К_зщ = 0,33 так как кабель защищен лишь предохранителем.

Так как температура воздуха в цеху примерно равна 22°С, то вводится поправочный коэффициент из табл.1.3.3.ПУЭ равный k = 1.04.

I_доп ? 5,3758 • 0,33 • 1,04 = 1,845 А,

Согласно ПУЭ по табл.1.3.7 [5] выбираем алюминиевый кабель сечением 2,5 мм², с допустимо длительным током 19А.

В таблице 12, приведены марки кабелей для электроприемников.

Таблица 12

Марки кабелей для электроприемников

Номер приёмника на плане	Расчётный ток, А	Длительный ток кабеля, А	Марка кабеля
1	1,845	19	АВВГ 3х2,5
2	29,7887	32	АВВГ 3х6
3	45,539	60	АВВГ 3х16
4	1,25	120	АВВГ 3х35
5	22,56	27	АВВГ 3х4
6	8,336	19	АВВГ 3х2,5
7	2,762	19	АВВГ 3х2,5
8	4,585	19	АВВГ 3х2,5
9	67,4	75	АВВГ 3х25
10	5,866	19	АВВГ 3х2,5
11	9,5475	19	АВВГ 3х2,5
12	0
13	31,2715	42	АВВГ 3х10
14	8,336	19	АВВГ 3х2,5
15	34,135	42	АВВГ 3х10
16	18,81	27	АВВГ 3х4
17	5,214	19	АВВГ 3х2,5
18	3,564	19	АВВГ 3х2,5
19	10,545	19	АВВГ 3х2,5
20	36,45	42	АВВГ 3х20
21	27,233	32	АВВГ 3х6
22	78,146	90	АВВГ 3х35
23	13,024	19	АВВГ 3х2,5
24	13,178	19	АВВГ 3х2,5
25	8,786	19	АВВГ 3х2,5
26	3,564	19	АВВГ 3х2,5
27	9,768	19	АВВГ 3х2,5
28	22,8	27	АВВГ 3х4
29
30	3,564	19	АВВГ 2х2,5
31	3,256	19	АВВГ 3х2,5
32	2,607	19	АВВГ 3х2,5
33	42,18	60	АВВГ 3х16
34	4,4	19	АВВГ 3х2,5
35	29,305	62	АВВГ 3х6
36	14,587	19	АВВГ 3х2,5
37	8,336	19	АВВГ 3х2,5
38	9,378	19	АВВГ 3х2,5
39	6,252	19	АВВГ 3х2,5
40	6,252	19	АВВГ 3х2,5
41	4,585	19	АВВГ 3х2,5

6.2 Выбор кабеля для силового пункта

Выбираем кабель для СП №1 из условия:

Кабель для СП выбирается по расчетному току I_р и коэффициенту защиты К_заш. Так как кабели силовых пунктов защищены АВ и помещение цеха не является взрвыво- и пожароопасным, то К_зщ =1. Так как температура в цеху 22°С, то вводится поправочный коэффициент равный k = 1,04 (ПУЭ табл.1.3.3).

Согласно ПУЭ по табл.1.3.7 [5] выбираем алюминиевый кабель сечением 95 мм², с допустимо длительным током 170 А. В таблице 11 приведены маркировка кабеля для каждого силового пункта.

Таблица 11

Маркировка кабеля для силовых пунктов

Номер силового пункта	Расчётный длительный ток, А	Длительный ток кабеля, А	Длина кабеля, м	Марка кабеля
СП №1	144,583	170	3	АВВГ 3х95
СП №2	75,483	90	3	АВВГ 3x35
СП №3	203,383	235	3	АВВГ 3х150
СП №4	31,403	42	3	АВВГ 3х10
СП №5	63,182	75	3	АВВГ 3x25
СП №6	159,863	165	3	3х АВВГ 1x50
СП №7	32,763	42	3	АВВГ 3х10
СП №8	112,658	140	3	АВВГ 3х70
СП №9	130,515	140	3	АВВГ 3х70
СП №10	103,465	140	3	АВВГ 3х70

6.3 Окончательный выбор ШРА с учетом компенсирующего устройства и освещения

Окончательная полная мощность с учетом освещения и компенсации реактивной мощности для ШРА, равна:

ШРА 1:

ШРА 2:

ШРА 3:

Определим ток для ШРА1 и ШРА2:

Из стандартного ряда выбираем для ШРА1 и ШРА3 выбираем ШРА-73-250 У3 с номинальным током 250 А, а для ШРА2 - ШРА-73-400 У3 с номинальным током 400 А.

Для всех ШРА выберем ответвительные коробки типа У5051УЗ.

Они применяется для ответвления сети к потребителю. Коробка присоединяется к шинопроводу с помощью захватов, размещенных в ее передней части и 2-х крючков на другом конце. Комплектуется автоматическими выключателями, предохранителями, разъединителями.



7. Выбор автоматических выключателей

В процессе эксплуатации системы электроснабжения возникают повреждения отдельных ее элементов. Наиболее опасными и частыми видами повреждений являются КЗ между фазами электрооборудования и однофазные КЗ на землю в сетях с большими токами замыкания на землю. В электрических машинах и трансформаторах наряду с междуфазными КЗ и замыканиями на землю имеют место витковые замыкания. Вследствие возникновения КЗ нарушается нормальная работа системы электроснабжения, что создает ущерб для промышленного предприятия.

При протекании токов КЗ элементы системы электроснабжения подвергаются термическому и динамическому воздействию. Для уменьшения размеров повреждения и предотвращения развития аварии устанавливают совокупность автоматических устройств, обеспечивающих с заданной степенью быстродействия отключение поврежденного элемента или сети.

Выберем автоматический выключатель для зашиты ШРА:

В качестве автоматического выключателя для ШРА1 выберу ВА51-35М2-340010-250А-3000-400AC-УХЛ3-КЭАЗ с номинальным напряжением 0,38 кВ и номинальным током 250 А и с уставкой электромагнитного расцепителя 3 кА.

Проверим:

Условия выполняются, данный выключатель удовлетворяет условиям. Для ШРА2 и 3 выбор автоматических выключателей осуществлялся таким же образом. В таблице 13 представлены автоматические выключатели для ШРА.

Таблица 13

Автоматические выключатели для ШРА

Номер ШРА	Наименование автоматического выключателя	Номинальный ток, А	Номинальный расчетный ток ШРА, А	Ток уставки расцепителя, кА	Номинальный ток отключения, кА
ШРА1	ВА51-35М2-340010-250А-3000	250	129,534	3	10
ШРА2	ВА51-35М3-340010-400А-4000	400	360,066	3	20
ШРА3	ВА51-35М3-340010-400А-4000	400	305,745	4	20

Главным защитным средством в таких выключателях являются биметаллические или электромагнитные элементы, срабатывающие с определенной выдержкой времени при нагревании. Автоматы, в которых присутствует электромагнит, обладают довольно большим быстродействием, и этот фактор очень важен при коротких замыканиях.

Биметаллическую пластину, как и электромагнит, включают в цепь последовательно. Если через автоматический выключатель протекает ток выше номинального, пластина начинает нагреваться. При длительном протекании превышающего тока пластина деформируется вследствие нагрева, и воздействует на механизм расцепителя. При возникновении в цепи короткого замыкания электромагнит, мгновенно втянет сердечник и этим тоже воздействует на расцепитель, который разомкнет цепь. Механизм расцепления выполняется в виде ломающегося рычага или защелки.

Автоматические выключатели для СП выбираются из условий (10.2 [9]):



I_{ном.автом} ? I_{ном.раб}

U_{ном.автом} ? U_cети

Для групповой линии с несколькими ЭП:

I_н.р ? 1.1 • I_М

I₀ ? 1.2 • I_пик

где I_пик - пиковый ток СП; I_М -- длительный расчетный ток группы электроприёмников, определяемый без учета рабочего тока пускаемых электроприемников (по табл.6); I_ном - номинальные токи ЭП в СП, I₀-ток отсечки;

I_пик = I_п.нб + (I_М - К_И • I_ном.п )

где I_пн.б - наибольший пусковой ток самого мощного ЭП в СП; I_ном.п номинальный ток электроприемника с наибольшим пусковым током (по табл.3); К_И -- коэффициент использования электроприемника с наибольшим пусковым током (по табл.4).

I_п.нб = К_И • I_н.нб

I_н.нб - номинальный наибольший ток ЭП в СП по таблице 3; Kи - кратность пускового тока. Для АД кратность принимается равной К_П = 5-7 . Принимаем = 5.

Проведем выбор автоматического выключателя для СП1:

Расчётный длительный ток на группу ЭП:

I_M = I_СП1 = 58,945 А

Наибольший ток СП1:

??_пик = ??_п.нб + (??_М ? ??_И • ??_ном.п);

??_пик = 196,643 + (58,945 - 0,7 • 39,33) = 228,058 A,

Исходя из условий, представленных выше, получим:

I_н.р = 1.1 • 58,945 = 64,84 А;

I₀ = 1.2 • I_пик = 1.2 • 228,058 = 273,67 А;

Выбираем выключатель ВА51-35М1-340010-80А-1000 с номинальным током 80А, с уставкой электромагнитного расцепителя 1000А и номинальным током отключения 20 кА.

Условия выполняются, данный выключатель удовлетворяет условиям. В таблице 14 представлены автоматические выключатели для силовых пунктов.

Таблица 14

Автоматические выключатели для силовых пунктов

Номер силового пункта	Наименование автоматического выключателя	Номинальный ток, А	Номинальный расчетный ток СП, А	Ток уставки расцепителя А	Пиковый ток, А	Номинальный ток отключения, кА
СП1	ВА51-35М1-340010-80А-1000	80	64.84	1000	273.67	10
СП2	ВА51-35М2-340010-250А-3000	250	172.874	3000	379.478	20
СП3	ВА51-35М3-340010-400А-4000	400	351.06	4000	734.601	20
СП4	ВА51-35М1-340010-80А-1000	80	73.6	1000	206.261	10
СП5	ВА51-35М1-340010-100А-1250	100	90.14	1250	190.5	10
СП6	ВА51-35М3-340010-400А-4000	400	374.262	4000	857.43	20
СП7	ВА51-35М1-340010-80А-1000	80	78.181	1000	164.965	10
СП8	ВА51-35М2-340010-250А-3000	250	121.0565	3000	378.08	20
СП9	ВА51-35М2-340010-250А-3000	250	169.902	3000	431.365	20
СП10	ВА51-35М2-340010-250А-3000	250	134.83	3000	393.104	20



8. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания (КЗ) проводится для проверки правильности выбора автоматических выключателей.

При расчетах токов КЗ в электроустановках до 1 кВ необходимо учитывать:

1) индуктивные сопротивления всех элементов короткозамкнутой цепи, включая силовые трансформаторы, проводники, трансформаторы тока, реакторы, токовые катушки автоматических выключателей;

2) активные сопротивления элементов короткозамкнутой цепи;

3) активные сопротивления различных контактов и контактных соединений

Задачами в данном разделе являются:

- по расчетной схеме составить схему замещения, выбрать точки КЗ;

- рассчитать сопротивления;

- определить в каждой выбранной точке 3-фазные КЗ.

Составим схему замещения

Рисунок 7 Схема замещения для расчета тока КЗ

Для определения токов 3-фазного КЗ используется следующее соотношение:

где U_к - линейное напряжение в точке КЗ, кВт;

Z_k - полное сопротивление до точки КЗ, Ом;

Находим сопротивления элементов схемы замещения для точки КЗ 15: Для трансформатора по пункту 2 [3]:

R_Т = 2 мОм;

Х_Т = 8,5 мОм;

Для разъединителя по таблице 19 [3]:

R_PA3 = 0,15 мОм;

Для вводного выключателя по таблице 19 [3]:

R_ВВ = 0,12 мОм;

R_П.ВВ = 0,13 мОм;

Х_ВВ = 0,25 мОм;

Для ступени распределения 1 по таблице 17 [3]:

R_CT1 = 15 мОм;

Для ступени распределения 2 по таблице 17 [3]:

R_СТ2 = 20 мОм;

Для выключателя ШРА1 по таблице 19 [3]:

R_ВШРА1 = 0,4 мОм;

R_П.ВШРА1 = 0, 5 мОм;

X_ВШРА1 = 0,6 мОм;

Для ШРА1 по таблице 3 [3]:

R_ШРА = 0,21 • 45 = 9,45 мОм;

Х_ШРА = 0,21 • 45 = 9,45 мОм;

Для автоматического выключателя по таблице 19 [3]:

R_АВ = 2,4 мОм;

R_п.ав = 2 мОм;

Х_АВ = 1 мОм;

Для кабеля к СП по таблице 8 [3]:

R_каб = 0,329 • 3 = 0,987 мОм;

Х_каб = 0,081 • 3 = 0,243 мОм;

Для кабеля к ЭП по таблице 8 [3]:

R_кабЭП = 1,95 • 6,32 = 12,324 мОм;

Х_кабЭП = 0,095 • 6,32 = 0,6 мОм;

Для предохранителя по таблице 1.9.3 [3]: примем как 2•Rруб

R_пр = 0,8 мОм;

Определяем полное сопротивление схемы замещения:

;

Находим ток 3-фазного КЗ в точке К₃:

Определяются коэффициенты К_у (по ГОСТ 28249-93) и q:

Рассчитываем значения ударного и действующего ударного тока:

Остальные точки КЗ рассчитаны аналогичным способов и сведены в таблице 15.



Таблица 15

Токи трехфазного короткого замыкания

Точка КЗ	Ток 3фазного короткого замыкания, кА	Ударный мгновенный ток, iy, кА	Ударный ток, 1у, кА	Ток электромагнитного расцепителя, кА	Макс. отключающий ток, кА
К2	10.6759	15.853	10.7026	3	20
КЗ	11.001	16.3357	11.0285	4	20
К4	11.001	16.3357	11.0285	4	20
К5	3.8631	5.4633	3.8631	1	20
К6	3.5563	5.0294	3.5563	3	20
К7	3.4866	4.9307	3.4866	4	20
К8	3.7133	5.2514	3.7133	1	20
К9	3.8609	5.4602	3.8609	1,25	20
К10	2.897	4.0969	2.897	4	20
К11	3.7018	5.2351	3.7018	1	20
К12	3.3627	4.7556	3.3627	3	20
К13	3.7668	5.327	3.7668	3	20
1	2	3	4	5	6
К14	3.6174	5.1158	3.6174	3	20
К15	3.1612	4.4706	3.1612	1	20
К16	1.7897	2.531	1.7897	3	20
К17	2.7873	3.9418	2.7873	4	20
К18	3.0637	4.3328	3.0637	1	20
К19	3.6214	5.1214	3.6214	1,25	20
К20	1.3567	1.9186	1.3567	4	20
К21	3.3262	4.704	3.3262	1	20
К22	2.7663	3.9121	2.7663	3	20
К23	3.2333	4.5726	3.2333	3	20
К24	3.1258	4.4205	3.1258	3	20

Номинальный ток отключения всех автоматических выключателей больше, чем расчетный ток КЗ. Поэтому, выбранные автоматические выключатели прошли проверку по токам короткого замыкания. Рассчитанные точки КЗ показаны на чертеже «Схема электроснабжения АЦ принципиальная».



Заключение

В выпускной квалификационной работе ставилась цель на примере электрохозяйства V и VI пролета электросборочноного цеха №55 ООО «ПК» НЭВЗ разработать мероприятия направленные на модернизацию системы электроснабжения всего цеха. При работе использовались материалы, полученные в ходе производственной практики на предприятии.

В работе был выполнен расчет электрических нагрузок цеха с помощью метода расчета нагрузок по номинальной (установленной) мощности и коэффициенту использования. В результате чего были получены токи электроприемников, силовых пунктов и шинопроводов.

Выполнен расчет искусственного освещения и произведен выбор промышленных светильников: ГСП 17-100-701 мощностью 116Вт в количестве 8 штук; ЛСП 44-58-002 мощностью 58 Вт в количестве 94 штуки; ГСП17-250-001 мощностью 250 в количестве 41 штук для V и VI пролетов.

При систематизации электрических нагрузок цеха были выбраны силовые пункты ШРС-1 рассчитанные на номинальные токи до 320А в количестве 8 штук и ШР- 11 рассчитанные на номинальные токи до 320А в количестве 2 штук предназначенные для приема и распределения электрической энергии напряжением 380/220В трехфазного переменного тока с частотой 50 и 60 Гц в сетях с глухо заземлённой нейтралью.

Для защиты отходящих линий на стороне 0,4 кВ применены автоматические выключатели. Они обеспечивают быструю и надёжную защиту проводов и кабелей сети, как от токов перегрузки, так и от токов короткого замыкания. Кроме того они используются и для управления при нечастых включениях и отключениях. Производим выбор автоматичного выключателя производства КЭАЗ.

Для компенсации реактивной мощности используем две конденсаторные установки ВАРНЕТ-АС-150/25-0,4 УЗ и одну установку ВАРНЕТ-АС-50/12,5-0,4УЗ с автоматическим регулированием реактивной мощности.

Для защиты от токов перегрузки и короткого замыкания были выбраны автоматические выключатели серии ВА51-35, обеспечивающих своевременное отключение при перегрузках или коротких замыканиях.

Таким образом, цель и задачи, поставленные в выпускной квалификационной работе, выполнены в полном объеме.



Список литературы

1. Доктрина энергетической безопасности Российской Федерации [Текст] [Утверждено Указом Президента Российской Федерации от 13 мая 2019 г. № 216] / Министерство энергетики Российской Федерации: [сайт]. URL: https://minenergo.gov.ru/node/14766 (дата обращения: 14.04.2020).

2. ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения [Текст]. Введ. 2014-07-01 - Консорциум Кодекс: Техэксперт: [сайт]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200104301 (дата обращения: 10.03.2020).

3. ГОСТ 28249-93 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ [Текст].

- Введ. 1995-01-01 - Консорциум Кодекс: Техэксперт: [сайт]. URL: http://docs.cntd.ru/document/gost-28249-93 (дата обращения: 06.04.2020).

4. ГОСТ Р 55710-2013 Освещение рабочих мест внутри зданий. Нормы и методы измерений [Текст]. Введ. 2014-07-01 - Консорциум Кодекс: Техэксперт: [сайт]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200105707 (дата обращения: 18.03.2020).

5. Правила устройства электроустановок. Издание 7 [Текст]: утверждено Министерством энергетики Российской Федерации, приказ от 8 июля 2002 г. № 204/ Консорциум Кодекс: Техэксперт: [сайт]. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200105707 (дата обращения: 18.03.2020).

6. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий [Текст]. Введ. 2010-03-15 - Консорциум Кодекс: Техэксперт: [сайт]. URL: http://docs.cntd.ru/document/901859404 (дата обращения: 18.03.2020).

7. Кнорринг, Г. М. Справочная книга для проектирования электрического освещения [Текст] / Г. М. Кнорринг, И. М. Фадин, В. Н. Сидоров. СПб: Энергоатомиздат, 1992. 448 с. 3.

8. Коновалова, Л. Л. Электроснабжение промышленных предприятий и установок [Текст] / Л. Л. Коновалова, Л. Д. Рожкова -- М.: Энергоатомиздат, 1989.--528с.

9. Кудрин, Б. И. Электроснабжение промышленных предприятий [Текст]: учебник для студентов высших учебных заведений / Б. И. Кудрин -- М.: Интермет Инжинирнг, 2006. 672с. ISBN 5-89594-128-1.

10. Липкин Б. Ю. Энергоснабжение промышленных предприятий и установок [Текст] / Б. Ю. Липкин -- М.: Высшая школа, 1990.--496с.

11. Неклепаев Б. Н. Электрическая часть электростанций и подстанций [Текст]: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования/ Б. Н. Неклепаев, И. П. Крючков.-- М.: Энергоатомиздат, 1989.--608с.

12. Рожкова Л. Д. Электрооборудование станций и подстанций [Текст] / Л. Д. Рожкова, В. С. Козулин.-- М.: Энергия, 1980. -- 600с.

13. Федоров А. А. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий [Текст] / А. А. Федоров. -- М.: Энергия, 1973.--520с.

14. Федоров А. Л. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. Учебное пособие для вузов [Текст] / А. Л. Федоров, Л. Е. Старкова. -- М.: Энергоатомиздат, 1987 г.

15. Шеховцов, В. П. Расчет и проектирование схем электроснабжения [Текст] / В. П. Шеховцов. М.: ФОРУМ, ИНФА-М, 2005. 214 с. ISBN 978-5-91134-064.

16. Каталог светильников с традиционными ИС ОАО «АСТЗ» [Текст] / Ардатовский светотехнический завод (АСТЗ): [сайт]. URL: http://www.astz.ru/ru/production/catalogs/ (дата обращения: 18.03.2020).

17. Автоматические выключатели серии ВА51-35 в литом корпусе на токи от 16А до 400А «КЭАЗ» [Текст]/ Курский электроаппаратный завод (КЭАЗ): [сайт]. URL: https://keaz.ru/catalog/automat/avtomaticheskie-viklyuchateli-v-litom-korpuse/va51-blochnie-avtomaticheskie-vikluchateli-na-toki-ot-16a-do-630a/va51-35 (дата обращения: 03.04.2020).

18. DIALux is the software for professional lighting design. For lighting designers and manufacturers [Текст]. / DIAL: [сайт]. URL: https://www.dial.de/en/dialux (дата обращения: 18.03.2020).

Размещено на Allbest.ru