Электроснабжение и электрооборудование инструментального цеха

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Министерство общего и профессионального

образования Свердловской области

Уральский государственный колледж имени И.И. Ползунова

Пояснительная записка

Электроснабжение и электрооборудование инструментального цеха

Руководитель Т.В. Икрина

Разработал М.С. Поздеев

Верхняя Пышма 2019



СОДЕРЖАНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕХА
• 2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК
• 3. РАСЧЕТ И ВЫБОР КОМПЕНСИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
• 4. ВЫБОР ТИПА, ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ПИТАЮЩИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
• 5. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ В ТРАНСФОРМАТОРАХ С ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИМ ОБОСНОВАНИЕМ
• 6. РАСЧЕТ И ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ И ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
• 7. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
• 8. ПРОВЕРКА ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕХОВОЙ СЕТИ
• 9. ВЫБОР И ПРОВЕРКА СИЛОВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
• 10. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
• 11. ВЕДОМОСТЬ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И МАТЕРИАЛОВ
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЯ



ВВЕДЕНИЕ

ток трансформатор электроснабжение инструментальный

Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которого приходится более 70% вырабатываемой в стране энергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллион станков и механизмов, освещение помещений, осуществляется автоматическое управление технологическими процессами и др. Существуют технологии, где электроэнергия является единственным энергоносителем.

В связи с увеличением научно-технологического прогресса потребление электроэнергии значительно увеличилось в промышленности так и в жизни людей которым нужно больше электроэнергии, по этому по специальной программе были созданы мощные территориально-производственные комплексы (ТПК) в тех регионах, где сосредоточены крупные запасы минеральных и водных ресурсов. Эти комплекс добывают, перерабатывают, транспортируют энергоресурсы, используя в своей деятельности различные электроустановки по производству, передаче и распределению электрической и тепловой энергии.

Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий велось в централизованном порядке в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникли типовые решения. В настоящее время созданы методы расчёта и проектирования цеховых сетей, выбора мощности трансформаторов, методика определения электрических нагрузок, выбора напряжения, сечений проводов и жил кабелей и т.п. Целью данного проекта является расчет электроснабжения и выбор уровня напряжения питающей сети, сечения воздушных и кабельных линий, электрооборудования. В ходе выполнения проекта развиваются навыки самостоятельного решения задач и практического применения теоретических знаний.



1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕХА

Инструментальный цех (ИЦ) предназначен для изготовления и сборки различного измерительного, режущего, вспомогательного инструмента, а также штампов и приспособлений для горячей и холодной штамповки. ИЦ является вспомогательным цехом завода по изготовлению механического оборудования и станков. Цех имеет производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения. Станочный парк размещен в станочном отделении. Электроснабжение цеха осуществляется от собственной цеховой ТП. Здание расположено на расстоянии 1,2 км от заводской главной понизительной подстанции (ГПП), напряжение - 10 кВ. Расстояние ГПП от энергосистемы - 12 км. Количество рабочих смен - 2. Потребители электроэнергии - 2 и 3 категории надежности электроснабжения. Грунт в районе цеха - чернозем с температурой + 10 ⁰С. Каркас здания сооружен из блоков-секций дли ной 6 м каждый. Размеры цеха А*В *Н= 48*30*8 м. Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м. Перечень оборудования ИЦ дан в таблице 1.1. Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника. Расположение ЭО на плане показано на рисунке 1.

Таблица 1 Электрические нагрузки объекта проектирования

№ п/п	Наименование ЭО	Рэп, кВт	Примечание
1,2,40,41,46	Поперечно-строгальный станок	8,5
3,5...7,28...31	Токарно-револьверный станок	2,8
4,8,32...34	Одношпиндельный автомат	3,5
9...15,26,27	Токарный автомат	7,5
16,17,19,20, 44,45	Алмазно-расточный станок	2,2
18,21...25, 37,38	Горизонтально-фрезерный станок	9,5
35,36,50,51	Наждачный станок	3	1-фазные
39,47	Кран-балка	15	ПВ=60%
42,43,48,49, 52,53	Заточный станок	2,5	1-фазные



Рисунок 1 План инструментального цеха



2. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Расчетные нагрузки определяются методом упорядоченных диаграмм, то есть с помощью коэффициентов использования (Кu) и расчетной мощности (Кр).

Соотношения между номинальными и среднесменными мощностями следующие:

Рс = Ки*Рн, кВт ; (1)

Qс = Рс*tg, (кВар) ; (2)

, кВ·А (3)

где Ки - коэффициент использования активной мощности, определяется из справочных данных [1];

tg - тангенс угла , соответствующий cos, определяемому по тем же справочным данным.

Максимальная активная мощность определяется:

Рм = Рс*Км=Рн*Ки *Кр , кВт; (4)

где Кр - коэффициент расчетной нагрузки.

Максимальную реактивную мощность можно принять:

при n_э10 Qр= К'м * Q_с;

при n_э>10 Q_р=Q_с, (5)

где Qс=Рс *tg,



n_э - эффективное число приемников.

Здесь индекс с означает среднюю нагрузку за наиболее загруженную смену.

В выражении (4) Км определяется из справочных данных [1].

Величина n_э - эффективное (приведенное) число электроприемников. Основная формула для его определения

, (6)

В качестве примера рассчитаем среднесменную мощность кран-балки №39, (повторно-кратковременный режим работы), для этого приведем его паспортную мощность к длительному режиму работы:

Рн = Рп * (7)

где Рн- приведенная к длительному режиму работы паспортная мощности приемника;

Рп - паспортная мощность приемника,

ПВ - продолжительность включения в относительных единицах

Рн = 15=11,63 кВт

Среднесменную активную мощность электроприемников данного типа определим по формуле

Рс = Ки * Р_н * n (8)

где Рс- среднесменная активная мощность за наиболее загруженную смену,

Ки=0,14 - коэффициент использования,

Рс = 11,63 * 0,14 * 1 =1,744 кВт

Среднесменную реактивную мощность определим по формуле:

Qс = Рс*tg (9)

где tg определяем по коэффициенту мощности cos=0,5;

тогда tg =1,732

Qс = 1,744*1,732=3,020 кВар

Рассчитаем полную мощность за наиболее загруженную смену:

Sс== 3,488 кВА.

Определим максимальную нагрузку для РП1:

Рм = Рс * Км (10)

где Км - коэффициент расчетной мощности, является функцией группового коэффициента использования и эффективного числа электроприемников.

m=Рн.нб/Рн.нм= 8,5/2,8=3,03>3

В нашем случае для РП1:

(11)

(12)



для этих значений n_э и Кигр коэффициент расчетной мощности равен Км=1.87

Рм =7,488*1,87=14,003 кВт

Qм = К'м*Qc= 1,1*15,177 = 16,695 кВар

Sм== 21,790 кВА.

Максимальный рабочий ток РП1 составит:

, (13)

А

Имеющуюся однофазную нагрузку необходимо привести к условной трёхфазной мощности. Принимаем, что однофазные приёмники включаются на фазное напряжение, тогда:

P_у⁽³⁾=3* Рм.ф⁽¹⁾ (14)

где Ру ^_ условная трёхфазная мощность;

Рм.ф⁽¹⁾-мощность наиболее загруженной фазы.

Ру⁽³⁾35,36,50,51=3*3=9 кВт

Pу⁽³⁾42,43,48,49,52,53=3*2,5=7,5 кВт

Расчет для остальных РП сводим в таблицу 2.

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Таблица 2 Распределение нагрузки по РП

Наименование РУ и электроприемников	Нагрузка установленная	Нагрузка средняя за смену	Нагрузка максимальная
	Рн, кВт	n	Рн?, кВт	Ки	cosц	tgц	m	Рс,кВА	Qс,кВар	Sс,кВА	nэ	Км	К'м	Рм, кВт	Qм, кВар	Sм, кВА	Iм, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
РП-1
Поперечио-строгальный станок	8,5	2	17	0,14	0,40	2,291		2,380	5,453	5,950	-	-	-
Токарно-револьверный станок	2,8	4	11,2	0,14	0,40	2,291		1,568	3,593	3,920	-	-	-
Одношпиндельный автомат	3,5	2	7	0,12	0,50	1,732		0,840	1,455	1,680	-	-	-
Токарный автомат	7,5	3	22,5	0,12	0,50	1,732		2,700	4,677	5,400	-	-	-
Итого по РП1		11	57,7	0,34	0,45	2,012	>3	7,488	15,177	16,950	9	1,87	1,1	14,003	16,695	21,790	33,107
РП-2
Токарный автомат	7,5	6	45	0,12	0,50	1,732		5,400	9,353	10,800	-	-	-
Алмазно-расточный станок	2,2	2	4,4	0,14	0,40	2,291		0,616	1,411	1,540	-	-	-
Горизонтально-фрезерный станок	9,5	2	19	0,14	0,40	2,291		2,660	6,095	6,650	-	-	-
Токарно-револьверный станок	2,8	2	5,6	0,14	0,40	2,291		0,784	1,796	1,960	-	-	-
Итого по РП2		12	74	0,43	0,43	2,151	>3	9,460	18,656	20,950	10	1,79	1,1	16,933	20,521	26,606	40,424
РП-3
Одношпиндельный автомат	3,5	3	10,5	0,12	0,50	1,732		1,260	2,182	2,520	-	-	-
Наждачный станок	9	2	18	0,12	0,50	1,732		2,160	3,741	4,320	-	-	-
Кран-балка	11,63	1	11,63	0,15	0,50	1,732		1,744	3,020	3,488	-	-	-
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
Заточный станок	7,5	2	15	0,12	0,50	1,732		1,800	3,118	3,600	-	-	-
Алмазно-расточный станок	2,2	2	4,4	0,14	0,40	2,291		0,616	1,411	1,540	-	-	-
Итого по РП3		12	76,53	0,23	0,47	1,918	>3	9,960	18,926	21,418	10	1,81	1,1	18,027	20,819	27,539	41,843
РП-4
Алмазно-расточный станок	2,2	2	4,4	0,14	0,40	2,291		0,616	1,411	1,540	-	-	-
Горизонтально-фрезерный станок	9,5	4	38	0,14	0,40	2,291		5,320	12,190	13,300	-	-	-
Токарно-револьверный станок	2,8	2	5,6	0,14	0,40	2,291		0,784	1,796	1,960	-	-	-
Итого по РП4		8	48	0,46	0,40	2,291	>3	6,720	15,397	16,800	6	1,91	1,1	12,835	16,937	21,251	32,289
РП-5
Горизонтально-фрезерный станок	9,5	2	19	0,14	0,40	2,291		2,660	6,095	6,650	-	-	-
Поперечио-строгальный станок	8,5	1	8,5	0,14	0,40	2,291		1,190	2,727	2,975	-	-	-
Кран-балка	11,625	1	11,63	0,15	0,50	1,732		1,744	3,020	3,488	-	-	-
Заточный станок	7,5	4	30	0,12	0,50	1,732		3,600	6,235	7,200	-	-	-
Наждачный станок	9	2	18	0,12	0,50	1,732		2,160	3,741	4,320	-	-	-
Итого по РП-5		10	87,13	0,25	0,46	1,956	>3	11,354	21,818	24,633	10	1,79	1,1	20,323	24,000	31,449	47,783
Итого		53	343.35		0,64	1,206								82,122	98,973	128,635	195,446

Рисунок 2 Распределение нагрузки инструментального цеха

Для определения расчетной мощности всего объекта, нам нужно учесть мощность которая потребуется для освещения. Для этого воспользуемся упрошенной методикой основанной на удельной мощности освещения (Р_уд). Всю рабочую площадь разбиваем на отдельные участки, определяем площадь каждого участка (F), m² и находим величину удельной мощности участка по формуле:

Р_уч= Р_уд*S*Кз, кВт, (15)

где К₃-коэффициент запаса, равен 1,5 для светодиодных светильников.

Значения Р_уд принимаются для светодиодных светильников согласно пункту 3.166. СН 357-77;

=0,75 для светодиодных светильников, согласно [2];

=0,88 (соответствует =0,75).

Для станочного отделения:

Р_уч= 3,8*1052*1,5=6,0 кВт

Q_уч= Р_уч *=6,0*0.88=5.277 кВ

Для остальных участков расчеты сведем в таблицу 3.

Итого с учетом мощности освещения.

Р_ро=? Р_уч+ Р_р=8,718+ 82,122 = 91,315 кВт

Q_ро= ?Q_уч+ Q_р=8,718*0.88+ 98,973 = 107,063 кВар

S_ро== 140,715 кВА.

Площадь помещений принимается с учетом второго этажа, так для ТП (длина 6м, ширина 6м; согласно генплану), площадь одного этажа равна

Fэт=А*В=6*6=36 м².



Суммарная площадь:

F= Fэт*2=36*2=72 м²

Таблица 3 Расчет осветительной нагрузки

Участок	S, м2	Pуд, Вт/м2	Pуч, кВт	Рро, кВт	Qро, кВар	Sро, кВА
ТП	72	3,6	0,39
Щитовая	24	3,6	0,13
Склад	144	2,2	0,48
Инструментальная	72	3,6	0,39
Заточная	72	3,6	0,39
Бытовка	72	4,4	0,48
Администраторская	72	4,4	0,48
Комната отдыха	72	4,4	0,48
Станочное отделение	1052	3,8	6,00
Итого всего	1652		9,193	91,315	107,063	140,715

3. РАСЧЕТ И ВЫБОР КОМПЕНСИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Компенсацию реактивной мощности производим до значения

=0.92….0,95; необходимую для этого мощность компенсирующих устройств определим по формуле:

Qку=б*Рр(-), (16)

где б-коэффициент учитывающий повышение естественным способом, принимается б =0,9 .

Рр - активная расчетная мощность нагрузки, Вт;

- тангенс угла до компенсации ;

- тангенс угла после компенсации;



Qку=б*Рр(-)=0,9*91,315*(1,172-0.33)= 69,24 кВар.

Из [1] принимаем две конденсаторных установки УКМ-58-0,4-35 по одной на секцию. После этого определяем фактическое значение и с учетом установленных КУ.

Таблица 4 Расчет компенсации реактивной мощности

Показатели	cos?	tg?	Pp, кВт	Qp, кВар	Sр, кВА
Всего на НН без КУ	0,649	1,172	91,315	107,063	140,715
КУ, кВар				70,0
Всего на НН с КУ	0,927	0,406	91,315	37,063	98,550

4. ВЫБОР ТИПА, ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ПИТАЮЩИХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Так как электроприемники относятся ко второй категории, то согласно ПУЭ объект должен обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания. Поэтому принимаем два трансформатора.

Выбираем трансформаторы с учетом компенсации реактивной мощности.

Sт?0,7* S_{р ,} (17)

где: Sт - номинальная мощность трансформатора, кВА;

0,7 - нормативный коэффициент загрузки для двух трансформаторной подстанции.

Sт>0,7*98,55= 68,98 кВА.

Выбираем два трансформатора ТМГ-ЭФ-100 и проверяем их по коэффициенту загрузки в аварийном режиме

Кзав=98,55/100=0,99.

Таким образом, в аварийном режиме загрузка трансформатора составит 99%, что меньше допустимого значения 140 % согласно ПУЭ,

5. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ В ТРАНСФОРМАТОРАХ С ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКИМ ОБОСНОВАНИЕМ

Определим потери мощности в трансформаторах по формулам:

ДPт=0,02 *S_р=0,02* 98,550= 1,971 кВт

ДQт=0,1*S_р =0,1* 98,550= 9,855 кВар

Расчетная мощность с учетом потерь в трансформаторах:

Sро'== 104,42 кВА

Результаты расчетов потерь мощности сведены в таблицу 5.1.

Таблица 5 Расчет потерь мощности в трансформаторах

Показатели	cos?	tg?	Pp, кВт	Qp, кВар	Sр, кВА
Всего на НН с КУ	0,927	0,406	91,315	37,063	98,550
Потери, приближенно			1,971	9,855
Всего на ВН с КУ			93,286	46,918	104,420

В условиях мирового дефицита энергомощностей и постоянного роста энергопотребления, удорожания энергоресурсов вопрос об экономии энергии приобретает все большую актуальность. Разработка ресурсосберегающего оборудования - основная задача, которую ставят перед собой ведущие производители электротехники в мире. Этот вопрос - один из первостепенных и для России, где с каждым годом на эксплуатацию устаревшего электрооборудования требуется все больше средств.

О том, что для работы трансформатора необходимо израсходовать часть электроэнергии, известно с момента его изобретения. Но никогда ранее вопрос оптимизации данных затрат не стоял так остро. Дело в том, что потери неизбежны из-за преобразования электрической энергии в тепловую: часть ее расходуется на нагрев проводов (потери короткого замыкания), а часть - на перемагничивание (потери холостого хода).

Поскольку трансформатор работает круглосуточно, потери происходят постоянно. Так, для стандартного трансформатора мощностью 630 кВА, в рублевом эквиваленте, потери составляют более 100 тысяч рублей в год [2].

Физика процесса такова, что устранить потери полностью невозможно. Но есть способ существенно снизить затраты на работу оборудования - применить экономичный трансформатор/

Передовые технологии и материалы позволяют добиться значительно меньшего нагрева проводов при работе оборудования, а значит, - сэкономить киловатты и денежные средства абонентов. Для трансформатора ТМГ-630 кВА это экономия составляет до 20 тысяч рублей в год, а для трансформаторов больших мощностей цифра намного выше [2].

Результатом работы различных производителей в области трансформаторостроения стал энергосберегающий трансформатор ТМГ новой серии ТМГ-ЭФ, который поставляется компанией «ЭНЕРГОФ».

Данные трансформаторы имеют самый низкий уровень потерь холостого хода и короткого замыкания из всех серийно выпускаемых силовых трансформаторов общего назначения. Они также имеют сниженный уровень корректированной звуковой мощности. Таким образом, трансформаторы данной серии являются энергосберегающими и малошумными.



Рисунок 3 Внешний вид трансформатора серии ТМГ-ЭФ

Денежное выражение потерь для обычных и энергоэффективных трансформаторов ТМГ согласно данным производителя и его пересчет для тарифа по г. Екатеринбург представлены в таблице 6.

Таблица 6 Денежное выражение потерь для обычных и энергоэффективных трансформаторов ТМГ

Характеристики сравниваемых величин
Мощность, кВА	100
Потери, кВт	Обычный трансформатор	1,48
	Экономичный трансформатор	1,12
	Разница потерь в час, кВт	0,36
Экономия, руб. (тариф 2,75 руб/кВт*ч, по данным производителя*)	За 1 год*	5684
	За 3 года*	17052
	За 10 лет*	56840
Экономия, руб.(тариф 3,96 руб/кВт*ч для города Екатеринбург**)	За 1 год**	8184,96
	За 3 года**	24554,88
	За 10 лет**	81849,6

* Расчетный одноставочный тариф по данным производителя (принимается равным 2,75 руб./кВтч. Допускается, что он остается неизменным в течение 10 лет).

** Тариф на электроэнергию для города Екатеринбург, составляет 3,96 руб./кВтч.

Таким, образом, оценочный экономический эффект применения трансформаторов серии ТМГ-ЭФ для схемы электроснабжения рассматриваемого цеха составит, с учетом числа трансформаторов:

тыс. руб./год?????

Расчеты сделаны с допущением того факта, что все это время тарифы на электроэнергию остаются неизменными. Но вряд ли стоит этого ожидать. Более того, со временем российские тарифы все более и более будут приближаться к европейским, а там уже сегодня плата за электроэнергию составляет от 0,11 евро, или 4,58 рубля [2].

Однако цена трансформатора с уменьшенными потерями будет выше обычного примерно на 15 - 20%. Поэтому он будет давать экономию не сразу, а через 2 - 3 года. Но, устанавливая трансформатор на 25 лет, стоит подумать о долгосрочном вложении средств и сопоставить разовую экономию от покупки обычного трансформатора с постоянной экономией на уменьшенных потерях электроэнергии. [3].

6. РАСЧЕТ И ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ И ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Проведем расчет питания номинальным напряжением 10 кВ по кабельной линии:

Максимальный рабочий ток линии:

I_p = Sр/(v3*U_н*^.n) , А (18)

где n - число цепей.

I_maxp =104,4/(v3 *10*2)= 3,014 (А)

Экономическое сечение:

F_эк = I_maxp /ј_эк , мм². (19)



F_эк =3,014/1,4=2,153 мм²

Принимаем 3-х жильный кабель АПвП с поперечным сечением 16 мм² (минимальное сечение кабеля 10 кВ).

Проверяем данное сечение по аварийному режиму :

I_ав =104,4 /(v3 *10) =6,029 А.

Длительно допустимый ток I_доп = 75 А. Проверяем кабель по длительно допустимому нагреву расчетным током. По условию:

1_доп'=1_доп*Кпов*Кср*Кпон > 1_ав (20)

где Кпов- коэффициент повышения при недогруженности КЛ =1,25

Кср- коэффициент среды, учитывает температуру среды, отличную от расчетной, Кср=1,05

Кпон- коэффициент понижения токовой нагрузки при групповой прокладке Кпон=0,9

1_доп'=75*1,25*1,05*0,9= 88,594> 1_ав=6,029 А

Сечение проходит.

Проверяем выбранное сечение по потере напряжения по формуле

?U=*I_p*(R*+X*), В (21)

где ?U- падение напряжения, в вольта

I_p - максимальный рабочий ток линии

R-активное сопротивление линии

X-реактивное сопротивление линии

?U=*3,014*(1,164* 0,893+0,061*0, 0,449)= 5,573 В

?U= 5,573*100/10000=0,06%

Потери напряжения не должны превышать допустимые 5 % согласно ПУЭ.

В качестве РП 0,4 кВ принимаем специальные низковольтные распределительные устройства (РП) которые обеспечивают возможность электроснабжения всего перечня электроприемников, в том числе до переносного светильника напряжением 36 В.

РП обеспечивают ввод и распределение электроэнергии от трехфазных сетей переменного тока с глухо заземленной нейтралью напряжением 380/220В, частотой 50Гц, рассчитанных на потребление от 100А до 630А и от однофазных сетей переменного тока напряжением 220В, частотой 50Гц, рассчитанных на потребление не более 53 А. РП применяется с системами заземления TN-C в соответствии с ПУЭ. Степень защиты: IP44 или IP54 -- при закрытой двери; IР21 -- при открытой двери. Конструктивно РП выполняются в ящиках навесного, напольного (с остановкой их на подставки) и переносного исполнения с односторонним обслуживанием. Ввод кабелей предусматривается снизу или сверху, при этом допускается ввод (вывод) кабелей с резиновой и пластмассовой изоляцией, с медными и алюминиевыми жилами. Подключение электроинструмента осуществляется к розеткам блоков вывода РП штепсельных и трансформаторных, которые для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током предохранены устройствами защитного отключения, совмещенными с дифференциальным автоматом. Марка дифференциального автомата АВДТ-32М, С16.Ток утечки, при котором срабатывает устройство защитного отключения, не более 30 мА. РП ремонтнопригодны. Конструкция РП обеспечивает замену любого выключателя.

Схема электроснабжения состоит из пяти распределительных пунктов типа РП, получающих питание от шин распределительного устройства 0,4 кВ ТП, РП имеют напольное исполнение. Все они оснащены выключателями нагрузки, трехполюсными автоматическими выключателями серии ВА а также трех- и однополюсными дифференциальными автоматами. Каждый из РП питает от 8 до 12 силовых электроприемников. Прокладка кабелей к РП и отдельным приемникам выполняется в специальных каналах в полу помещения, поэтому приняты кабели АВВГнг с поливинилхлоридной изоляцией, не распространяющей горение, проложенными в легких металлических коробах для зашиты от механических повреждений, все короба соединяются с заземляющим устройством.

Все РП запитываются отдельными кабелями с шин РУНН ТП (радиальная схема электроснабжения).

Выбор автоматических выключателей

Наряду с плавкими предохранителями в установках напряжением до

1 кВ широко применяют автоматические выключатели, выпускаемые в одно-, двух- и трехполюсном исполнении, постоянного и переменного тока. Автоматические выключатели снабжают специальным устройством релейной защиты, которое в зависимости от типа выключателя выполняют в виде токовой отсечки, максимальной токовой защиты или двухступенчатой токовой защиты. Для этого используют электромагнитные и тепловые реле. Эти реле называют расцепителями. Конструктивно автоматические выключатели намного сложнее предохранителей и представляют собой сочетание выключателя и расцепителя.

Номинальным током автоматического выключателя Iном, А называют наибольший ток, при протекании которого выключатель может длительно работать без повреждений. Номинальным напряжением автоматического выключателя Uном, В называют указанное в паспорте напряжение, равное напряжению электрической сети, для работы в которой этот выключатель предназначен.

Номинальным током теплового расцепителя Iт.р, А называют указанный в паспорте ток, длительное протекание которого не вызывает срабатывание расцепителя. Током уставки электромагнитного расцепителя Iэм.р, А называют наименьший ток, при протекании которого электромагнитный расцепитель срабатывает. При выборе уставок тока срабатывания автоматических выключателей необходимо учитывать различия в характеристиках и погрешности в работе расцепителей выключателей. Существуют следующие требования к выбору автоматических выключателей:

1) номинальное напряжение выключателя не должно быть ниже напряжения сети:

2)

Uhom > Uc (22)

3) отключающая способность должна быть рассчитана на максимальные токи КЗ, проходящие по защищаемому элементу;

4)

Iоткл > I⁽³⁾_п (23)

где Iоткл - номинальный ток отключения автоматического выключателя;

I⁽³⁾_п - максимальный ток трехфазного КЗ в защищаемой цепи;

Номинальный ток теплового расцепителя должен быть не меньше наибольшего расчетного тока нагрузки, длительно протекающего по защищаемому элементу:

Iт.р >Iр.; (24)

5) автоматический выключатель не должен отключаться в нормальном режиме работы защищаемого элемента, поэтому ток уставки замедленного срабатывания регулируемых расцепителей следует выбирать по условию:

Iт.р >(l,l-l,3)-Ip; (25)



6) при допустимых кратковременных перегрузках защищаемого элемента автоматический выключатель не должен срабатывать, это достигается выбором уставки мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя по условию:

Iэм.р.>(1,25-1,35) *Iп; (26)

где Iп - пиковый ток для одного электроприемника.

5) Пиковый ток рассчитывается по формуле:

Iп = Iп.макс +(Iр-kи*Iном.макс), (27)

где Iп.макс - наибольший из пусковых токов двигателей группы приёмников;

Iп=(5-7,5) *Iр, для АД

где Iр - расчётный ток группы приёмников;

Расчётные токи в кабелях, питающих РП, и отдельные электроприёмники, определяются по формулам:

Iр=Рном/(*U_ном*), (28)

где Рном - расчётное значение номинальной активной мощности, текущей по кабелю, значение найдено ранее и дано в таблице;

U_ном- номинальное напряжение питаемого участка.

Приведем пример для расчета электроприемника №1, это потребитель третьей категории по заданию, расчет рабочего тока и падения напряжения ведем для рабочего режима

Iр=8,5/(*0,4*0,4)= 30,67 А

Принимаем для запитки кабель АВВГнг-4*6 с допустимым током

Iдоп=35,7 А, с учетом поправочного коэффициента 0,85 для нескольких близко лежащих кабелей.

Длина кабеля L=22,54 м. Удельное активное сопротивление r₀= 0,0045 Ом/м. Активное сопротивление составит

r= r₀*L=0.0045*22,54=0,10143 Ом

Падение напряжения составит

?U=*Iр*r*=*30,67*0,10143*0,4= 2,155 В

Падение напряжения в процентах

dU= 2,155*100/380=0,567 %

Потери напряжения не должны превышать допустимые 5 % согласно ПУЭ. Для отстройки уставки теплового расцепителя автоматического выключателя

l,l* Ip= l,l*30,67= 33,739 А

Для защиты кабельной линии выбираем автомат серии ВА-47-29 на номинальный ток 40 А, время-токовая характеристика С, как для электроприемника с электродвигателем. Для остальных электроприемников и РП параметры рассчитываются так же и автоматические выключатели выбираются аналогично и сведены в таблицы 6.1 и 6.2. Номинальные токи автоматических выключателей серии ВА-47-29 (0,5; 1; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10, 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63) А, согласно паспорту.



Таблица 6.1 Расчет кабельных линий 0,4 кВ

Участок	Iр, А	Кабель	Iдоп, А	ro, Ом/м	L, м	r, Ом	?U, В	dU, %
РП-1
1	30,67	АВВГнг-4*6	35,70	0,00450	22,54	0,10143	2,155	0,567
2	30,67	АВВГнг-4*6	35,70	0,00450	16,56	0,07452	1,584	0,417
3	10,10	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	11,73	0,13607	0,952	0,251
4	10,10	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	5,75	0,06670	0,584	0,154
5	10,10	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	22,77	0,26413	1,849	0,487
6	10,10	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	17,25	0,20010	1,401	0,369
7	10,10	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	14,03	0,16275	1,139	0,300
8	10,10	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	6,67	0,07737	0,677	0,178
9	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	31,05	0,22046	4,133	1,088
10	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	23,23	0,16493	3,092	0,814
11	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	20,47	0,14534	2,725	0,717
?РП-1	186,92	2*АВВГнг-3*95+1*50	204	0,000165	27,83	0,00459	0,662	0,174
РП-2
12	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	4,83	0,03429	0,643	0,169
13	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	10,58	0,07512	1,408	0,371
14	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	15,64	0,11104	2,082	0,548
15	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	20,93	0,14860	2,786	0,733
19	7,94	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	4,37	0,05069	0,279	0,073
20	7,94	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	8,74	0,10138	0,558	0,147
21	34,28	АВВГнг-4*10	55,25	0,00310	14,03	0,04349	1,033	0,272
22	34,28	АВВГнг-4*10	55,25	0,00310	19,09	0,05918	1,405	0,370
26	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	5,29	0,03756	0,704	0,185
27	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	10,58	0,07512	1,408	0,371
28	10,10	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	15,87	0,18409	1,289	0,339
29	10,10	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	19,32	0,22411	1,569	0,413
?РП-2	234,55	2*АВВГнг-3*150+1*95	259,25	0,00010	69,23	0,00692	1,266	0,333
РП-3
32	10,10	2*АВВГнг-4*2,5	17,85	0,0058	23,23	0,13473	1,179	0,310
33	10,10	2*АВВГнг-4*2,5	17,85	0,0058	16,56	0,09605	0,840	0,221
34	10,10	2*АВВГнг-4*2,5	17,85	0,0058	7,36	0,04269	0,374	0,098
35	25,98	АВВГнг-4*6	35,70	0,00450	6,67	0,03002	0,675	0,178
36	25,98	АВВГнг-4*6	35,70	0,00450	4,83	0,02174	0,489	0,129
39	33,56	2*КГХЛ-4*4	34,00	0,00275	15,41	0,04238	1,232	0,324
40	30,67	АВВГнг-4*6	35,70	0,00450	23,46	0,10557	2,243	0,590
41	30,67	АВВГнг-4*6	35,70	0,00450	9,89	0,04451	0,946	0,249
42	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	1,15	0,00817	0,153	0,040
43	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	1,38	0,00980	0,184	0,048
44	7,94	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	20,24	0,23478	1,291	0,340
45	7,94	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	25,99	0,30148	1,658	0,436
?РП-3	236,35	2*АВВГнг-3*150+1*95	259,25	0,00010	37,03	0,00370	0,707	0,186
РП-4
16	7,94	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	26,45	0,30682	1,687	0,444
17	7,94	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	16,56	0,19210	1,056	0,278
18	34,28	АВВГнг-4*10	55,25	0,00310	5,98	0,01854	0,440	0,116
23	34,28	АВВГнг-4*10	55,25	0,00310	20,93	0,06488	1,541	0,406
24	34,28	АВВГнг-4*10	55,25	0,00310	11,73	0,03636	0,864	0,227
25	34,28	АВВГнг-4*10	55,25	0,00310	5,52	0,01711	0,406	0,107
30	10,10	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	28,29	0,32816	2,297	0,604
31	10,10	АВВГнг-4*2,5	17,85	0,01160	21,62	0,25079	1,755	0,462
?РП-4	173,21	2*АВВГнг-3*95+1*50	204	0,000165	2,76	0,00046	0,055	0,014
РП-5
37	34,28	АВВГнг-4*10	55,25	0,00310	28,29	0,08770	2,083	0,548
38	34,28	АВВГнг-4*10	55,25	0,00310	20,93	0,06488	1,541	0,406
46	30,67	АВВГнг-4*6	35,70	0,00450	6,21	0,02795	0,594	0,156
47	33,56	2*КГХЛ-4*4	34,00	0,00275	30,82	0,08476	2,463	0,648
48	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	2,76	0,01960	0,367	0,097
49	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	7,82	0,05552	1,041	0,274
50	25,98	АВВГнг-4*6	35,70	0,00450	0,92	0,00414	0,093	0,025
51	25,98	АВВГнг-4*6	35,70	0,00450	6,44	0,02898	0,652	0,172
52	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	0,69	0,00490	0,092	0,024
53	21,65	АВВГнг-4*4	25,90	0,00710	6,67	0,04736	0,888	0,234
?РП-5	271,35	2*АВВГнг-3*185+1*95	293,25	0,00008	16,56	0,00132	0,293	0,077

Таблица 6.2 Выбор автоматических выключателей

Участок	Iр, А	1,1*Iр,А	Iп,А	1,25*Iп,А	Выключатель	Iном,А	Iт.р.,А	Iэм.р.,А
РП-1
1	30,672	33,739	184,030	230,04	ВА-47-29	40	43,20	432,00
2	30,672	33,739	184,030	230,04	ВА-47-29	40	54,00	540,00
3	10,104	11,114	60,622	75,78	ВА-47-29	13	17,55	175,50
4	10,104	11,114	60,622	75,78	ВА-47-29	13	17,55	175,50
5	10,104	11,114	60,622	75,78	ВА-47-29	13	17,55	175,50
6	10,104	11,114	60,622	75,78	ВА-47-29	13	17,55	175,50
7	10,104	11,114	60,622	75,78	ВА-47-29	13	17,55	175,50
8	10,104	11,114	60,622	75,78	ВА-47-29	13	17,55	175,50
9	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
10	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
11	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
?РП-1	186,917	205,609	1121,503	1401,88	ВА-52-39	250	337,50	3375,00
РП-2
12	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
13	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
14	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
15	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
19	7,939	8,732	47,631	59,54	ВА-47-29	10	13,50	135,00
20	7,939	8,732	47,631	59,54	ВА-47-29	10	13,50	135,00
21	34,280	37,708	205,681	257,10	ВА-47-29	40	54,00	540,00
22	34,280	37,708	205,681	257,10	ВА-47-29	40	54,00	540,00
26	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
27	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
28	10,104	11,114	60,622	75,78	ВА-47-29	13	17,55	175,50
29	10,104	11,114	60,622	75,78	ВА-47-29	13	17,55	175,50
?РП-2	234,549	258,003	1407,291	1759,11	ВА-52-39	320	432,00	4320,00
РП-3
32	10,104	11,114	60,622	75,78	ВА-47-29	13	17,55	175,50
33	10,104	11,114	60,622	75,78	ВА-47-29	13	17,55	175,50
34	10,104	11,114	60,622	75,78	ВА-47-29	13	17,55	175,50
35	25,981	28,579	155,885	194,86	ВА-47-29	32	43,20	432,00
36	25,981	28,579	155,885	194,86	ВА-47-29	32	43,20	432,00
39	33,558	36,914	201,351	251,69	ВА-47-29	40	54,00	540,00
40	30,672	33,739	184,030	230,04	ВА-47-29	40	54,00	540,00
41	30,672	33,739	184,030	230,04	ВА-47-29	40	54,00	540,00
42	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
43	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
44	7,939	8,732	47,631	59,54	ВА-47-29	10	13,50	135,00
45	7,939	8,732	47,631	59,54	ВА-47-29	10	13,50	135,00
?РП-3	236,353	259,988	1418,117	1772,65	ВА-52-39	320	432,00	4320,00
РП-4
16	7,939	8,732	47,631	59,54	ВА-47-29	10	13,50	135,00
17	7,939	8,732	47,631	59,54	ВА-47-29	10	13,50	135,00
18	34,280	37,708	205,681	257,10	ВА-47-29	40	54,00	540,00
23	34,280	37,708	205,681	257,10	ВА-47-29	40	54,00	540,00
24	34,280	37,708	205,681	257,10	ВА-47-29	40	54,00	540,00
25	34,280	37,708	205,681	257,10	ВА-47-29	40	54,00	540,00
30	10,104	11,114	60,622	75,78	ВА-47-29	13	17,55	175,50
31	10,104	11,114	60,622	75,78	ВА-47-29	13	17,55	175,50
?РП-4	173,205	190,526	1039,230	1299,04	ВА-52-39	250	337,50	3375,00
РП-5
37	34,280	37,708	205,681	257,10	ВА-47-29	40	54,00	540,00
38	34,280	37,708	205,681	257,10	ВА-47-29	40	54,00	540,00
46	30,672	33,739	184,030	230,04	ВА-47-29	40	54,00	540,00
47	33,558	36,914	201,351	251,69	ВА-47-29	40	54,00	540,00
48	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
49	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
50	25,981	28,579	155,885	194,86	ВА-47-29	32	43,20	432,00
51	25,981	28,579	155,885	194,86	ВА-47-29	32	43,20	432,00
52	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
53	21,651	23,816	129,904	162,38	ВА-47-29	25	33,75	337,50
?РП-5	271,355	298,490	1628,128	2035,16	ВА-52-39	320	432,00	4320,00

7. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Расчет токов КЗ будем производить методом точного приведения в именованных единицах, в максимальном и минимальном режимах. Точки короткого замыкания показаны на рисунке 7.1.

Расчет токов КЗ на шинах НН трансформаторов ТП

Сопротивление трансформатора ТП

Rт=?Рк*( Uн/Sн)²=2,0*( 0,4/0,1)²=32,0 Ом

Хт=Uкз/100* Uн²/Sт=4,5/100*0,4²/0,1=72,0 Ом



Рисунок 7.1 Схема замещения для расчета токов КЗ

Также для РУНН необходимо учесть активное сопротивление контактов автоматического выключателя, принимается 15 мОм по [3].

Суммарные сопротивления прямой последовательности:

?R= Rт+ Rкон=32,0+0,015= 32,015 Ом

?Х= Хт=72,0 Ом

Ом

Ток трехфазного короткого замыкания

Iк⁽³⁾=Uc/(?Z *)=400/(78,7909)=2,931 кА



Для определения однофазного тока к.з. нужно найти сопротивления нулевой последовательности элементов электроснабжения 0,4 кВ до точки к.з.

Сопротивления нулевой последовательности трансформатора, шин НН, автоматов равны сопротивлениям прямой последовательности этих элементов, поэтому:

?Rо= Rт+ Rкон=32,0+0,015= 32,015 Ом

?Хо= Хт=72,0 Ом

Iк⁽¹⁾=Uc/(?Zо *)=400/(79,9398)=2,889 кА

Расчет токов КЗ на вводах в РП

Расчет токов к.з. в точке К4 покажем на примере короткого замыкания в РП1. Полное сопротивление в данном случае будет складываться из сопротивлений трансформатора, КЛ от РУНН до РП, а также переходных сопротивлений контактов АВ.

Сопротивления кабелей:

-прямой последовательности:

R=r_O*L; X=x_O*L.

-нулевой последовательности:

R_О=10* R₁; X_О=2,5* X₁

R_1?= R_Т+ R_КЛ+ R_В=32,0+0,0061+0,015=32,0211 Ом

Х_1?= Х_Т+ Х_КЛ=72,0+0,0020=72,0020 Ом

R_О?= R_Т+10*R_КЛ+ R_К=32,0+10*0,0061+0,015=32,0762 Ом

Х_О?= Х_Т+2,5*Х_КЛ=72,0+2,5*0,0020=72,0051 Ом

Z_1?=78,8013 Ом

Iк⁽³⁾= Uc /(?Z_1? *)=400/(78,8013)=2,9307 кА

Iк⁽¹⁾= Uc /(?Z₀ *)=400/(78,8352)=2,9295 кА

Значения токов к.з для остальных РП приведены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 Токи короткого замыкания в точке К4

R, Ом	X, Ом	R1?, Ом	X1?, Ом	R0?, Ом	X0?, Ом	Z1?, Ом	Z0?, Ом	Iкз(3), кА	Iкз(1), кА
0,0061	0,0020	32,0211	72,0020	32,0762	72,0051	78,8013	78,8352	2,9307	2,9295
0,0069	0,0023	32,0219	72,0023	32,0842	72,0058	78,8019	78,8402	2,9307	2,9293
0,0048	0,0016	32,0198	72,0016	32,0631	72,0040	78,8004	78,8270	2,9308	2,9298
0,0003	0,0001	32,0153	72,0001	32,0178	72,0002	78,7972	78,7987	2,9309	2,9308
0,0013	0,0004	32,0163	72,0004	32,0282	72,0011	78,7979	78,8052	2,9309	2,9306

Расчет токов КЗ на кабельных линиях к электроприемникам

Расчет токов к.з. в точке К5 покажем на примере короткого замыкания в электроприемнике №1. Полное сопротивление в данном случае будет складываться из сопротивлений трансформатора, КЛ от РУНН до РП, КЛ от РП до ЭП, а также переходных сопротивлений контактов АВ.

Сопротивления кабелей:

-прямой последовательности

R=r_O*L; X=x_O*L.

-нулевой последовательности:

R_О=10* R₁; X_О=2,5* X₁

R_1?= R_Т+ R_КЛ+ 2*R_В+ R₁=32,0+0,1014+2*0,015+0,0061=32,1356 Ом

Х_1?= Х_Т+Х_КЛ+Х₁ =72,0+0,0338+0,0020=72,0352 Ом

R_О?= R_Т+10*R_КЛ+2* R_К+10*R₁ =32,0+10*0,1014+2*0,015+10*0,0061=

=33,0863 Ом

Х_О?= Х_Т+2,5*Х_КЛ+2,5*Х₁ =72,0+2,5*0,0338+2,5*0,0020=72,0845 Ом

Z_1?=78,8782 Ом

Iк⁽³⁾= Uc /(?Z_1? *)=400/(78,8782)=2,9279 кА

Iк⁽¹⁾= Uc /(?Z₀ *)=400/(79,4613)=2,9064 кА

Значения токов к.з для остальных электроприемников приведены в таблице 7.2.

Таблица 7.2 Токи короткого замыкания в цеховой сети

№ РП	R, Ом	X, Ом	R1?, Ом	X1?, Ом	R0?, Ом	X0?, Ом	Z1?, Ом	Z0?, Ом	Iкз(3), кА	Iкз(1) кА
РП-1
1	0,1014	0,0338	32,1356	72,0352	33,0863	72,0845	78,8782	79,4613	2,9279	2,9064
2	0,0745	0,0248	32,1087	72,0262	32,8172	72,0621	78,8590	79,2899	2,9286	2,9127
3	0,1361	0,0454	32,1703	72,0468	33,4327	72,1134	78,9029	79,6834	2,9270	2,8983
4	0,0667	0,0222	32,1009	72,0236	32,7390	72,0556	78,8535	79,2402	2,9288	2,9145
5	0,2641	0,0880	32,2983	72,0894	34,7133	72,2201	78,9941	80,5182	2,9236	2,8683
6	0,2001	0,0667	32,2343	72,0681	34,0730	72,1668	78,9485	80,0981	2,9253	2,8833
7	0,1627	0,0542	32,1969	72,0556	33,6995	72,1356	78,9219	79,8556	2,9263	2,8921
8	0,0774	0,0258	32,1116	72,0272	32,8457	72,0645	78,8611	79,3080	2,9285	2,9120
9	0,3602	0,1201	32,3944	72,1215	35,6738	72,3002	79,0626	81,1580	2,9211	2,8456
10	0,2695	0,0898	32,3037	72,0912	34,7667	72,2246	78,9979	80,5534	2,9235	2,8670
11	0,2375	0,0792	32,2717	72,0806	34,4465	72,1979	78,9751	80,3425	2,9243	2,8745
?РП-1	0,0061	0,0020	32,0403	72,0034	32,1332	72,0051	78,8104	78,8584	2,9304	2,9286
РП-2
12	0,0560	0,0187	32,0902	72,0201	32,6323	72,0467	78,8459	79,1726	2,9291	2,9170
13	0,1227	0,0409	32,1569	72,0423	33,2993	72,1023	78,8934	79,5977	2,9273	2,9014
14	0,1814	0,0605	32,2156	72,0619	33,8862	72,1512	78,9352	79,9766	2,9258	2,8877
15	0,2428	0,0809	32,2770	72,0823	34,4999	72,2023	78,9789	80,3776	2,9242	2,8733
19	0,0507	0,0169	32,0849	72,0183	32,5789	72,0422	78,8421	79,1388	2,9292	2,9182
20	0,1014	0,0338	32,1356	72,0352	33,0858	72,0845	78,8782	79,4610	2,9279	2,9064
21	0,0435	0,0145	32,0777	72,0159	32,5069	72,0362	78,8370	79,0934	2,9294	2,9199
22	0,0592	0,0197	32,0934	72,0211	32,6638	72,0493	78,8481	79,1925	2,9290	2,9163
26	0,0614	0,0205	32,0956	72,0219	32,6856	72,0511	78,8497	79,2064	2,9290	2,9158
27	0,1227	0,0409	32,1569	72,0423	33,2993	72,1023	78,8934	79,5977	2,9273	2,9014
28	0,1841	0,0614	32,2183	72,0628	33,9129	72,1534	78,9371	79,9940	2,9257	2,8871
29	0,2241	0,0747	32,2583	72,0761	34,3131	72,1868	78,9656	80,2550	2,9247	2,8777
?РП-2	0,0069	0,0023	32,0411	72,0037	32,1412	72,0058	78,8110	78,8635	2,9304	2,9284
РП-3
32	0,1347	0,0449	32,1689	72,0463	33,4193	72,1123	78,9019	79,6748	2,9270	2,8986
33	0,0960	0,0320	32,1302	72,0334	33,0325	72,0800	78,8744	79,4269	2,9280	2,9077
34	0,0427	0,0142	32,0769	72,0156	32,4989	72,0356	78,8364	79,0883	2,9294	2,9201
35	0,0474	0,0158	32,0816	72,0172	32,5456	72,0395	78,8397	79,1178	2,9293	2,9190
36	0,0343	0,0114	32,0685	72,0128	32,4149	72,0286	78,8304	79,0354	2,9297	2,9221
39	0,0424	0,0141	32,0766	72,0155	32,4958	72,0353	78,8362	79,0863	2,9295	2,9202
40	0,1056	0,0352	32,1398	72,0366	33,1277	72,0880	78,8811	79,4878	2,9278	2,9054
41	0,0445	0,0148	32,0787	72,0162	32,5171	72,0371	78,8377	79,0998	2,9294	2,9197
42	0,0052	0,0017	32,0394	72,0031	32,1238	72,0043	78,8097	78,8525	2,9304	2,9288
43	0,0062	0,0021	32,0404	72,0035	32,1341	72,0052	78,8105	78,8590	2,9304	2,9286
44	0,2348	0,0783	32,2690	72,0797	34,4198	72,1957	78,9732	80,3250	2,9244	2,8752
45	0,3015	0,1005	32,3357	72,1019	35,0868	72,2512	79,0208	80,7656	2,9226	2,8595
?РП-3	0,0048	0,0016	32,0390	72,0030	32,1201	72,0040	78,8095	78,8502	2,9304	2,9289
РП-4
16	0,3068	0,1023	32,3410	72,1037	35,1402	72,2557	79,0246	80,8011	2,9225	2,8582
17	0,1921	0,0640	32,2263	72,0654	33,9930	72,1601	78,9428	80,0460	2,9255	2,8852
18	0,0185	0,0062	32,0527	72,0076	32,2574	72,0154	78,8192	78,9363	2,9301	2,9257
23	0,0649	0,0216	32,0991	72,0230	32,7208	72,0541	78,8522	79,2287	2,9289	2,9149
24	0,0364	0,0121	32,0706	72,0135	32,4356	72,0303	78,8319	79,0484	2,9296	2,9216
25	0,0171	0,0057	32,0513	72,0071	32,2431	72,0143	78,8182	78,9273	2,9301	2,9261
30	0,3282	0,1094	32,3624	72,1108	35,3536	72,2735	79,0398	80,9435	2,9219	2,8532
31	0,2508	0,0836	32,2850	72,0850	34,5799	72,2090	78,9846	80,4302	2,9239	2,8714
?РП-4	0,0003	0,0001	32,0345	72,0015	32,0748	72,0002	78,8062	78,8219	2,9306	2,9300
РП-5
37	0,0877	0,0292	32,1027	72,0292	32,8920	72,0731	78,8593	79,3499	2,9286	2,9105
38	0,0649	0,0216	32,0799	72,0216	32,6638	72,0541	78,8431	79,2051	2,9292	2,9158
46	0,0279	0,0093	32,0429	72,0093	32,2945	72,0233	78,8168	78,9720	2,9302	2,9244
47	0,0848	0,0283	32,0998	72,0283	32,8626	72,0706	78,8572	79,3312	2,9287	2,9112
48	0,0124	0,0041	32,0274	72,0041	32,1392	72,0104	78,8058	78,8746	2,9306	2,9280
49	0,0352	0,0117	32,0502	72,0117	32,3669	72,0293	78,8220	79,0176	2,9300	2,9227
50	0,0065	0,0022	32,0215	72,0022	32,0803	72,0054	78,8016	78,8378	2,9307	2,9294
51	0,0457	0,0152	32,0607	72,0152	32,4722	72,0381	78,8295	79,0840	2,9297	2,9203
52	0,0031	0,0010	32,0181	72,0010	32,0461	72,0026	78,7992	78,8164	2,9308	2,9302
53	0,0300	0,0100	32,0450	72,0100	32,3152	72,0250	78,8183	78,9850	2,9301	2,9239
?РП-5	0,0013	0,0004	32,0163	72,0004	32,0282	72,0011	78,7979	78,8052	2,9309	2,9306

8. ПРОВЕРКА ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕХОВОЙ СЕТИ

Аппараты защиты проверяют:

а) на надежность срабатывания, согласно условию

Iкз⁽¹⁾?3* Iт.р. (24)

где Iкз⁽¹⁾-ток однофазного к.з. , кА

Iт.р.- номинальный ток теплового расцепителя автомата, кА

б) на отключающую способность, согласно условию

Iотк?* I_?⁽³⁾ (25)

где Iотк -ток отключения автомата , кА

I_?⁽³⁾ - трехфазный ток к.з. в установившемся режиме, кА

в) на отстройку от пусковых токов, произведена выше.

АВ третьей ступени

Проверку проведем для характерных линий электроснабжения, с наименьшими токами к.з. по первому условию, и наибольшими токами к.з. по второму.

По первому условию: Для ЭП-9: 2,8456?3*0,027

По второму условию номинальный ток отключения автоматов серии ВА-47-29 и ВА-47-100 составляет 20кА . Максимальный ударный ток же равен *2,9308=4,144 кА. То есть условие выполняется.

АВ второй ступени

По первому условию: Для РП-2: 2,9293?3*0,54

По второму условию номинальный ток отключения автоматов серии

ВА-52-39 составляет 25кА . Максимальный ударный ток же равен

*2,9309=4,144 кА. То есть условие выполняется.

АВ первой ступени

По первому условию

2,856?3*0,85

По второму условию номинальный ток отключения автоматов серии

ВА-52-39 составляет 25кА . Максимальный ударный ток же равен

Iу= *2,856*1,8=8,904 кА. То есть условие выполняется

Проверка кабельных линий

Кабельные линии проверяются

а) на соответствие выбранному аппарату защиты согласно условию

Iдл?Кзащ* I(у)т (26)

где Iдл- длительно допустимый ток проводника, А

Кзащ- коэффициент защиты, принимается 1 для автоматических выключателей с комбинированным расцепителем.

I(у)т -ток уставки автоматического выключателя в зоне перегрузки.

По этому условию кабельные лини проверены при их выборе в таблицах

7.1-7.5.

б) на устойчивость к термическому воздействию токов к.з., согласно условию

Sкл? Sтер (27)

где Sкл- фактическое сечение КЛ, мм².

Sтер- минимальное термически стойкое сечение КЛ, мм².

Температура кабеля при трехфазном установившемся токе короткого замыкания I не должна превышать 250⁰С.

Для кабельных линий напряжением до 10 кВ сечение жилы кабеля определяется

, (28)

где с - числовой коэффициент: для алюминиевых жил - 95, для медных - 165;

I_?- трехфазный ток к.з. в установившемся режиме, кА

t- приведенное время действия тока к.з., принимается равным 0,1 с для третьей ступени электроснабжения;0,5 с для второй и 1с для первой ступени.

Результаты расчетов сведены в таблицу 8.1.

Таблица 8.1 Проверка кабельных линий по термическому сечению

Участок	Iр, А	Кабель	I?(3), кА	Sтер, мм2	t, c
РП-1
1	30,672	АВВГнг-4*6	2,9279	0,536	0,1
2	30,672	АВВГнг-4*6	2,9286	0,536	0,1
3	10,104	АВВГнг-4*2,5	2,9270	0,536	0,1
4	10,104	АВВГнг-4*2,5	2,9288	0,536	0,1
5	10,104	АВВГнг-4*2,5	2,9236	0,535	0,1
6	10,104	АВВГнг-4*2,5	2,9253	0,536	0,1
7	10,104	АВВГнг-4*2,5	2,9263	0,536	0,1
8	10,104	АВВГнг-4*2,5	2,9285	0,536	0,1
9	21,651	АВВГнг-4*4	2,9247	0,535	0,1
10	21,651	АВВГнг-4*4	2,9262	0,536	0,1
11	21,651	АВВГнг-4*4	2,9267	0,536	0,1
?РП-1	186,917	2*АВВГнг-3*95+1*50	2,9305	1,200	0,5
РП-2
12	21,651	АВВГнг-4*4	2,9297	0,536	0,1
13	21,651	АВВГнг-4*4	2,9286	0,536	0,1
14	21,651	АВВГнг-4*4	2,9276	0,536	0,1
15	21,651	АВВГнг-4*4	2,9266	0,536	0,1
19	7,939	АВВГнг-4*2,5	2,9292	0,536	0,1
20	7,939	АВВГнг-4*2,5	2,9279	0,536	0,1
21	34,280	АВВГнг-4*10	2,9294	0,536	0,1
22	34,280	АВВГнг-4*10	2,9290	0,536	0,1
26	21,651	АВВГнг-4*4	2,9296	0,536	0,1
27	21,651	АВВГнг-4*4	2,9286	0,536	0,1
28	10,104	АВВГнг-4*2,5	2,9257	0,536	0,1
29	10,104	АВВГнг-4*2,5	2,9247	0,535	0,1
?РП-2	234,549	2*АВВГнг-3*150+1*95	2,9304	1,200	0,5
РП-3
32	10,104	2*АВВГнг-4*2,5	2,9270	0,536	0,1
33	10,104	2*АВВГнг-4*2,5	2,9280	0,536	0,1
34	10,104	2*АВВГнг-4*2,5	2,9294	0,536	0,1
35	25,981	АВВГнг-4*6	2,9298	0,536	0,1
36	25,981	АВВГнг-4*6	2,9300	0,536	0,1
39	33,558	2*КГХЛ-4*4	2,9295	0,536	0,1
40	30,672	АВВГнг-4*6	2,9278	0,536	0,1
41	30,672	АВВГнг-4*6	2,9294	0,536	0,1
42	21,651	АВВГнг-4*4	2,9304	0,536	0,1
43	21,651	АВВГнг-4*4	2,9303	0,536	0,1
44	7,939	АВВГнг-4*2,5	2,9244	0,535	0,1
45	7,939	АВВГнг-4*2,5	2,9226	0,535	0,1
?РП-3	236,353	2*АВВГнг-3*150+1*95	2,9305	1,200	0,5
РП-4
16	7,939	АВВГнг-4*2,5	2,9225	0,535	0,1
17	7,939	АВВГнг-4*2,5	2,9255	0,536	0,1
18	34,280	АВВГнг-4*10	2,9301	0,536	0,1
23	34,280	АВВГнг-4*10	2,9289	0,536	0,1
24	34,280	АВВГнг-4*10	2,9296	0,536	0,1
25	34,280	АВВГнг-4*10	2,9301	0,536	0,1
30	10,104	АВВГнг-4*2,5	2,9219	0,535	0,1
31	10,104	АВВГнг-4*2,5	2,9239	0,535	0,1
?РП-4	173,205	2*АВВГнг-3*95+1*50	2,9306	1,200	0,5
РП-5
37	34,2801722	АВВГнг-4*10	2,9286	0,536	0,1
38	34,2801722	АВВГнг-4*10	2,9292	0,536	0,1
46	30,6717331	АВВГнг-4*6	2,9302	0,536	0,1
47	33,5584844	2*КГХЛ-4*4	2,9287	0,536	0,1
48	21,6506351	АВВГнг-4*4	2,9304	0,536	0,1
49	21,6506351	АВВГнг-4*4	2,9294	0,536	0,1
50	25,9807621	АВВГнг-4*6	2,9308	0,537	0,1
51	25,9807621	АВВГнг-4*6	2,9301	0,536	0,1
52	21,6506351	АВВГнг-4*4	2,9308	0,537	0,1
53	21,6506351	АВВГнг-4*4	2,9297	0,536	0,1
?РП-5	271,354627	2*АВВГнг-3*185+1*95	2,9309	1,200	0,5

По результатам проверки линии оставляем без изменений.

9. ВЫБОР И ПРОВЕРКА СИЛОВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Выбираем ячейки серии КСО-10-Э1 "Аврора" производства ОАО ”ПО Элтехника”. Серия модульных ячеек в металлических корпусах с воздушной изоляцией типа "Аврора" имеет стационарные, но технически выдвижные или выкатные силовые выключатели, воздушные разъединители и выключатели нагрузки, измерительные ТТ, ТН и ТСН. Ячейки КСО-10-Э1 "Аврора", производства ОАО "ПО Элтехника", предназначены для комплектования распределительных устройств напряжением 10 кВ трехфазного переменного тока частотой 50 Гц в сетях с изолированной или заземленной нейтралью. Продуманная конструкция, современные коммутационные аппараты и микропроцессорная релейная защита удовлетворяют современным требованиям надежности и безопасности. Высокие надежность и ресурс применяемого оборудования, качество конструкции позволяют значительно увеличить срок жизни ячейки. Срок службы составляет не менее 30 лет. Применение ячеек КСО-10-Э1 "Аврора" согласовано с Госэнергонадзором Российской Федерации и РАО "ЕЭС России".

К основным преимуществам ячеек КСО-10-Э1 "Аврора" потребители относят низкие массогабаритные показатели, высокую надежность, качество конструкции и порошково-полимерного покрытия, современный дизайн ячейки. Эксплуатационные организации отмечают также удобство и простоту монтажа и обслуживания, защищенность ячеек от несанкционированного доступа. Особенности конструкции аппаратов и ячейки в целом способствуют значительному повышению уровня безопасности обслуживающего персонала, увеличению срока службы и уменьшению затрат на обслуживание.

Выключатели выбираются по следующим условиям:

U_Н ? U_УСТ ; I_Н ? I_{max р} ; I_отк? I_пф ; I_дин ?I_УД ; I_Т^{2 .}t_Т ? В_К = I_п(0)^{2 .} t_откл .

Выбор выключателей и разъединителей сведён в таблицу 9.1.

Таблица 9.1 Выбор и проверка выключателей высокого напряжения

Место установки	Расчетные данные	Значение	Выключатель BB/TEL-10/630
Высшая сторона трансформатора ТП	UУСТ, кВ	10	10,0
	Imax р, А	6,058	630,0
	Iпф , кА	2,931	31,5
	IУД, кА	4,104	80,0
	ВК = Iп(0)2 . tоткл, кА2/с	11,725	3600,0

10. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК

Рассчитать заземляющие устройство (ЗУ) в электрических установках (КУ) с изолированием нейтрального (ИН). Это значит:

1. Определить расчетный ток замыкания на землю IЗ и сопротивление ЗУ.

2. Определить расчет сопротивления грунта (Сс).

3. Выбрать электроды и рассчитать их сопротивление.

4. Уточнить числа вертикальных электродов и разместить их на плане.

Требования к ЗУ:

Согласно ПУЭ сопротивление ЗУ в установках U до 1000 В работающих с изолированными от земли нейтралями, не должно превышать 4 Ом. При мощности источника питания до 100 кВА. сопротивление ЗУ допускается до 10 Ом (имеется ввиду малая протяженность электрической сети и следовательно большое сопротивление изоляций всей сети). В сетях с изолированием от земли нейтралями напряжения 6-35 кВ для определения требуемой величины сопротивления защитного заземления согласно ПУЭ следует руководствоваться следующим: