активная и реактивная среднесменная нагрузка (мощность).

,

где Рсм - активная среднесменная мощность, кВт;

,

.

,

где Qсм - реактивная среднесменная мощность, кВар.

,

.

5. Для узла присоединения рассчитывается активная установленная, активная и реактивная мощности.

,

где Р_{Ууз -} активная установленная мощность узла, кВт.

.

,

где Р_СМуз - активная среднесменная мощность узла, кВт.

.

,

где Q_СМуз - реактивная среднесменная мощность узла, кВар.

.

6. Определяется коэффициент использования для узла k_uyy.

,

.

7. Определяется cosц и tgц для узла.

,

.

,

,

.

8. Определяется эффективное число электроприемников узла n_э.

Эффективное (приведённое) число электроприёмников - это число однородных по режиму работы приёмников одинаковой мощности, которую потребляют ту же самую мощность, что и действительные электроприемники.

:

,

:

,

где Р_{н мах} - максимальная номинальная мощность электроприёмника в узле, кВт.

У нас n = 9>5, тогда:

.

Если n_э получается больше n_ф (фактическое), то в этом случае принимается n_э=n_ф

9. По таблице на основании k_uyy и n_э для узла определяется коэффициент максимума k_М.

k_М = 2,48.

10. Определяется расчетная активная нагрузка узла.

,

_.

11. Определяется расчетная реактивная нагрузка узла.

.

При k_uyy <0,2 и n_э ?1000, и при k_uyy <0,2 и n_э ?10: k_М =1,1.

Во всех остальных случаях k_М =1.

_.

12. Определяется полная мощность (нагрузка) узла.

,

.

13. Определяется расчетный ток узла.

,

.

Расчёт для остальных узлов производится аналогичным образом и сведен в Таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Расчет электрических нагрузок по узлам присоединений

Наименование группп ЭП	П, шт	РНmin/РНmax, кВт	Руст, кВт	КН	cos?/tg?	Рсм, кВт	Qсм, кВАр	ПЭ, шт	КМ	Рр, кВт	Qр, кВАр	Sр, кВА	Iр, А
ШП-1
Станки	16	10/65,5	507,5	0,17	0,65/ 1,15	26,275	99,22	15	1,61	138,9	99,22	170,7	298,83
ШП-2
Станки	8	18,4/18,4	147,2	0,17	0,65/ 1,15	25,02	28,78
Кран мостовой	1	50	50	0,1	0,5/ 1,73	5	8,65
По узлу	9	18,4/50	197,2	0,15	0,63/ 1,25	30,02	37,43	7	2,48	74,45	41,17	85	128,8
ШП-3
Станки	9	35/45	345	0,17	0,65/ 1,15	58,65	67,45	15	1,61	94,4	74,2	120,07	182,9
ШС-1
Вентиляторы	2	22/25	47	0,65	0,8/ 0,73	30,55	22,3	2	1,29	61,1	24,53	65,58	99,75
По цеху	36	10/65	1096,7	0,185	0,67/1,1	205,5	226,4	33	1,34	275,4	226,4	365,5	553,78
Освещение			2,524,57	0,85						20,88	0	20,18	31,63
										294,28	226,4	371,3	562,56

2.3 Расчет электрических нагрузок электроосвещения

Площадь цеха F=1187 м². Методика расчета производится методом удельной мощности.

1. Выбирается светильник типа и мощности: НСП 20-500-111.

2. Определяется норма освещенности Е, лк по справочным данным: Е=100 лк.

3. По таблице определяется удельная мощность Р_уд, Вт/м ²_.

.

4. Определяется установленная мощность освещения Р_у, Вт.

,

_.

где Р_УСТ - установленная мощность освещения насосной станции.

5. Определяется количество светильников n_с.

,

где Рсвет - мощность светильников.

.

Полученные данные сведены в Таблицу 2.3.

Таблица 2.3. Расчет электрических нагрузок электроосвещения

Наименование	F, м 2	E, лк	Руд, Вт/м 2	Тип и мощность светильников	Ру, кВт	n, шт.
Цех	1187	100	20,7	НСП 20-500-111	24,57	49

Расчет электрической нагрузки для ЩО.

1. По справочным данным выбираются k_u, cosц.

k_u =0,85, cosц = 1.

2. Рассчитывается активная среднесменная нагрузка.

.

3. Определяется расчетная активная нагрузка ЩО

,

.

4. Определяется полная мощность (нагрузка) ЩО.

.

5. Определяется расчетный ток ЩО.

.

Расчет сведен в Таблицу 2.2.

2.4 Схема и конструкция сети электроосвещения

Для питания сетей электроосвещения устанавливается щит освещения (ЩО). Питающая сеть выполняется алюминиевым кабелем АВВГ. Кабель проложен, открыто по стенам, потолку. Для групповых линий выбираются медные провода ПВ-4. Лампы выбраны марки НСП 20-500-111. Централизованное управление осуществляется со щитка.

2.5 Расчет электрических нагрузок цеха

Расчет электрических нагрузок цеха производится после расчета нагрузки всех узлов присоединения и ЩО.

1. Значения k_u, cosц, tgц, k_м для цеха принимаются те же, что и для общей нагрузки по узлам присоединения.

k_u =0,185, cosц=0,67, tgц=1,1, k_м=1,34.

2. Определяется расчетная активная нагрузка цеха.

,

.

3. Определяется полная мощность (нагрузка) цеха.

,

.

4. Определяется расчетный ток цеха.

)

.

Расчет сведен в Таблицу 2.2.



2.6 Расчет и выбор компенсирующих установок и трансформаторов

Потребители электроэнергии по надежности электроснабжения относятся к 2 и 3 категории. Выбираем по две компенсирующие установки и по два трансформатора одинаковой мощности для каждой КТП.

1. Определяется мощность компенсирующих установок.

(2.6.1)

где б=0,9 - коэффициент, учитывающий меры по естественной компенсации; tgц1=1,1 - расчетная величина; tgц2=0,33 - величина, соответствующая cosц=0,95 по требованию энергосистемы.

.

2. Выбираются компенсирующие установки:

УК - 0,38-108 УЗ (2 шт)

3. Пересчитывается расчетная мощность с учетом мощности компенсирующей установки.

(2.6.2)

.

4. Определяется коэффициент загрузки трансформатора в номинальном режиме.

При преобладании электроприемников 2 категории в номинальном режиме в=0,7-0,8.

Вводится Sдоп=200 кВА.

.

5. Определяется ориентировочная мощность трансформаторов.

(2.6.3)

где n - количество трансформаторов.

.

6. По справочнику выбираем трансформатор:

ТМ - 400/10

Мощность: 400 кВА

Напряжение первичное: 10 кВ

Напряжение вторичное: 0,4 кВ

Напряжение короткого замыкания от номинального: 4,5 %

7. Определяются потери мощности в трансформаторе.

(2.6.4)

где ?Рт - потери активной мощности в трансформаторе.

(2.6.5)

где ?Qт - потери реактивной мощности в трансформаторе.

(2.6.6)

где ?Sт - потери полной мощности в трансформаторе.

,

,

.

8. Определяется расчетный коэффициент загрузки в нормальном и аварийном режимах.

(2.6.7)

где врн - расчетный коэффициент загрузки в нормальном режиме.

(2.6.8)

где врав - расчетный коэффициент загрузки в аварийном режиме.

,

.

2.7 Расчет и выбор распределительных сетей

Методику расчета рассмотрим на примере узла ШП-1 (шлифовальный станок).

1. Зная мощность электроприёмника, определяется расчетный ток.

,

.

2. По таблице выбирается допустимый ток д (ближайший больший) и соответствующее ему сечение проводника.

,

где кт=1,

.

3. Выбирается способ прокладки: труба.

4. По таблице выбираются плавкие предохранители по условию:

,

,

где ПИК - максимальный кратковременный ток в электрической сети продолжительностью несколько секунд.

Для одиночных двигателей:

I_ПИК = (5-6)*I_н

Для сварочных аппаратов и дуговых печей:

I_ПИК = 3*I_н

Электронагреватели:

I_ПИК = I_н,

.

Выбираются предохранители: ПН - 2: .

5. Проверка правильности выбора.

,

где кз = 0,33,

Если условие не выполняется, необходимо выбрать большее сечение проводника (кабеля).

Расчет для остальных узлов произведен аналогичным способ и сведен в Таблицу 2.7.

Таблица 2.7. Расчет и выбор распределительных сетей

Наименование ЭП и его № п/п	Рр, кВт	cosц	Iр, А	Iд, А	Марка и сечение проводника	Способ прокладки	Тип защитной аппаратуры	IПВ, А
ШП - 1
п. 1-5 Шлифовальный станок	65,5	0,91	109,1	115	ПВ-4(1х 35)	П	ПН-2	250
п. 6, 16 Обдирочный станок	45	0,9	75,5	90	ПВ-4(1х 25)	П	ПН-2	200
п. 7-15 Анодно-механические станки: МЭ-12	10	0,87	18,9	25	ПВ-4(1х 2,5)	П	ПН-2	40
ШП - 2
п. 24-28,34-36 Анодно-механические станки: МЭ-31	18,4	0,88	31,68	40	ПВ-4(1х 6)	П	ПН-2	80
п. 17 Кран-мостовой	50	0,9	84,2	90	ПВ-4(1х 25)	П	ПН-2	200
ШП - 3
п. 18-20 Обдирочные станки	45	0,9	75,75	85	ПВ-4(1х 25)	П	ПН-2	100
п. 21-23,29-31 Обдирочные станки: РТ-250	35	0,9	58,92	70	ПВ-4(1х 16)	П	ПН-2	80
ШС - 1
п. 32 Вентилятор вытяжной	22	0,8	41,7	50	ПВ-4(1х 10)	П	ПН-2	80
п. 33 Вентилятор приточный	25	0,8	47,3	50	ПВ-4(1х 10)	П	ПН-2	80



2.8 Расчет и выбор питающих сетей

Методику расчета рассмотрим на примере узла ШП - 1.

1. Расчетная активная нагрузка Р_р и расчетный ток I_р для узла берутся из Таблицы 2.

.

2. По таблице выбирается допустимый ток I_д (ближайший больший) и соответствующее ему сечение проводника.

,

.

3. Выбирается способ прокладки: открыто.

4. По таблице выбираются автоматические выключатели по условию:

.

Для автоматического выключателя Кз=1.

Выбирается автоматический выключатель: А 3730: .

5. Проверка правильности выбора.

,

.

6. Определяется момент нагрузки.

,

где Р - расчетная активная нагрузка узла, кВт;

l - длина кабеля, м.

l = 7,5 м для узла ШП - 1.

.

7. Определяется падение напряжения U %.

,

где F - сечение проводника.

С = 44.

.

Расчет для остальных узлов производится аналогичным образом и сведен в Таблицу 2.8.

Таблица 2.8. Расчет и выбор питательных сетей

Силовой пункт	Рр, кВт	Iр, А	Iд, А	Марка и сечение проводника	Способ прокладки	Тип защитной аппаратуры	IН.Р, А	l, м	M, кВт*м	?U %
ТП-ШП 1	138,9	298,63	400	АВВГ-4х 240	открыто	А 3730	400	7,5	668	0,1
ТП-ШП 2	74,45	128,8	170	АВВГ-4х 95	открыто	А 3710	170	23	69,05	0,22
ТП-ШП 3	94,4	182,9	270	АВВГ-4х 185	открыто	А 3720	250	7	410,5	0,06
ТП-ШС 1	61,1	99,75	140	АВВГ-4х 70	открыто	А 3710	140	6,5	198,6	0,12
ТП-ШО	20,88	31,63	42	АВВГ-4х 10	открыто	А 3710	40	18	375,84	1,42

2.9 Выбор силовых распределительных пунктов

Выбор силового распределительного пункта рассмотрим на примере узла ШС-1

1. Считаем количество отходящих линий: 2 линии.

2. Токи вставок на отходящих линиях были определены в пункте 2.7: 80А.

3. Расчетный ток для узла был определен в пункте 2.2: I_p=63,2 А.

4. По справочным данным выбираем тип силового пункта СП:

ШР 11-73702-54У 2

I_H=200 А

Количество отходящих линий и их токи: 5х 100.

Выбор силовых распределительных пунктов для остальных узлов произведен аналогичным образом и представлен в таблице 2.9.

Таблица 2.9. Выбор силовых распределительных пунктов

Расчетные данные	Справочные данные
Силовой пункт	Кол-во отход. линий	Токи вставок на отход. Линиях, А.	IР, А	Кол-во отходящих линий и их токи	IH, А	Тип силового пункта СП
ШП-1	16	250, 200, 40	298,63	-	400	ШРА-74
ШП-2	6	200, 80	128,8	-	250	ШРА-73
ШП-3	5	80, 100	182,9	-	250	ШРА-73
ШС-1	5	80	99,75	5х 100	200	ШР 11-73707-54У 2
ЩО	12		31,63	12х 10	100	ОПВ-12 УХЛ 4

2.10 Расчет токов короткого замыкания

Короткое замыкание - это случайное или преднамеренное электрическое соединение различных точек электроустановок между собой и "землей", при котором точки в ветвях электроустановки резко возрастают и намного превышают токи нормального режима.

Для расчетов токов короткого замыкания составляется расчетная схема или задается, то есть упрощенная однолинейная схема электроснабжения, в которой учитываются все источники питания, трансформаторы, линии, реакторы. По расчетной схеме составляется схема замещения. Все элементы расчетной схемы представлены в виде сопротивлений и на схеме замещения указываются расчетные точки короткого замыкания. Для генераторов, трансформаторов, линий учитывается только индуктивное сопротивление.

Методика расчета трехфазного короткого замыкания.

Рисунок 1. Схема для расчета трехфазного короткого замыкания

1. По расчетной схеме составляется схема замещения.

Рисунок 2. Схема замещения для расчета трехфазного короткого замыкания

2. Задаются базисными величинами:

S_Б=100 МВА - базисная мощность;

U_{Б 1}=10.5 кВ - базисное напряжение.

U_{Б 2}=0,4 кВ - базисное напряжение.

3. По формулам рассчитываются все сопротивления схемы замещения.

,

где Х_т - индуктивное сопротивление первого трансформатора; S_т - мощность трансформатора, кВА.

,

,

,

,

где Хл - индуктивное сопротивление первой линии;

Uн - номинальное напряжение, кВ;

L - длина линии, км;

Хо - удельное сопротивление, Ом/км.

,

,

,

.

4. Схема замещения преобразовывается до точки короткого замыкания и определяется результирующее сопротивление.

,

.

,

.

5. Рассчитываются токи короткого замыкания.

,

где - базисный ток, кА.

,

.

,

где - ток трехфазного короткого замыкания, кА.

,

.

6. Расчет ударного тока:

,

Ку = 2,55.

где - ударный ток короткого замыкания, кА.

.

.

Расчет однофазного короткого замыкания.

Расчет производится для проверки на отключение согласно требованиям ПУЭ для защитного аппарата самой удаленной групповой линии. Расчет производится для ЩО, проверяется срабатывание автоматического выключателя для самой удаленной лампочки.

Рисунок 3. Схема для расчета однофазного короткого замыкания

2. Рассчитывается ток однофазного короткого замыкания.

I^(l)_К=, (2.10.8)

где - фазное напряжение, В;

- полное сопротивление трансформатора току замыкания на корпус, Ом;

- удельное сопротивление участка цепи, Ом _я м;

- длина каждого участка линии, км.

справочные величины.

=0,195 Ом

=18,52 Ом/км.

=29,64 Ом/км.

I⁽¹⁾_К=,

3. Проверяется срабатывание автоматического выключателя по условию:

I⁽¹⁾_К ? к*I_НР, (2.10.9)

где к - коэффициент кратности срабатывания;

I_НР - ток номинальный расцепителя автомата.

I⁽¹⁾_К ? 10*10 А,

313,4 А >100 А.

Условие выполняется, автоматически выключатель отключает сеть за 0,4 секунды.

2.11 Расчет и выбор высоковольтной кабельной линии

При сооружении высоковольтных ЛЭП необходимо учитывать капитальные затраты на сооружение линий. Сумма приведенных затрат будет минимальной при выборе так называемого экономического сечения. Для практических расчетов ПУЭ устанавливает величину экономической плотности тока.

1. Высоковольтная кабельная линия выбирается по мощности трансформатора.

I_P = , (2.10.1)

I_P = =23,5 А.

2. По таблице выбирается значение экономической плотности тока j_Э = 1,8 А/ мм ².

3. Определяется экономическое сечение.

F_Э=, (2.11.2)

.

4. По таблице выбирается кабель: ААБ 3х 16; I_ДОП = 90 А.

5. Проверяется выбранное сечение по току короткого замыкания.

,

где t_о - время отключения, с;

С_т - коэффициент. Зависящий от допустимой температуры нагрева при коротком замыкании и от материала проводника.

С_т = 85 (для алюминиевых кабелей).

,

где tз - время релейной защиты, с;

tв - время высоковольтного выключателя, с.

t_o = t_з + t_в

t_з = 0,02-0,1 с.

t_в = 0,15-1 с.

t_о = 0,02-0,15 = 0,17 с.

.

6. Проверка правильности выбора сечения.

Fэ ? Fmin (2.11.5)

16 ? 30,55

Если условие не выполняется, то сечение кабеля выбирается по .

По таблице выбирается кабель: ААБ 3х 16 мм ²; I_доп=90А.

7. Определение потери напряжения ?U.

(2.11.6)

где I*l - момент нагрузки, кВт*м

r_o и x_o - удельное сопротивление линии в зависимости от сечения, Ом*м (выбираются по таблице).

ro = 1,84 Ом*м.

xo = 0,113 Ом*м.

cosц = 0,95=>sinц=0,3.

.

2.12 Выбор высоковольтных аппаратов главной понизительной подстанции

Выбор высоковольтных аппаратов ГПП представлен в Таблице 2.12 с соблюдением всех требуемых выбора аппаратов.

Таблица 2.12. Выбор высоковольтных аппаратов ГПП

Масляный выключатель марки: ВММ-10-630-10У 2
Справочные данные	Знак	Расчетные данные
Uн = 10 кВ	=	Uн = 10 кВ
Iн = 400 А	?	Iр = 23,5 А
Iоткл = 10 кА	?	I(3)к = 6,3 кА
Iдин = 25 кА	?	I(3)дин = 16,06 кА
I2кз*tо =10*4 кА 2*с	?	I2кз*tо =6,3*0,17 кА 2*с
Высоковольтный разъединитель марки: РВ-10/600
Uн = 10 кВ	=	Uн = 10 кВ
Iн = 400 А	?	Iр = 23,5 А
Iдин = 60 кА	?	I(3)дин = 60 кА
I2кз*tо =14*10 кА 2*с	?	I2кз*tо =6,3*0,17 кА 2*с
Высоковольтный предохранитель марки: ПК 1-10-8/2-12,5У 3
Uн = 10 кВ	=	Uн = 10 кВ
Iп = 20 А	?	Iр = 23,5 А
Iпв = 2 А
Iоткл = 12,5 кА	?	I(3)к = 3,4 кА

2.13 Схема и конструкция комплектной трансформаторной подстанции

Спроектирована КТП, содержащая два трансформатора марки ТМ - 400/10

КТП состоит из двух ШВН - 1 и одного ШСН - 1.

ШВН - 1 (для 400 кВА) для исполнения Y:

А 3794С 400 (вводный) - количество 1,

А 3726Ф 400 (250; 160) - количество 1,

А 3716Ф 400 (125; 100) - количество 2.

ШСН - 1 (для 2х 50 кВА) для исполнения Y:

А 3736Ф 630 (секционный) - количество 1,

А 3726Ф 400 (200; 160) - количество 1,

А 3716Ф 400 (125; 100) - количество 2.



3. Охрана труда

3.1 Расчет заземляющего устройства подстанции

Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение открытой проводящей части (ОПЧ) электроустановки заземляющим устройством (ЗУ).

ЗУ - это совокупность заземлителей и заземляющих проводников.

Заземлитель - это часть ЗУ, имеющая контакт с землей.

Заземляющие проводники - это металлические проводники, соединяющие заземляющие части электроустановки с заземлителем.

Сущность защитных свойств заземления заключается в том, что при прикосновении к ОПЧ, оказавшейся под напряжением, ток идет через ЗУ, то есть величина тока через человека уменьшается до безопасного значения.

Расчет заземляющего устройства. При расчете ЗУ определяется тип заземления, их количество и место размещения. Расчет производится в соответствии с правилами ПУЭ в зависимости от ЗУ. Удельное сопротивление грунта и коэффициенты определяется по справочнику. Если одно ЗУ выполняется для электроустановок разных напряжений, то при расчетах сопротивления заземлителя берется минимальное. Зная сопротивление грунта, можем рассчитать сопротивление одиночного электрода.

Грунт песок: ток замыкания на корпус - I₃ =22A

1. Принимаем электрод из круглой стали диаметром d = 12 мм, длиной =5 м,

2. Согласно ПУЭ рассчитывается сопротивление заземлителя.

R₃ ? ? 4 Ом, (3.1.1)

R_{3 =} = 5,68 Ом,

5,68 Ом ? 4 Ом

R₃ = 4 Ом

Определяется конфигурация заземляющего устройства (по контуру или в ряд) по соотношению , где а = 5 м, I = 5 м,

=1.

3. Определяется сопротивление одиночного электрода.

R_ОЭ = 0,3 _я с _я к_CEЗ, (3.1.2)

где с - удельное сопротивление грунта, Ом _я м;

к_CEЗ = коэффициент сезонности;

с = 300 Ом _я м,

к_CE3 =1,7.

R_ОЭ = 0,3 _я 300 _я 1,7 = 153 Ом,

4. Определяется ориентировочное число вертикальных заземлителей.

n_{OP =} , (3.1.3)

где ориентировочный коэффициент экранирования;

= 1,

= = 38 шт.

5. По таблице определяется фактический коэффициент экранирования.

_ф = 0,4.

6. Определяется фактическое число вертикальных заземлителей.

П = , (3.1.4)

п = = 95.6 ?96 шт.

3.2 Факторы, влияющие на исход электропоражения

Характер и тяжесть поражения электрическим током зависят от ряда факторов, таких как величина и длительность протекания тока через тело человека, путь тока в теле человека, род и частота действующего тока, индивидуальные свойства человека и свойства окружающей среды, фактор внимания. Электрическое сопротивление тела человека и приложенное к нему напряжение также влияют на исход поражения, но лишь постольку, поскольку они определяют значение тока, проходящего через тело человека.

Величина тока, проходящего через тело человека, является основным фактором, влияющим на исход поражения. Чем больше величина тока, протекающего через тело человека, тем большее число заряженных частиц будет взаимодействовать с клетками организма и, следовательно, тем выше может быть тяжесть поражения. Можно выделить три уровня тока через тело человека с соответствующими ответными реакциями организма как наиболее важные с точки зрения оценки опасности поражения человека: пороговые ощутимый, неотпускающий и фибрилляционный токи.

Пороговый неотпускающий ток - это наименьшая величина тока через тело человека, сопровождающаяся судорожными сокращениями мышц и потерей контроля над управлением ими, начиная с которой человек не в состоянии самостоятельно освободиться от действия тока (например, оторвать руки от электродов). При частоте 50 Гц величину этого тока можно считать равной 10мА.

Неотпускающих уровней постоянного тока, строго говоря, нет, т.е. человек при любых значениях тока может оторваться от токоведущей части. Однако в момент отрыва возникают болезненные сокращения мышц, аналогичные наблюдаемым при переменном токе такой же величины. Поэтому в качестве порогового неотпускающего тока при постоянном напряжении условно принимают ток, равный 50 мА, при котором большинство взрослых людей всё же в состоянии выдержать боль, возникающую в момент отрыва рук от электродов. Токи через тело человека, превышающие величину порогового неотпускающего тока, следует считать опасным для человека.

Пороговый фибрилляционный ток - это наименьшая величина тока через тело человека, вызывающего фибрилляцию сердца. При частоте 50 Гц величина этого тока составляет около 100 мА, а для постоянного тока - примерно 300 мА.

Продолжительность воздействия тока оказывает существенное влияние на исход поражения человека. Чем дольше действие тока, тем больше вероятность тяжёлого или даже смертельного исхода. Объясняется это тем, что с увеличением времени воздействия тока на живые ткани всё большее количество заряженных частиц (носителей электрического тока) взаимодействует с клетками организма и, следовательно, всё большее число клеток оказывается пораженным. С течением времени растет величина самого тока через тело человека за счёт уменьшения сопротивления тела человека, возникающего в результате нагрева тела током. Наконец, при длительном действии тока на организм человека более частыми могут стать совпадения интервалов времени протекания тока через сердечную мышцу с интервалами наиболее уязвимой фазы.

Путь тока в теле человека оказывает существенное влияние на исход поражения. Наиболее тяжёлые электротравмы возникают в случаях, когда на пути тока оказываются жизненно важные органы (мозг, сердце, лёгкие) или уязвимые места, богатые нервными окончаниями, чувствительными к электрическому току. Наиболее опасными путями протекания тока являются: "голова - руки", "голова - ноги", "рука - рука", "рука - ноги".

Наиболее уязвимый местами тела человека считаются: тыльная часть руки, спина, шея, висок, плечи, передние части ног. Образование электрической цепи через уязвимые места при неблагоприятном стечении обстоятельств может привести к тяжёлым исходам поражения при токах даже в несколько миллиампер.

Род и частота тока также влияют на исход поражения. Наиболее опасными являются переменные токи с частотой 20-100 Гц. При частотах меньше 20 Гц или больше 100 Гц опасность поражения током снижается. Токи с частотами в несколько сотен кГц и выше фибрилляции сердца практически не вызывают, однако возможность их термического и биологического действия сохраняется.

Индивидуальные свойства человека также влияют на исход поражения током.

Физически здоровые люди легче переносят электрические удары, чем больные и слабые. Повышенной восприимчивостью к электрическому току обладают лица, страдающие рядом заболеваний, в первую очередь, болезнями кожи, сердечно - сосудистой системы, органов внутренней секреции, лёгких, нервными болезнями. Утомление, возникающее к концу рабочего дня, снижая внимательность, не только увеличивает вероятность поражения током, но и может усугубить его тяжесть. Отягощают электротравму алкогольные опьянения и болезненные состояния. Существует список болезней, препятствующих допуску к работе по обслуживанию действующих электроустановок.

Условия внешней среды в некоторых случаях увеличивают опасность поражения током. Повышенная влажность вдыхаемого воздуха, пониженное атмосферное давление, перегрев, уменьшенное содержание кислорода в воздухе или увеличенное содержание углекислого газа повышают чувствительность организма к электрическому току.

Фактор внимания учитывает состояние центральной нервной системы человека. Установлено, что последствия поражения в результате неожиданного электрического удара могут оказаться более тяжёлыми по сравнению со случаем, если тот же человек получит электрический удар, ожидая его. Наиболее опасные электротравмы происходят с людьми, случайно оказавшимися под напряжением. Наоборот, если человек знает о грозящей ему опасности, работает в состоянии сосредоточенного внимания, то поражение током, если оно произойдет, не будет для него неожиданным. Последствия такого поражения, как правило, оказываются менее тяжёлыми.



Заключение

В курсовом проекте была разработана схема распределительных устройств подстанции, расчет электрических нагрузок по узлам присоединений, электроосвещения, выбор числа и мощности силовых трансформаторов, компенсирующих устройств, произведён расчёт и выбор распределительных и питающих сетей, расчёт токов короткого замыкания, расчёт и выбор высоковольтной кабельной линии, выбор силовых распределительных пунктов, выбор высоковольтных аппаратов главной понизительной подстанции, расчёт заземляющего устройства подстанции. Также была спроектирована принципиальная схема подстанции (электрическая однолинейная схема сети). Были получены навыки работы с технической литературой.

электрическая нагрузка трансформатор распределительная



Список литературы

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

2. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. - М.: Высшая школа, 1986.

3. Горелов С.В. Энергоснабжение стационарных и мобильных объектов/С.В. Горелов, О.А. Князева, Е.Ю. Кислицин и др.: под ред. В.П. Горелова-Новосиб.: НГАВТ,2006. Часть 1.

4. Федоров А.А. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. - М.: Энергоиздат. 1987. - 386 с.

5. СП-110-2003. Свод правил по проектированию и строительству. - М.: Госстрой России, 2004.

6. Справочный сборник для расчетов и выбора электрооборудования (для пользования в НГАВТ).

7. Справочные сборники центра "Электрокомплектсервис", 2006.

8. Справочная книга для проектирования электрического освещения/Под ред. Г.М. Кнорринга. -Л.: Энергия, 1976. -384с.

9. ГОСТ Р 50571.11(12)-96. Электроустановки зданий. Часть 2.

Размещено на Allbest.ru