Электроснабжение и электрическое оборудование насосной станции

I_доп · К_т · К_п = I'_доп ? К_з · I_з

где, I'_доп - длительно допустимый ток кабеля или провода при условиях прокладки, отличных от нормальных.

К_т - поправочный коэффициент на температуру среды в зависимости от вида изоляции кабеля и температуры окружающей среды;

К_п - поправочный коэффициент на число рядом лежащих кабелей в земле в зависимости от количества кабелей и расстояния между ними;

I_доп - длительно допустимый ток кабеля или провода при нормальных условиях прокладки, определяемый по справочной литературе;

I_з - ток срабатывания защитного аппарата напряжением до 1000 В (ток теплового и комбинированного расцепителя для автоматического выключателя или плавкой вставки предохранителя для сетей с защитой от перегрузки или ток электромагнитного расцепителя для сетей с защитой только от КЗ)

К_з - коэффициент защиты, определяемый по таблице «Минимально допустимые значения коэффициента защиты».

2. Необходимо произвести подробный расчет для каждого электроприёмника и узла цеха.

210*1,07*1,0 = 224,7 ? 1,0*200 - для узла

29*1,07*1,0=31,03 ? 1,0*25 - для электроприемника

Остальные расчеты аналогичны, данные заносим в таблицу

Таблица 9

Вывод: произвели проверку выбранных сечений кабеля на селективности, и по мере надобности увеличили сечение.

2.5.2 Проверка сечений провода на потерю напряжения

По потере напряжения проверяются все кабели и провода силовых и осветительных сетей напряжением до 1000 В и высоковольтные кабельные и воздушные линии электропередач.

Потерей напряжения называется алгебраическая разность между напряжением источника питания и напряжением в месте подключения электроприёмника или потребителя электроэнергии отнесенная к номинальному напряжению сети.

Отклонением напряжения у электроприёмника или потребителя электроэнергии называется алгебраическая разность между фактическим напряжением сети и номинальным напряжением сети, отнесенная к номинальному напряжению сети.

Падением напряжения называется геометрическая разность векторов напряжений переменного тока в начале и в конце рассматриваемого участка электрической сети.

В сетях промышленных предприятий, использующие трехфазный переменный ток, падение напряжения на участках называют потерей напряжения;

1. По плану цеха замерить длину каждой линии электропередачи, масштаб 240мм.

2. Перевести полученное значение в км.

l_сп-1 = /1000000 = км

3. Определить r₀ и x₀

4. Определение потери напряжения в сетях переменного тока

Для трёхфазной линии переменного тока

U%=*100*I*l*(r₀*cos+x₀*sin)/U_{ном сети}

где, ДU% - потеря напряжения в %;

I - ток, протекающий по рассматриваемой линии, А;

l - длина рассматриваемой линии, км или м;

r_o, x_o - удельные активные и индуктивные сопротивления рассматриваемой линии, определяемые в зависимости от предварительно выбранного сечения жилы провода и кабеля по справочной литературе, Ом/ км или мОм/ м;

cosц, sinц - параметры, характеризующие нагрузку, протекающую по рассматриваемой линии, определяются из пункта расчета электрических нагрузок;

U_{ном сети} - номинальное напряжение электрической сети, В;

Если же потери напряжения превышают величину ДU%= 5%, то необходимо увеличить сечение жилы кабеля или провода на участке имеющем наибольшую потерю напряжения

Если же предварительно принято несколько параллельно работающих кабелей для прохождения большого тока, то необходимо при определении потерь напряжения удельные активные и индуктивные сопротивления разделить на количество параллельно работающих кабелей.

Таблица 10

Вывод: данная проверка показала, что сечение кабеля выбрано верно.

2.6 Расчет заземляющих устройств

Заземление - это преднамеренное соединение частей электроустановки с землей с помощью заземляющего устройства, состоящее из вертикальных заземлителей и горизонтальных заземляющих проводников.

Зануление - это преднамеренное соединение частей электроустановки, которые в нормальном состоянии не находятся под напряжением (нейтраль обмотки трансформатора, соединенная в схему «ЗВЕЗДА» для сетей с глухозаземлёной нейтралью напряжением до 1000В) с заземляющим устройством, состоящее из вертикальных заземлителей и горизонтальных заземляющих проводников.

Нулевым рабочим проводником (N) называется проводник, предназначенный для питания однофазных электроприёмников переменного тока в сетях с глухозаземлёной нейтралью напряжением до 1000 В и присоединяемый к нейтрали трансформатора или генератора.

Нулевым защитным проводником (РЕ) называется проводник, предназначенный для электробезопасности электроустановок и присоединяемый к заземляющему устройству электроустановки непосредственно.

Различают три вида заземлений:

Защитное - гарантирующие безопасное обслуживание электроустановок.

Рабочее - обеспечивающее нормальную работу электроустановок в выбранных режимах.

Грозозащитное - которая служит для защиты сооружений и электроустановок от атмосферных перенапряжений.

Конструктивное исполнение заземляющих устройств бывает естественным или искусственным. Естественными заземлителями могут быть находящиеся в земле металлические конструкции и трубы, а также оболочки и броня кабельных линий. Искусственные заземлители обычно выполняются из вертикальных и горизонтальных электродов соединенные посредством сварки с длиной сварного шва не менее 100 мм.

Периметр здания или сооружения, который определяется в зависимости от схемы подстанции и расположения электрооборудования или габаритов здания или сооружения (a - длина здания или сооружения, b - ширина здания или сооружения) 48х28м

Тип грунта, который определяется из исходных данных или в зависимости от региона, где проектируется электроустановка - суглинок. В зависимости от типа грунта определяется удельное сопротивление грунта по справочной литературе (с_уд - удельное сопротивление грунта = 40 Ом)

Климатическая зона, определяется из исходных данных или в зависимости от региона, где проектируется электроустановка+10єC, значит I климатическая зона. В зависимости от климатической зоны определяется коэффициенты сезонности для вертикальных и горизонтальных заземлителей (К_с.в - коэффициент сезонности для вертикальных заземлителей = 1,9, К_с.г - коэффициент сезонности для горизонтальных заземлителей = 5,8).

Необходимое сопротивление заземляющего устройства определяется в зависимости от напряжения электроустановки и вида нейтрали, при этом необходимо учитывать все напряжения на подстанции в том и числе напряжение собственных нужд подстанции системой 380/220 В, из всех сопротивлений заземляющих устройств для расчёта принимается наименьшее из сопротивлений (Rз = 4,0).

Определяем параметры вертикального заземлителя, которые выбираются в зависимости от типа грунта. Если удельное сопротивление грунта составляет до 100 Ом*м, то рекомендуется диаметр круглого заземлителя диаметром до 12 мм и длина вертикального заземлителя до 3 метров.

Определяются параметры горизонтального заземлителя, которые определяются в зависимости от периметра здания или сооружения = 25х5мм.

Определяется глубина заложения горизонтального электрода в основном глубина заложения вертикального электрода принимается 0,7 метров для подстанций напряжением 110 кВ и выше рекомендуется применять глубину заложения, но не более 1 метра.

Длина горизонтального заземлителя принимается равной периметру контура заземления, у которого длина и ширина здания или сооружения больше на 1-2 метра. (t - глубина заложения горизонтального заземлителя, G - длина горизонтального заземлителя, b - ширина полосы горизонтального заземлителя)

1.Определяем глубину заложения горизонтального заземлителя t = 0,7м

2. Определяем глубину заложения вертикального электрода:

Н = (L_в/2) + t

H = (3/2) + 0,7 = 2,2м

3. Определяем расчетное сопротивление грунта вертикальных и горизонтальных заземлителей, в зависимости от климатической зоны:

с_расч.в = с_уд. * К_с.в.

с_расч.в = 40*1,9 = 76 Ом*м

с_расч.г = с_уд. * К_с.г.

с_расч.г = 40*5,8 = 232 Ом*м

4. Определяем периметр заземляющего устройства или длину горизонтального заземлителя:

G = [(a +(1ч2)) + (b + (1ч2))]* 2

G = [(42+2) + (30 + 2)]* 2 = 152 м

5. Определяем сопротивление одного вертикального заземлителя:

R_о.в.= [(0,366*с_расч.в)/L_в]*[0,5*(lg(2* L_в)/d)+0,5 * lg [(4Н + L_в)/(4Н - L_в)])]

R_о.в.= [(0,366*76)/3]*[0,5*(lg(2*3)/0,012)+0,5*lg[(4*7+3)/(4*7- 3)])] = 12,6 Ом

6. Определяем сопротивление горизонтального заземлителя:

Rг =[0,366* срасч.г / G] * lg[(2*G І) / (b * t)]

R_г = [0,366*232/152]*lg[(2*152²)/(0,025*0,7)] = 0,92*lg[51200/0,02]= 3,58 Ом

7. Принимаем приближённое количество вертикальных электродов N_пр = 30шт

8. Определяем расстояние между вертикальными электродами для приближённого количества вертикальных электродов:

j_пр = G/N_пр

j_пр = 152/30 = 5,06м

9. Определяем отношение расстояние между электродами к длине вертикального электрода:

j_пр/ L_в

5,06/3 = 1,68

10. В зависимости от отношения расстояния между электродами к длине вертикального электрода( j_пр/ L_в ), принятого приближённого количества вертикальных электродов ( N_пр ) , и конструкции заземляющего устройства в замкнутый контур или в ряд по справочной литературе определяется коэффициент использования вертикальных электродов

з_в = 0,6

11. Определяем необходимое количество вертикальных электродов:

N_{необ.расч.} = R_о.в /(R_з * з_в)

N_{необ.расч.} = 12,6/ (4,0* 0,6) = 5,25 шт

Принимаем ближайшее наибольшее целое количество вертикальных электродов N_{необ.уст.} = 6шт

12. Определяем расстояние между вертикальными электродами для необходимого количества вертикальных электродов:

J_необ = G/N_необ

J_необ = 152/ 6 = 25,3 м

13. Определяем отношение расстояние между электродами к длине вертикального электрода:

J_необ/ L_в

25,3/ 3,0 = 8,43

14. В зависимости от отношения расстояния между электродами к длине вертикального электрода( j_необ/ L_в ), принятого приближённого количества вертикальных электродов ( N_необ ) , и конструкции заземляющего устройства в замкнутый контур или в ряд по справочной литературе определяется коэффициент использования вертикальных электродов з_в = 0,8 и коэффициент использования горизонтальных электродов з_г = 0,64

15. Определяем сопротивление горизонтального заземлителя в контуре из необходимого количества вертикальных электродов:

R_п = R_г * з_г

R_п = 3,58* 0,64 = 2,29 Ом

16. Определяем необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом горизонтальных заземлителей:

R_н.в. = (R_п * R_з )/(R_п + R_з)

R_н.в. = (2,29*4,0)/(2,29+4,0) = 9,16/6,29 = 1,45 Ом

17. Определяем уточненное количество вертикальных электродов обвязанных горизонтальным электродом:

N_{ут.расч} = R_о.в /(R_н.в. * з_в)

N_{ут.расч} = 12,6 /(1,45* 0,8) = 10,86 шт

18. Принимаем окончательное ближайшее наибольшее целое количество вертикальных электродов N_окон = 11 шт

19. Определяем расстояние между вертикальными электродами для окончательного количества вертикальных электродов:

J_окон = G/N_окон

J_окон = 152 / 11= 13,81м

20. Определяем отношение расстояние между электродами к длине вертикального электрода:

J_окон/ L_в

13,81/3,0 = 4,6

21. В зависимости от отношения расстояния между электродами к длине вертикального электрода( j_окон/ L_в ), принятого приближённого количества вертикальных электродов ( N_окон ) , и конструкции заземляющего устройства в замкнутый контур или в ряд по справочной литературе определяется коэффициент использования вертикальных электродов з_в = 0,76

22. Определяем сопротивление заземляющего устройства при выбранном количестве вертикальных электродов:

R_{з.у.окон} = R_о.в/(N_окон * з_в)

R_{з.у.окон} = 12,6 /(11*0,76) = 1,5 Ом

23. Производится проверка проведённого расчёта заземляющего устройства:

R_з ? R_{з.у.окон}

4,0Ом ? 1,5Ом

Таблица 11

Заключение

В данном курсовом проекте на основании исходных данных произведена характеристика потребителей, выбор категории надежности электроснабжения и схема электроснабжения.

На основании обоснованного выбора были произведены расчеты нагрузок и мощности трансформатора цеховой ТП.

Для электроснабжения цеха была выбрана радиальная схема электроснабжения из-за рядового расположения электроприемников в отделениях цеха, а также с учетом больших мощностей электроприемников в качестве аппаратов защиты выбраны автоматические выключатели марки ВА.

Для электроснабжения цеха был выбран кабель марки АНРГ, для подключения электроприемников. При выборе марки и сечения учитывались условия окружающей среды и способ прокладки. Данный кабель прокладывается в металлических трубах по земле. Произведена проверка на условие срабатывания аппаратов защиты и потерю напряжения, которая не превысила 5%. Произведен расчет сети заземления, для безопасной работы при монтажных работах и для защиты рабочего персонала цеха от поражения электрическим током.

Список литературы

1. Коновалова, Рожкова «Электроснабжение предприятий т гражданских зданий»

2. Постников, Рубашов «Электроснабжение промышленных предприятий»

3. ПУЭ «Правила устройства электроустановок»

4. Правила устройства электроустановок, 2001г.

5. Шеховцов В.П., «Расчет и проектирование схем электроснабжения»

6. Шеховцов В.П., «Электрическое и электромеханические оборудование», 2-е издание, М. 2008г.

7. Шеховцов В.П., «Справочное пособие по ЭО и ЭСН», М. 2006г.

Размещено на Allbest.ru