Электроснабжение деревообрабатывающего цеха

Коэффициент загрузки трансформатора 400 кВА составит:

Питающий кабель ТП-400 кВА на напряжения 6 кВ необходимо защищать высоковольтным выключателем марки ВВ/TEL-10-630-20 У3 и установкой релейной защиты в связи с достаточно большой мощностью данного трансформатора. [11], стр. 35.

12. КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНЫХ НАГРУЗОК В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ ЦЕХА

Элементы СЭС и электроприемники переменного тока, обладающие индуктивностью, потребляют наряду с активной и реактивную мощность, необходимую для создания электромагнитного поля. Ее передача по электрическим сетям снижает пропускную способность линий и трансформаторов по активной мощности и вызывает дополнительные потери активной мощности и напряжения. Поэтому при проектировании ЭС стремятся снизить потребляемую предприятием реактивную мощность до оптимальною значения.

Основными средствами компенсации реактивной мощности на промышленных предприятиях являются конденсаторные установки (КУ) и высоковольтные синхронные двигатели. На промышленных предприятиях применяются батареи напряжением до 1 кВ и 6,3--10,5 кВ [7], стр. 119-122.

Для проектируемого цеха произведем расчет и выбор низковольтную конденсаторную установку марки УКМ 58. Обоснованием выбора КУ для проектируемого цеха является их экономичность.

Для расчета и выбора КУ сведем основные расчетные данные проектируемого цеха.

Активная потребляемая мощность Рр.цех=80,88 кВт., реактивная потребляемая мощность Qр.цех=107,39 кВАр, мощность трансформатора питающего Sт=400кВА., нормируемый коэффициент загрузки трансформатора вт=0,54 о.е., количество трансформаторов питающей ТП Nт=1 шт.

По принятому числу трансформаторов определяем наибольшую реактивную мощность, которую рационально передавать через трансформаторы в сеть напряжением до 1000 В:

Определяется мощность компенсирующих устройств для рассматриваемого цеха:

Знак «минус» говорит о том что данный трансформатор в ТП имеет запас мощности и компенсация реактивной энергии по стороне до 1000В экономически не целесообразна. Расчет производился по [7], стр. 122.

13. РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО И ОДНОФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА НАПРЯЖЕНИЕ ДО 1 КВ

Для вычисления токов КЗ составляем расчетную схему, включающая все элементы, по которым протекают токи к выбранной точке расчета. На схеме приводятся основные параметры оборудования, которые используются для последующего расчета.

По расчетной схеме составляем схему замещения, в которой каждый элемент заменяется соответствующим сопротивлением. Данные схемы приведены на рисунке 13.1.

Рисунок 13.1 - Схема замещения сети электроснабжения деревообрабатывающего цеха.

Определяем сопротивления элементов схемы замещения.

1.Для расчетов токов трехфазного к.з. необходимо учесть сопротивление системы:

В связи с низким сопротивлением системы его можно не учитывать.

2.Рассчитаем активное и реактивное сопротивление трансформатора Sт=400 кВА:

Справочные данные: [14], стр. 372, табл. П.9.5, ?Рк=5,5 кВт; Uк=4,5 %:

3.Активное и реактивное сопротивление катушек вводного выключателя (400 А) 0,4 кВ ТП выбираем по [12], табл. 6.31, стр. 55. Определяем сопротивление контактов данного выключателя, сопротивления суммируем:

4.Активное и реактивное сопротивление первичной обмотки трансформаторов тока первого класса точности выбираем по [12] таблица 6.30 стр. 54. Итак для вводного ТТ 400/5:

5.Активное и реактивное сопротивление катушек линейного выключателя (250 А) 0,4 кВ ТП выбираем по [12], табл. 6.31, стр. 55:

6.Активное и реактивное сопротивление первичной обмотки трансформаторов тока первого класса точности выбираем по [12] таблица 6.30 стр. 54. Итак для линейного ТТ 300/5:

7.Удельное активное и реактивное сопротивление питающего кабеля АВВГ 5х120 rо=0,261 мОм/км, xо=0,0602мОм/км. l=0,15 км. [12], табл. 6.25, стр. 51:

8.Активное сопротивление контактов разъединителя 0,4 кВ, установленного на вводе ВРУ выбираем по [12], табл. 6.29, стр. 54, для Р-0,4 кВ с Iн=250 А:

9.Активное сопротивление контактных соединений кабеля выбираем по [12], табл. 6.27, стр. 53, для кабеля сечением АВВГ 5х120:

10.Периодическая составляющая т.к.з. приведенная к стороне 6 кВ rпер=20 мОм.

Вычисляем активное и реактивное суммарное сопротивление цепи к.з:

Определяем ток трехфазного к.з:

Определяем ударный ток к.з. от системы:

14. ПРОВЕРКА НА ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКУЮ СТОЙКОСТЬ К ТОКАМ КЗ ШР (ШРА) И НА УСПЕШНОСТЬ СРАБАТЫВАНИЯ ОТ ТОКОВ КЗ ЗАЩИТНОГО АППАРАТА ЛИНИИ, ПИТАЮЩЕЙ ШР (ШРА)

По результатам расчета токов КЗ проверяем на электродинамическую стойкость панели ВРУ, СП и ШРА. Также осуществляем проверку на успешность срабатывания от токов КЗ защитных аппаратов линии, питающих данные сетевые объекты.

Ток электродинамической стойкости ШР (ШРА) должен быть не менее ударного тока трехфазного КЗ.

Согласно [5] основным параметрам и характеристикам панелей ВРУ ЩО70, данные шкафы имеют запас электродинамической стойкости не менее Iкз=30 кА., при Iн.панели менее 1000 А, данной панели при времени КЗ на шинах в течении 1.с., следовательно ударный ток к.з. не может привести к их разрушению по условию:

Аналогично исходя из параметров и технических характеристик СП и ШРА можно сделать вывод что выбранные СП ПР11-3 и ШРА-5-250 также имеют запас электродинамической стойкости согласно условию:

Проверяем автоматические выключатели питающих СП и ШРА на успешное срабатывание при однофазном к.з.

Успешность срабатывания защитных аппаратов проверяется по коэффициенту чувствительности (Кч):

Коэффициент чувствительности должен быть не менее 3, а во взрывоопасных зонах для предохранителей не менее 4, для автоматических выключателей не менее 6.

Определяем действующее значение периодической составляющей тока однофазного к.з. по формуле:

Отметим, что активные и реактивные сопротивления r1? = r2? , и х1? = х2? .

Определяем сопротивления прямой и обратной последовательности:

Полное сопротивление нулевой последовательности кабеля АВВГ 5х120 выбираем по [14], табл. 11, rо=1,54 Ом/км, xо=0,545 Ом/км:

Суммарное сопротивление нулевой последовательности:

Определяем действующее значение периодической составляющей тока однофазного к.з:

Успешность срабатывания защитных СП и ШРА:

Расчет коэффициента чувствительности для других автоматических выключателей аналогичен, результат сведем в табл. 14.1.

Таблица 14.1 - Расчет коэффициента чувствительности выключателей питающих СП, ШРА.

15. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ НА ЗАЖИМАХ НАИБОЛЕЕ УДАЛЕННОГО ОТ ВРУ (ТП) ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКА ЦЕХА

Самым удаленным электроприемником , является кран-балка, находится на расстоянии 122 м от ВРУ. (схема представлена на рис. 15.1), Для определения напряжения на зажимах наиболее удаленного электроприемника, необходимо определить потери на протяжении всей цепи. В нормальном режиме на зажимах электроприемников величина напряжения должна быть в диапазоне 95…105% Uн.

Для расчета напряжения на удаленном электроприемнике необходимо рассчитать падение напряжения на каждом участке электрической цепи на пути к данному электроприемнику.

Определим потери напряжения в трансформаторе ДUт в процентах:

Uа и Uр активные и реактивные составляющие напряжения к.з. (Uк):

Для питающего трансформатора ТП Sт=400 кВА:

Справочные данные: [14], стр. 372, табл. П.9.5, ?Рк=5,5 кВт; Uк=4,5 %:

Потери напряжения в линиях электропередач в процентах вычисляются по формуле:

Для линии питающей от ТП до ВРУ, сечением 120 мм2, с данными Iр=204,3 А. l=120м, rо=0,261мОм/км, xо=0,0602мОм/км [12], табл. 6.25, стр. 51, cosц=Рр/Sр=0,61. sinц=0,79:

Определяем потери напряжения в линии от ВРУ до СП 2. Линия сечением 10 мм2, с данными Iр=22,3 А, l=72м, rо=3,12 Ом/км, xо=0,073 Ом/км, cosц=0,62, sinц=0,78.

Определяем потери напряжения в линии от СП 2 до электроприемника №81 - кран-балка. Линия медная сечением 2,5 мм2, с данными Iр=7,2 А. l=50 м. rо=7,4 Ом/км, xо=0,104, cosц=0,5, sinц=0,87.

Напряжение на зажимах электроприемника определим по формуле:

Что не превышает 5% от номинального напряжения и является допустимым.

Рисунок 15.1 - План конструкции проектируемого цеха и размещения в нем наиболее удаленного электроприемника №81 - кран-балка (с учетом гибкого кабеля 0,4 кВ длинной 50 м).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте разработано электроснабжение деревообрабатывающего цеха. Для него выполнен выбор электродвигателей серии АИР, расчёт сечений ответвлений к электроприёмникам, установлены распределительные шкафы типа ПР-11 ОАО , выбраны марки и сечения кабелей питающей сети типа АПВ и АВВГ. Выполнено следующее: охарактеризовано и проанализированы основные исходные данные для проектирования системы цехового электроснабжения; сформированы первичные группы электроприемников для проектируемой электрической сети цеха, в цехе установлено семь силовых пункта СП; рассчитаны электрические нагрузки первичных групп электроприемников; рассчитана электроосветительная нагрузка цеха, которая составила 28,05 кВА, ток составил 42,6 А; разработана схема питания силовых электроприемников цеха и выбрана система заземления электрической сети; рассчитаны электрические нагрузки узлов электрической сети и всего цеха, мощность которого составила 134,44 кВА, ток составил 204,3 А; выбрано конструктивное исполнение электрической сети, марки проводников, шинопроводов и способов их прокладки; выбраны типы сетевых объектов и типы защитных аппаратов в них, серии ВА52 и ВА57; рассчитаны защитные аппараты электрической сети и электроприемников; выбраны сечения проводников и шинопроводов для подключения электроприемников и сетевых объектов; рассчитаны токи трех- и однофазного КЗ питающей электрической сети, который составил - 3,52 кА, однофазного КЗ - 2,14 кА; выполнена проверка на электродинамическую стойкость к токам КЗ панелей ВРУ и на успешность срабатывания от токов КЗ автоматического выключателя - все силовые шкафы, а также ВРУ прошли проверку; определена величина напряжения на зажимах наиболее удаленного от ИП электроприемника цеха, что составила - 99,17%.

В графической части проекта выполнены чертежи плана цеха с силовой сетью.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кузнецов Б. В. Сацукевич М. Ф. Справочное пособие заводского электрика - Мн.: Беларусь 1978 - 318с.

2. Ус А.Г., Евминов Л.И. Электроснабжение промышленных предприятий и гражданских зданий: Уч. пособие. - Мн.: НПООО «Пион», 2002. - 457 с.

3. М/у 2168.

4. Справочная книга для проектирования эл. освещения / под ред. Г. М. Кнорринга. Л. - Энергия, 1976 - 384.

5. Справочное издание. Электротехнические комплектные устройства. Каталог 2004 “Иносат” Минск ЗАО “Юнипак”.

6. Лычев П.В., Федин В.Г. Электрические системы и сети. Решение практических задач.-Минск: Дизайн ПРО, 1997.-192 с.

7. В. Н. Радкевич. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию - Мн., 2001.

8. Кудрин Б. Н. Прокопчик В. В. Электроснабжение промышленных предприятий. Мн. - 1988.

9. Правила устройства электроустановок/Минэнерго СССР. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1985. 640 с.

10. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. В. И. Круповича, Ю. Г. Барыбина, М. Л. Самовера. 3 - е издание. 1980 г. 456с.

11. Проектирование систем электроснабжения. В. Н. Радкевич. 2001.

12. М/у 3831. Электроснабжение промышленных предприятий : метод. указания по одноим. Курсу для студентов специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение (по отраслям)» заоч. формы обучения / А. Г. Ус, В. В. Бахмутская. - Гомель: ГГТУ им. П. О. Сухого, 2009. - 71 с.

13. М/у 3499. Планы цехов: сборник заданий к выполнению курсового проекта по курсу "Электроснабжение промышленных предприятий" для студентов специальностей 1-43 01 03 "Электроснабжение (по отраслям)" и 1-43 01 07 "Техническая эксплуатация электрооборудования организаций" дневной и заочной форм обучения /авторы-составители: А.Г. Ус, В.В. Бахмутская. - Гомель: ГГТУ им. П.О. Сухого, 2006. - с.

14. Электроснабжение промышленных предприятий: практикум/ Г.А.Ус и др.; М-во образования Респ. Беларусь, гомел. гос. техн. ун-т им. П.О. Сухого - Гомель: ГГТУ им. П. О. Сухого, 2015. - 410 с.

15. ГОСТ 28249-93 «Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока до 1 кВ», 1993.