Проектирование системы электроснабжения машиностроительного завода
Проектирование системы электроснабжения промышленного предприятия, обеспечивающей требуемое качество электроэнергии и надёжность электроснабжения потребителей. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Выбор основных параметров, расчет токов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.02.2015 |
| Размер файла | 767,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Источниками реактивной мощности уже являются:
подстанция энергосистемы квар
- батареи статических конденсаторов, напряжением 0,4 кВ = 2700 квар на шинах цеховых ТП.
В качестве компенсирующих устройств напряжением выше 1000 В возможно применение:
- синхронных электродвигателей компрессорной,
- батарей статических конденсаторов, напряжением 10 кВ на ГПП.
Возможности генерации реактивной мощности при перевозбуждении синхронных двигателей (СД) зависят от конструкции электродвигателей и их загрузки по валу (по активной мощности). Чем выше синхронная частота вращения СД и меньше их коэффициент загрузки , тем выше возможности СД в качестве компенсаторов. В любом случае, ток статора СД не должен превосходить номинальный.
СД с любой (близкой к единице 1,0) загрузкой вала, и любой частотой вращения способен отдать в сеть номинальную реактивную мощность с опережающим коэффициентом мощности, равную
, (29)
где - номинальная мощность и номинальный коэффициент реактивной мощности СД.
Если, номинальная мощность СД не менее 1000 кВт, а скорость вращения СД более >375 об/мин, его коэффициент загрузки <1,0, то появляется дополнительная возможность использовать СД с большей, так называемой, располагаемой реактивной мощностью
, (30)
где - коэффициент перегрузочной способности СД по реактивной мощности;
- фактическое относительное напряжение на зажимах СД.
В упрощенном виде, в предположении номинального напряжения на зажимах СД =1, вне зависимости от типа СД, зависимость приведена в виде номограмм [10, рис.9.4]. Более точные рекомендации по использованию СД в качестве компенсаторов реактивной мощности, приведены в специальной литературе.
На заводе в компрессорной применяются 5 СД мощностью 720 кВт каждый. Их реактивную мощность, которую они могут отдать в сеть, определим по формуле (29)
квар, (31)
где - коэффициент загрузки СД, принятый равным его коэффициенту использования (таблица 5);
- соответствует номинальному коэффициенту реактивной мощности (таблица 5).
Из баланса реактивной мощности найдем необходимую мощность высоковольтных батарей статических конденсаторов
(32)
Так как расчетная мощность высоковольтных батарей статических конденсаторов оказалась отрицательной, это означает, что для поддержания баланса реактивной мощности существующих средств компенсации достаточно, поэтому дополнительно устанавливаем на шинах ГПП компенсирующие устройства не требуется.
5.3 Суммирование нагрузок на шинах НН ГПП
Расчет электрических нагрузок в сетях напряжением выше 1 кВ производится в целом аналогично расчету нагрузок цехов. Результаты расчета заносятся в табличную форму Ф636-92 [2], (таблица 12) с учетом следующих особенностей:
1. Расчетные нагрузки (таблица 4, таблица 5) цеховых трансформаторных подстанций (с учетом осветительной нагрузки (таблица 6), потерь в трансформаторах (таблица 10) и выбранных средств КРМ (таблица 9)) заносятся в графы 7 и 8.
2. При получении от технологов коэффициентов, характеризующих реальную загрузку высоковольтных электродвигателей, в графу 5 заносится вместо значение , в графу 7 - значение .
3. По принятой схеме электроснабжения определяется число присоединений 10 (6) кВ на сборных шинах РП, ГПП (графа 2 итоговой строки).
4. Эффективное число электроприемников не определяется и графы 9 и 10 не заполняются.
5. В зависимости от числа присоединений на одну секцию и группового коэффициента использования , занесенного в графу 5 итоговой строки, определяется значение коэффициента одновременности максимумов нагрузки присоединений разнородных потребителей. Значение =0,9 заносится в графу 11 (вместо ).
6. Расчетная мощность на шинах НН ГПП (графы 12 - 14) определяется по выражениям
кВт;
квар; (33)
кВА.
Расчетный ток (графа 15) определяем исходя из предполагаемого напряжения на шинах НН ГПП кВ
А.
Таблица 12 - Расчет нагрузки на шинах НН - 10 кВ ГПП
|
Исходные данные |
Расчётные величины |
nэ |
Кр |
Расчётные нагрузки |
Iр, А |
||||||||||
|
По заданию технологов |
Справочные данные |
КиУРн |
КиУРнtgц |
nР2н |
Рр, кВт |
Qр, квар |
Sр, кВА |
||||||||
|
Наименование электроприёмника |
Количество однотипного оборудования |
Рн, кВт |
Ки |
cosц |
|||||||||||
|
одного |
общая |
||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|
Силовая нагрузка на шинах 0,4 кВ ТП1-ТП6 (10/0,4 кВ) |
14 |
33978,67 |
0,45 |
0,68 |
15439,60 |
14200,38 |
|||||||||
|
Компенсирующие устройства 0,4 кВ |
-9100,00 |
||||||||||||||
|
Освещения завода |
2340,02 |
0,60 |
0,53 |
1404,40 |
889,16 |
||||||||||
|
Потери в трансформаторов ТП1-ТП5 |
183,13 |
919,05 |
|||||||||||||
|
8. б СД 6 кВ |
5 |
3600,00 |
0,50 |
0,85 |
1800,00 |
-1115,54 |
|||||||||
|
17. б АД 6 кВ |
3 |
1500,00 |
0,70 |
0,85 |
1050,00 |
650,73 |
|||||||||
|
Итого на шинах 10 кВ ГПП |
22 |
41418,69 |
0,48 |
19877,13 |
6443,78 |
0,90 |
17889,41 |
5799,40 |
18805,96 |
542,88 |
5 6. Приближенный выбор основных параметров СЭС завода
6.1 Приближенное, экономически целесообразное напряжение внешнего электроснабжения
Выбор напряжения внешнего электроснабжения, линий, питающих ГПП, может быть определен по формуле Илларионова.
, (34)
где - длина линии, км; - передаваемая мощность на одну цепь ЛЭП, МВт.
Формула (34) дает приближенное решение. Поэтому подставим в качестве расчетной мощности приближенное значение передаваемой мощности по ЛЭП - расчетную нагрузку на шинах НН ГПП без учета потерь мощности в трансформаторах ГПП.
Подставляя расчетную нагрузку из итоговой строки таблицы 12 в формулу (34), получим
кВ.
Найденное значение экономически целесообразного напряжения внешнего электроснабжения лежит между стандартными напряжениями 110 и 35 кВ. Примем напряжение питающей линии 110 кВ.
6.2 Выбор трансформаторов на ГПП по техническим условиям
При напряжении внутреннего электроснабжения завода 10 кВ необходимо предусмотреть строительство ГПП 110/10 кВ.
Полная расчетная нагрузка ГПП на шинах НН (табл.12) составляет кВА.
Предполагаем к установке на ГПП двух масляных трансформаторов, напряжением 110 кВ, для которых в послеаварийном режиме по ПЭЭП [11] допускается перегрузка на 40% сверх номинального тока на 6 часов максимума нагрузки в течение 5 суток подряд. Для завода с односменным режимом работы указанные перегрузки являются достаточными для нормального продолжения работы на время замены отказавшего трансформатора. Номинальная мощность трансформаторов должна быть не менее
кВА, (35)
где - коэффициент загрузки послеаварийного режима с учетом допустимой перегрузки [11].
Принимаем к установке трансформаторы типа ТДН-16000/110 с двумя вторичными напряжениями 10 и 6 кВ (для электроснабжения высоковольтных потребителей) [9].
Таблица 13 - Номинальные параметры трансформаторов ГПП
|
Тип трансформатора |
Номинальная мощность, кВА |
Номинальное напряжение, кВ |
Потери, кВт |
Напряжение КЗ, % % |
Ток ХХ, % % |
Схема и группа соединения обмоток |
|||
|
ВН |
НН |
ХХ |
КЗ |
||||||
|
ТДН-16000/110 |
16000 |
110 |
11; 6,5 |
27 |
120 |
10,5 |
0,7 |
Y/Д-11 |
Считая, что трансформаторы ГПП загружены равномерно, найдем потери мощности в них
кВт,
квар.
Полная расчетная нагрузка ГПП на шинах ВН, учитывая найденные потери в трансформаторах ГПП и нагрузку НН ГПП, составляет кВА.
6.3 Выбор сечения проводов питающей ВЛ
Ток нормального режима в ЛЭП-110 кВ
А, (36)
где - число цепей ЛЭП-110 кВ.
Ток максимальный расчетный ток послеаварийного режима
А. (37)
Сечение выберем по экономической плотности тока. По [1, таблица 1.3.36] для неизолированных алюминиевых проводников, при ч принимаем А/мм2, где ч - время использования максимальной нагрузки в среднем для завода тяжелого машиностроения [6, таблица 24-29].
Экономически целесообразное сечение
мм2. (38)
Принимаем провод марки АС-70/11 с параметрами =0,428 Ом/км, =0,432 Ом/км [5], =265 А [1, табл.1.3.29]. Выбранное сечение проводов удовлетворяет условию допустимого нагрева в максимальном послеаварийном режиме
. (39)
Сопротивление цепи линии
, (40)
где =7,9 км - протяженность ЛЭП.
Потери напряжения в линии в нормальном режиме равны
, (41)
что меньше располагаемых потерь.
Таким образом, принятое сечение АС-70/11 удовлетворяет всем условиям выбора.
6.4 Выбор сечений и марок кабелей внутреннего электроснабжения
В целом сечения КЛ-10 кВ к цеховым ТП выбираются аналогично ВЛ-110 кВ. Также выбираем кабель 6 кВ, питающий силовой пункт РП насосной 17 от НН ГПП.
Найдем расчетные нагрузки ТП со стороны ВН. Исходные данные по нагрузкам ТП на шинах 0,4 кВ принимаем по таблице 9. Причем, расчетную реактивную мощность принимаем с учетом выбранных устройств компенсации (графа 8). Потери мощности в трансформаторах ТП принимаем по табл.10. Например, для ТП1 получим
кВт, (42)
квар. (43)
Для остальных ТП расчеты выполняем аналогично. Результаты заносим в табл.14.
Таблица 14 - Расчетные нагрузки цеховых ТП со стороны ВН трансформаторов
|
№ ТП |
Pр, кВт |
Qр-Qнк, квар |
Число и тип трансформаторов |
?P, кВт |
?Q, квар |
Pр. вн, кВт |
Qр. вн, квар |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
ТП1 |
2235,72 |
1786,46 |
ТМЗ-1600/10/0,4. |
31,43 |
149,91 |
2267,15 |
1936,37 |
|
|
ТП2 |
2237,04 |
2249,03 |
ТМЗ-1600/10/0,4. |
31,47 |
150,05 |
2268,51 |
2399,08 |
|
|
ТП3 |
2157,29 |
2615,74 |
ТМЗ-1600/10/0,4. |
31,06 |
148,56 |
2188,35 |
2764,30 |
|
|
ТП4 |
2134,72 |
1329,35 |
ТМЗ-1600/10/0,4. |
31,22 |
149,13 |
2165,94 |
1478,48 |
|
|
ТП5 |
2113,88 |
2410,40 |
ТМЗ-1600/10/0,4. |
25,25 |
135,81 |
2139,13 |
2546,21 |
|
|
ТП6 |
1674,00 |
-1037,45 |
ТМЗ-1600/10/6. |
16,31 |
113,98 |
1690,31 |
-923,47 |
|
|
ТП7 |
1050,00 |
650,73 |
ТМЗ-1000/10/6 |
16,38 |
71,59 |
1066,38 |
722,32 |
Максимальный расчетный ток послеаварийного режима
А. (44)
Экономически целесообразное сечение
мм2, (45)
где А/мм2 экономическая плотность тока для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией для ч [1, таблица 1.3.36].
Выбор сечений кабелей следует выполнять исходя из допустимого нагрева проводника расчетным током послеаварийного режима после вывода одной из цепей двухцепной линии:
, (46)
где - допустимый ток для проводника заданного сечения при выбранном сечении жил кабеля и принятом материале изоляции жил;
- расчетный ток в линии;
- поправочный коэффициент на условия прокладки проводников (в зависимости от прокладки в земле, в воздухе, в трубах, числа кабелей, проложенных рядом и т.п.);
=1 - для помещений с нормальной средой; =1,25 - во взрывоопасных зонах;
- коэффициент перегрузки кабелей на время ликвидации аварии в течение 6 часов в сутки на 5 суток подряд, для кабелей до 10 кВ включительно с бумажной изоляцией =1,3 [1].
Выбираем кабель марки ААШв (3Ч70) с ближайшим к сечением, удовлетворяющий условию нагрева в нормальном и максимальном послеаварийном режиме. Для этого кабеля допустимый ток при прокладке в земле равен =255 А [1, табл. 1.3.16], понижающий коэффициент =0,84 [1]. Условие допустимости нагрева максимальным рабочим током выполняется:
А. (47)
Удельные сопротивления кабеля =0,326 Ом/км, =0,078 Ом/км принимаем по [5]. При протяженности кабельной трассы L=0,22 км сопротивления одной цепи равны
Ом, Ом. (48)
Потери напряжения в линии в нормальном режиме равны
(49)
что значительно меньше располагаемых потерь.
Проверка выбранного сечения по термической стойкости к токам КЗ выполнена в пункте 8.3.
Выбранное сечение удовлетворяет всем необходимым условиям и окончательно принимается. Для остальных ЛЭП сечения выбираем аналогично. Результаты заносим в таблицу 15.
Таблица 15 - Выбор кабелей
|
ЛЭП |
Начало |
Конец |
Способ прокладки |
Длина, км |
Pр, кВт |
Qр, квар |
Iр, А |
Iр. а, А |
Fэ, мм2 |
Марка |
Iдоп, А |
kсп |
kakспIдоп, А |
Rо, Ом/км |
Xо, Ом/км |
R, Ом |
X, Ом |
ДU% |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
|
W2 |
ГПП |
ТП1 |
в траншее |
0,22 |
2267,15 |
1936,37 |
86,07 |
172,14 |
61,48 |
ААШв (3Ч70) |
210 |
0,84 |
229,32 |
0,326 |
0,078 |
0,072 |
0,017 |
0,98 |
|
|
W3 |
|ГПП |
ТП2 |
в траншее |
0,066 |
2268,51 |
2399,08 |
95,31 |
190,63 |
68,08 |
ААШв (3Ч70) |
210 |
0,84 |
229,32 |
0,326 |
0,078 |
0,022 |
0,005 |
0,31 |
|
|
W4 |
ГПП |
ТП3 |
в траншее |
0,022 |
2188,35 |
2764,30 |
101,78 |
203,55 |
72,70 |
ААШв (3Ч70) |
210 |
0,84 |
229,32 |
0,326 |
0,078 |
0,007 |
0,002 |
0,10 |
|
|
W5 |
ГПП |
ТП4 |
в траншее |
0,0154 |
2165,94 |
1478,48 |
75,70 |
151,41 |
54,07 |
ААШв (3Ч70) |
210 |
0,84 |
229,32 |
0,326 |
0,078 |
0,012 |
0,003 |
0,15 |
|
|
W7 |
ГПП |
ТП5 |
в траншее |
0,286 |
2139,13 |
2546,21 |
96,00 |
192,00 |
68,57 |
ААШв (3Ч70) |
210 |
0,84 |
229,32 |
0,62 |
0,08 |
0,177 |
0,023 |
2, 19 |
|
|
W8 |
ГПП |
ТП6 |
в траншее |
0,11 |
1690,31 |
-923,47 |
55,60 |
111, 20 |
39,72 |
ААШв (3Ч50) |
175 |
0,84 |
191,10 |
0,62 |
0,08 |
0,620 |
0,090 |
3,62 |
|
|
W9 |
ГПП |
ТП7 |
в траншее |
0,33 |
1066,38 |
722,32 |
37,18 |
74,36 |
26,56 |
ААШв (3Ч50) |
175 |
0,84 |
191,10 |
0,62 |
0,08 |
0,620 |
0,090 |
2,43 |
7. Расчёт токов КЗ
7.1 Расчёт короткого замыкания на шинах высшего напряжения
Составим схему замещения для расчёта трёхфазного КЗ на шинах ВН ГПП.
(Рисунок 1).
Sб=100 МВА, Uб1=115 кВ, Uб2=6,5 кВ.
С: (50)
(51)
Эквивалентируем схему замещения (Рисунок 1), получим:
(52)
Для С: ; (53)
Переведём в номинальные единицы:
(54)
(55)
Ударный ток
(56)
Куд=1,8; Та=0,042 с. [2].
Апериодическая составляющая тока КЗ.
[2] (57)
(58)
Результаты расчёта сведены в таблицу 14.
7.2 Расчёт короткого замыкания на шинах НН
(Рисунок 2)
Схема замещения, учитывая предыдущее эквивалентирование, примет вид рисунок 2, где - сопротивление обмотки ВН и НН трансформатора.
(59)
СД:
Эквивалентируем схему замещения (рисунок 2), получим:
(60)
Для С: ; (61)
(62)
(63)
Ударный ток
(64)
Апериодическая составляющая тока КЗ.
(65)
Результаты расчёта сведены в таблицу 14
Таблица 14 - Данные расчета
|
Расположение точки КЗ |
Iп, кА |
iа, Т=0,1с, кА |
i (3) у, кА |
||
|
t=0 с. |
t=0,1 с. |
||||
|
на шинах ВН |
0,68 |
0,68 |
0,23 |
1,72 |
|
|
на шинах НН |
3,108 |
3,108 |
1,42 |
7,91 |
Значения токов короткого замыкания, полученные в результате расчёта, являются относительно небольшими, по сравнению с токами на которые рассчитаны вакуумные и элегазовые выключатели, поэтому при подборе соответствующего оборудования не возникнет препятствий.
8. Выбор основного оборудования
В данном курсовом проекте ограничимся выбором для главной понизительной подстанции выключателей и разъединителей. Выберем также высоковольтные выключатели и кабели к цеховым ТП, РП, а также межцеховые кабели 0,4 кВ.
8.1 Выбор высоковольтных выключателей
Выключатель высокого напряжения - это аппарат, предназначенный для оперативной и аварийной коммутации на подстанции, для выполнения операции включения и отключения отдельных цепей при ручном и автоматическом управлении.
8.1.1 Выбор высоковольтных выключателей на НН ГПП
Выбираем вакуумные выключатели ВБЭ-10-20/1000 У3 с электромагнитным приводом. Данные по [6]. Iраб. max НН=542,88 А (таблица 12).
Проверка выключателей:
1. По номинальному напряжению:
2. По номинальному току:
3. По конструкции и роду установки: выкатного исполнения.
4. Проверка по отключающей способности:
Отключение симметричного тока КЗ:
Отключение полного тока КЗ:
(53)
где - относительное содержание апериодического тока в токе отключения.
(54)
определяем по кривой. =0,3 при ф=0,05 с.
>
5. Проверка на электродинамическую стойкость.
6. Проверка на термическую стойкость: , где , кА2·с - интеграл Джоуля (тепловой импульс); t расч - расчетная длительность КЗ,
Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.
> (55)
Электромагнитный привод входит в комплект. Ток потребления электромагнитом включения 35 А, отключения - 2 А. Номинальное напряжение привода 220 В. Ток постоянный.
Представим выбор выключателей в табличной форме (таблица 19).
Таблица 19 - Выбор секционного выключателя и выключателей на вводах 10 кВ
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условия выбора |
|
|
ВБЭ-10-20/1000 У3 |
|||
|
Uуст = 10 кВ |
Uном = 10 кВ |
Uуст = Uном |
|
|
А |
|||
|
кА |
кА |
||
|
кА |
кА |
< |
|
|
кА |
кА |
||
8.1.2 Выбор высоковольтных выключателей линий, питающих цеховые ТП
Выбор выключателей проведем аналогично предыдущему пункту.
Так как коэффициент загрузки трансформаторов цеховых ТП практически одинаковый, а также в связи с требованиями унификации электрооборудования примем к установке для присоединений 10 кВ ГПП выключатели одного типа. В этом случае выключатель будем выбирать по максимальному рабочему току самой загруженной ТП. Самой загруженной подстанцией является ТП1.
Расчетный ток можно определить по выражению:
А; (56)
Где - значения мощности, передаваемой по кабелю от ГПП к ТП1, определяется как сумма нагрузки ТП1 и потерь в трансформаторах ТП1.
кВт; (57)
квар; (58)
. (59)
Выбираем вакуумный выключатель ВБЭ-10-20/630, проверка произведена в таблице 20.
Таблица 20 - Выбор высоковольтных выключателей линий, питающих цеховые ТП
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условия выбора |
|
|
ВБЭ-10-20/630 У3 |
|||
|
Uуст = 10 кВ |
Uном = 10 кВ |
Uуст = Uном |
|
|
А |
А |
||
|
кА |
кА |
||
|
кА |
кА |
< |
|
|
кА |
кА |
||
8.1.3 Выбор выключателей на высшем напряжении ГПП
(60)
(61)
Выбираем вакуумные выключатели ВБ-110-25/630 [6].
Проверка выключателей:
1. По номинальному напряжению:
2. По номинальному току:
3. По конструкции и роду установки: стационарного исполнения.
4. Проверка по отключающей способности:
Отключение симметричного тока КЗ:
Отключение полного тока КЗ:
(62)
где - относительное содержание апериодического тока в токе отключения.
(63)
определяем по кривой =0,3 при ф=0,05 с.
> (64)
5. Проверка на электродинамическую стойкость.
(65) (66)
6. Проверка на термическую стойкость:
(67)
где , кА2·с - интеграл Джоуля (тепловой импульс);
t расч - расчетная длительность КЗ,
Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.
> (68)
Электромагнитный привод входит в комплект. Ток потребления электромагнитом включения 40 А, отключения - 2,6 А. Номинальное напряжение привода 220 В. Ток постоянный.
Представим выбор выключателя в табличной форме (таблица 21).
Таблица 21 - Выбор высоковольтных выключателей на ВН ГПП
|
Расчетные данные |
Каталожные данные |
Условия выбора |
|
|
ВБ-110-25/630 У3 |
|||
|
Uуст = 110 кВ |
Uном = 110 кВ |
Uуст = Uном |
|
|
А |
А |
||
|
кА |
кА |
||
|
кА |
кА |
< |
|
|
кА |
кА |
||
8.2 Выбор высоковольтных разъединителей на высшем напряжении ГПП
Выбираем разъединители наружной установки РНДЗ 1-110/1000 У1 [6]. Uном=110 кВ; А. Предельный сквозной ток: главные ножи кА; заземляющие ножи кА. Ток термической стойкости/допустимое время его действия: главные ножи кА/с; заземляющие ножи кА/с. Привод ПРН-110У1.
Выбранные разъединители проверяются:
1. По номинальному напряжению Uном. р =Uном. уст. =110 кВ;
2. По номинальному току А;
3. Наружная установка, двухколонковые с одним заземляющим ножом;
кА;
4. Главные ножи
5. Заземляющие ножи
Каталожные и расчетные данные разъединителя заносим в таблицу 23.
Таблица 23 - Выбор разъединителей на ВН ГПП
|
Расчётные данные |
Каталожные данные |
Условия выбора |
|
|
РНДЗ 1-110/1000 У1 |
|||
|
Uном, =110 кВ. |
Uном, выкл=110 кВ. |
Uном,РУ=Uном, раз |
|
|
А |
А |
||
|
кА |
кА |
||
|
Главные ножи: Заземляющие ножи: |
8.3 Уточнение сечений кабелей 6 и 10 кВ
Проверка на термическую стойкость может быть произведена путем определения допустимого максимального термически стойкого сечения
, мм2, (69)
где , кА2·с - интеграл Джоуля (тепловой импульс);
C - постоянная (для алюминиевых шин С = 91 А•с1/2/мм2 [13];
I" - начальный сверхпереходный ток КЗ, кА;
t расч - расчетная длительность КЗ,
Та - постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ.
При этом должно быть соблюдено условие
.
с.; с. (70)
(71)
< (72)
Таким образом, кабели удовлетворяют условиям проверки на термическую стойкость.
8.4 Выбор кабелей до 1 кВ вне корпусов
Как видно из генплана, некоторые цеха запитаны от ТП с помощью кабелей 0,4 кВ, проложенных вне корпусов, при этом могут применяться как радиальные, так и магистральные кабельные сети. Условно, принимаем, что в цехе, в котором не установлено ТП, в центре электрических нагрузок расположен СП цеха. Электрическая связь между СП цеха и ТП осуществляется по кабельной линии, количество кабелей определяется категорией надежности цеха.
Для выбора кабелей 0,4 кВ необходимо пересчитать нагрузки с учетом нового расчетного коэффициента Кр [2, табл.1]. Результаты пересчета нагрузок сведем в таблицу 24а.
Для каждой кабельной линии к потребителям первой и второй категории выбираем как минимум два кабеля, наибольший рабочий ток для каждой линии рассчитывается с учетом ремонта одного из кабелей. Для линий, по которым питаются потребители третьей категории, можно ограничиться прокладкой одного кабеля. Выбор сечения кабеля и их количества производим по нагреву, выбираем четырехжильные кабели с прокладкой в траншее и по стенам на скобах. Допускается применять магистральные схемы питания.
Расчеты выполняем по аналогии с пунктом 6.4 Результаты расчетов заносим в таблицу 24.
Таблица 24а - Расчетные нагрузки кабелей 0,4 кВ
Таблица 24 - Выбор кабелей 0,4 кВ
|
ЛЭП |
Начало |
Конец |
Способ прокладки |
Длина, км |
Pр, кВт |
Qр, квар |
Iр, А |
Iр. а, А |
Марка |
Iдоп, А |
kсп |
kakспIдоп, А |
Rо, Ом/км |
Xо, Ом/км |
R, Ом |
X, Ом |
ДU% |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
|
|
W11 |
ТП3 |
СП1 |
в траншее |
0,132 |
801,35 |
1149,64 |
193,56 |
387,12 |
11хААШв (3Ч185+1х120) |
385 |
0,84 |
420,42 |
0, 206 |
0,081 |
0,005 |
0,002 |
0,04 |
|
|
W12 |
ТП2 |
СП3 |
в траншее |
0,0924 |
951,74 |
1615,05 |
203,44 |
406,88 |
14хААШв (3Ч185+1х150) |
385 |
0,84 |
420,42 |
0,167 |
0,07 |
0,015 |
0,006 |
0,17 |
|
|
W13 |
ТП1 |
СП5 |
в траншее |
0,143 |
423,14 |
455,41 |
157,42 |
314,83 |
6хААШв (3Ч185+1х150) |
385 |
0,84 |
420,42 |
0,167 |
0,07 |
0,002 |
0,001 |
0,01 |
|
|
W14 |
ТП3 |
СП8 |
в траншее |
0, 2068 |
631,44 |
578,29 |
185,84 |
371,69 |
7хААШв (3Ч185+1х150) |
385 |
0,84 |
420,42 |
0,167 |
0,07 |
0,003 |
0,001 |
0,02 |
|
|
W15 |
ТП5 |
СП9 |
в траншее |
0,264 |
204,69 |
126,86 |
182,94 |
365,88 |
2хААШв (3Ч185+1х150) |
385 |
0,84 |
420,42 |
0,167 |
0,07 |
0,006 |
0,002 |
0,01 |
|
|
W16 |
ТП5 |
СП10 |
в траншее |
0,308 |
29,17 |
25,73 |
59,10 |
ААШв (3Ч10+1х6) |
70 |
0,84 |
76,44 |
0,89 |
0,095 |
0,034 |
0,004 |
0,01 |
||
|
W17 |
ТП2 |
СП11 |
в траншее |
0,506 |
29,44 |
18,25 |
52,63 |
ААШв (3Ч10+1х6) |
70 |
0,84 |
76,44 |
0,89 |
0,095 |
0,090 |
0,010 |
0,02 |
||
|
W18 |
ТП5 |
СП13 |
в траншее |
0,022 |
58,14 |
77,52 |
147,22 |
ААШв (3Ч70+1х50) |
210 |
0,84 |
229,32 |
0,443 |
0,09 |
0,010 |
0,002 |
0,00 |
||
|
W19 |
ТП5 |
СП14 |
в траншее |
0,5654 |
71,50 |
40,33 |
62,36 |
124,72 |
2хААШв (3Ч95+1х70) |
255 |
0,84 |
278,46 |
0,42 |
0,08 |
0,237 |
0,045 |
0,13 |
|
|
W20 |
ТП5 |
СП15 |
в траншее |
0,3872 |
45,77 |
24,46 |
39,42 |
78,85 |
2хААШв (3Ч16+1х10) |
90 |
0,84 |
98,28 |
0,89 |
0,09 |
0,172 |
0,017 |
0,06 |
|
|
W21 |
ТП5 |
СП16 |
в траншее |
0,7392 |
21,14 |
28,55 |
26,99 |
53,97 |
2хААШв (3Ч16+1х10) |
90 |
0,84 |
98,28 |
0,82 |
0,092 |
0,303 |
0,034 |
0,05 |
|
|
W22 |
ТП2 |
СП17 |
в траншее |
0,264 |
62,57 |
73,15 |
73,13 |
146,25 |
2хААШв (3Ч50+1х35) |
175 |
0,84 |
191,10 |
0,443 |
0,09 |
0,058 |
0,012 |
0,03 |
|
|
W23 |
ТП1 |
СП18 |
в траншее |
0,396 |
79,24 |
105,65 |
200,65 |
ААШв (3Ч70+1х50) |
210 |
0,84 |
229,32 |
0,443 |
0,09 |
0,088 |
0,018 |
0,06 |
||
|
W24 |
ТП1 |
СП19 |
в траншее |
0,3432 |
3,03 |
3,10 |
6,59 |
ААШв (3Ч16+1х10) |
90 |
0,84 |
98,28 |
0,443 |
0,09 |
0,152 |
0,031 |
0,00 |
||
|
W25 |
ТП1 |
СП20 |
в траншее |
0,22 |
163,58 |
148,69 |
167,93 |
2хААШв (3Ч50+1х35) |
175 |
0,84 |
191,10 |
0,443 |
0,09 |
0,077 |
0,007 |
0,09 |
||
|
W26 |
ТП5 |
СП21 |
в траншее |
0,5214 |
45,05 |
40,94 |
92,49 |
ААШв (3Ч70+1х50) |
210 |
0,84 |
229,32 |
0,89 |
0,09 |
0,081 |
0,008 |
0,03 |
||
|
W27 |
ТП5 |
СП22 |
в траншее |
0,33 |
225,53 |
194,27 |
226,13 |
ААШв (3Ч70+1х50) |
210 |
0,84 |
229,32 |
0,42 |
0,08 |
0,023 |
0,004 |
0,04 |
||
|
W28 |
ТП1 |
СП12 |
в траншее |
0,44 |
1029,82 |
517,77 |
175,13 |
350,26 |
10хААШв (3Ч150+1х120) |
335 |
0,84 |
365,82 |
0,276 |
0,07 |
0,012 |
0,003 |
0,10 |
|
|
W57 |
ТП2 |
СП6 |
в траншее |
0,12 |
770,42 |
483,93 |
172,79 |
345,58 |
8хААШв (3Ч150+1х120) |
335 |
0,84 |
365,82 |
0,276 |
0,07 |
0,003 |
0,001 |
0,02 |
Размещено на http://www.allbest.ru/
9. Описание принятой схемы внешнего электроснабжения предприятия
Электроснабжение завода осуществляется от районной трансформаторной подстанции 110/35/6 кВ по двухцепной воздушной линии 110 кВ марки АС-70/11 длиной 5,2 км. Тип опор воздушной линии, питающей завод, - типовые железобетонные опоры. Главная понизительная подстанция 110/10 кВ выполняется без сборных шин на стороне высшего напряжения, с неавтоматической перемычкой со стороны линий. Трансформаторы ГПП ТДН-16000/110 обеспечивают необходимое резервирование всей нагрузки завода. Оборудование ГПП на напряжение 110 кВ установлено открыто. Оборудование на напряжение 10 кВ расположено в ЗРУ. На стороне низшего напряжения принята схема с одинарной системой сборных шин, секционированной выключателем с устройством АВР. Выключатели ГПП: на высшем напряжении - вакуумные стационарного исполнения, на низшем напряжении - вакуумные выкатного исполнения.
Все цеховые ТП 10/0,4 кВ выполнены в виде КТП с двумя трансформаторами ТМЗ-1600/10, которые работают раздельно. Питание ТП осуществляется как по радиальным схемам, так и по магистральным. Подстанции выполнены без сборных шин на высшем напряжении. Каждая цеховая подстанция питается от двух источников, на стороне 0,4 кВ имеется секционный автомат с устройством АВР. Приемники электроэнергии остальных цехов получают питание от шин ТП ближайших цехов по кабельным линиям 0,4 кВ. Количество конденсаторных батарей подключенных к цеховым подстанциям выбрано с учетом обеспечения допустимой загрузки трансформаторов.
10. Электроснабжение ремонтно-механического цеха
10.1 Расчет нагрузок отделений РМЦ
Электроснабжение ремонтно-механического цеха №22 рассмотрим подробно. Электроприёмники РМЦ относятся к третьей категории надежности, поэтому каждый силовой пункт достаточно запитать от одного источника. Питание цеха осуществляется от ТП4, расположенной в цехе 7. В таблице 25 дана характеристика среды помещений РМЦ.
Таблица 25 - Характеристика помещений РМЦ
|
№ по плану |
Наименование отделения |
Характеристика помещений по условиям среды |
|
|
1 |
Механическое отделение |
Нормальная |
|
|
2 |
Заготовительно-сварочное отделение |
Химически агрессивная |
|
|
3 |
Кузнечное отделение |
Жаркая |
|
|
4 |
Термическое отделение |
Жаркая |
|
|
5 |
Гальваническое отделение |
Нормальная |
|
|
6 |
Склад заготовок, металла и инструментальная |
Нормальная |
|
|
а |
Конторское помещение |
Нормальная |
|
|
б |
Санузлы |
Влажная |
Исходя из условий среды помещений РМЦ, принимаем решение:
1) Питание электроприемников механического, кузнечного, термического отделений и склада осуществлять от комплектных шинопроводов типа ШРА73 по коротким кабельным ответвлениям;
2) Питание электроприемников заготовительно-сварочного и гальванического отделения, конторского помещения и санузлов осуществлять по кабельным линиям от силового пункта СП23, расположенного в конторском помещении и питающегося по кабельной линии от СП22.
Таким образом, электроприемники распределяются следующим образом:
а) магистраль М1 (шинопровод ШРА73) питает механическое отделение, кузнечное отделение и склад;
б) магистраль М2 (шинопровод ШРА73) питает термическое отделение;
г) силовой пункт СП23 получает питание по кабельной линии W29 от СП22. От СП22 электроэнергия по кабелям распределяется по электроприемникам заготовительно-сварочного и гальванического отделения, конторского помещения и санузлов.
Выбранный шинопровод ШРА73 комплектуется из отдельных секций, проложенных по стенам и крепящихся на кронштейнах.
Для выбора сечений линий, шинопроводов, коммутационной и защитной аппаратуры питающей сети, определим расчетные нагрузки по магистральным линиям согласно [2]. Ответвления к электроприемникам рассчитаем только для заготовительно-сварочного отделения. Расчет нагрузок магистралей выполним по методу расчетных коэффициентов (таблица 26). Нагрузка освещения цеха распределена поровну между магистралями. Для совместного питания силовых и осветительных нагрузок питающая сеть принята трехфазной четырехпроводной.
Таблица 26 - Расчет нагрузок магистралей РМЦ М1 механическое и кузнечное отделения, склад
|
Исходные данные |
Расчётные величины |
nэ |
Кр |
Расчётные нагрузки |
Iр, А |
||||||||||
|
По заданию технологов |
Справочные данные |
КиУРн |
КиУРнtgц |
nР2н |
Рр, кВт |
Qр, квар |
Sр, кВА |
||||||||
|
Наименование электроприёмника |
Количество однотипного оборудования |
Рн, кВт |
Ки |
cosц |
|||||||||||
|
одного |
общая |
||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|
Металлорежущие станки |
37 |
0,6/12.934 |
187,34 |
0,14 |
0,5 |
26,23 |
45,43 |
||||||||
|
Шлифовальные станки |
5 |
7/19,45 |
67,625 |
0,35 |
0,65 |
23,67 |
27,67 |
||||||||
|
Кузнечное оборудование |
3 |
10. /10 |
11,6 |
0,24 |
0,65 |
2,78 |
3,25 |
||||||||
|
Электропечи сопротивления, сушильные шкафы |
4 |
1,/1 |
92,00 |
0,5 |
0,95 |
46,00 |
15,12 |
||||||||
|
Краны |
2 |
4,85/4,85 |
9,7 |
0,05 |
0,5 |
0,49 |
0,84 |
||||||||
|
Вентиляция |
7 |
2,8/7 |
29,7 |
0,65 |
0,8 |
19,31 |
14,48 |
||||||||
|
Итого силовая нагрузка |
58 |
0,6/19,45 |
397,965 |
0,30 |
|
118,47 |
106,79 |
|
41 |
1 |
118,47 |
106,79 |
159,50 |
242,33 |
|
|
Освещение |
37, 19 |
18,01 |
|||||||||||||
|
Итого силовая и осветительная нагрузка |
58 |
0,6/19,45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
155,66 |
124,81 |
199,52 |
303,14 |
|
М2 Термическое отделение |
|||||||||||||||
|
Исходные данные |
Расчётные величины |
nэ |
Кр |
Расчётные нагрузки |
Iр, А |
||||||||||
|
По заданию технологов |
Справочные данные |
КиУРн |
КиУРнtgц |
nР2н |
Рр, кВт |
Qр, квар |
Sр, кВА |
||||||||
|
Наименование электроприёмника |
Количество однотипного оборудования |
Рн, кВт |
Ки |
cosц |
|||||||||||
|
одного |
общая |
||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|
Электропечи сопротивления, сушильные шкафы |
8 |
1,1/24 |
96,40 |
0,5 |
0,95 |
48, 20 |
15,84 |
||||||||
|
Вентиляция |
3 |
2,8/7 |
12,6 |
0,65 |
0,8 |
8, 19 |
6,14 |
||||||||
|
Итого силовая нагрузка |
11 |
1,1/24 |
109,00 |
0,52 |
|
56,39 |
21,99 |
|
9 |
1,16 |
65,41 |
25,50 |
70,21 |
106,67 |
|
|
Освещение |
37, 19 |
18,01 |
|||||||||||||
|
Итого силовая и осветительная нагрузка |
11 |
1,1/24 |
|
|
|
|
|
|
|
|
102,61 |
43,52 |
111,45 |
169,33 |
|
W28 Заготовительно-сварочное и гальваническое отделения, конторское помещение и санузлы |
|||||||||||||||
|
Исходные данные |
Расчётные величины |
nэ |
Кр |
Расчётные нагрузки |
Iр, А |
||||||||||
|
По заданию технологов |
Справочные данные |
КиУРн |
КиУРнtgц |
nР2н |
Рр, кВт |
Qр, квар |
Sр, кВА |
||||||||
|
Наименование электроприёмника |
Количество однотипного оборудования |
Рн, кВт |
Ки |
cosц |
|||||||||||
|
одного |
общая |
||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|
Металлорежущие станки |
11 |
1,95/7 |
43,29 |
0,14 |
0,5 |
6,06 |
10,50 |
||||||||
|
Электропечи сопротивления, сушильные шкафы |
2 |
10,/22 |
32 |
0,5 |
0,95 |
16,00 |
5,26 |
||||||||
|
Шлифовальные станки |
2 |
2,8/2,8 |
5,6 |
0,35 |
0,65 |
1,96 |
2,29 |
||||||||
|
Кузнечное оборудование |
5 |
14/15,7 |
56,7 |
0,17 |
0,65 |
9,64 |
11,27 |
||||||||
|
Шовная электросварка |
6 |
25/28 |
256 |
0,40 |
0,80 |
102,40 |
76,80 |
||||||||
|
Вентиляция |
4 |
4,5/10 |
29 |
0,65 |
0,8 |
18,85 |
14,14 |
||||||||
|
Итого силовая нагрузка |
30 |
1.95/28 |
422,59 |
0,37 |
|
154,91 |
120,25 |
|
30 |
1 |
154,91 |
120,25 |
196,11 |
297,95 |
|
|
Освещение |
37, 19 |
18,01 |
|||||||||||||
|
Итого силовая и осветительная нагрузка |
30 |
1.95/28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
192,10 |
138,27 |
236,69 |
359,61 |
|
|
Итого |
99 |
0,6/28 |
450,37 |
306,59 |
544,82 |
827,77 |
10.2 Выбор шинопроводов и кабелей РМЦ
Выберем тип распределительного шинопровода по номинальному току. Например, выбираем для магистрали М1 шинопровод ШРА73 УЗ [12] с Iдоп = 250 А > Iрасч =169,33 А.
Кабель для линии W29 выберем аналогично п.6.4 Выбор сведем в таблицу 27.
Таблица 27 - Выбор шинопроводов для внутрицеховых магистралей
|
Номер линии |
Sрасч |
Iрасч |
Способ прокладки |
Марка шинопровода/кабеля |
Iдоп |
|
|
М1 |
199,52 |
303,14 |
на стене на кронштейнах |
ШРА73 УЗ/ 2хАВВГ (3х150+1х120) |
350 397,81 |
|
|
М2 |
111,45 |
169,33 |
на стене на кронштейнах |
ШРА73 УЗ/ АВВГ (3х185+1х150) |
250 270 |
|
|
W29 |
236,69 |
359,61 |
в кабельном канале |
2хАВВГ (3х150+1х120) |
397,81 |
Для заготовительно-сварочного отделения выберем марку и сечение проводов и кабелей, способ прокладки, защитную аппаратуру. В таблице 28 представлен перечень электроприемников заготовительно-сварочного отделения.
Таблица 28 - Перечень электроприемники заготовительно-сварочного отделения
|
№ по плану |
Наименование электроприемника |
Модель или тип |
Установленная мощность в единице, кВт |
Количество шт. |
|
|
25 |
Отрезной станок с ножовочной пилой |
872А |
1,95 |
2 |
|
|
26 |
Ножницы |
Н474 |
7,00 |
1 |
|
|
27 |
Пресс правильный |
ПА415 |
14,00 |
1 |
|
|
28 |
Пресс листогибочный |
4135 |
15,70 |
1 |
|
|
29 |
Настольно-сверлильный станок |
НС-12А |
0,60 |
3 |
|
|
30 |
Обдирочно-шлифовальиый станок |
ЗМ634 |
2,80 |
2 |
|
|
31 |
Пресс кривошипный |
К217 |
10,00 |
2 |
|
|
32 |
Радиально-сверлийный станок |
2А55 |
6,93 |
3 |
|
|
33 |
Трубоотрезной станок |
С-246А |
2,80 |
1 |
|
|
34 |
Станок трубогибочный |
С-288 |
7,00 |
2 |
|
|
35 |
Преобразователь сварочный |
ПСО-500 |
28,00 |
2 |
|
|
36 |
Машина электросварочная точечная, кВА |
МТМ-75М |
75,00 |
2 |
|
|
37 |
Машина электросварочная точечная, кВА |
25,00 |
0 |
||
|
38 |
Трансформатор сварочный, кВА |
СТН350 |
25,00 |
2 |
|
|
39 |
Кран мостовой электроподвесная |
5Т |
24, 20 |
1 |
|
|
40 |
Вентилятор |
- |
10,00 |
2 |
Для ответвлений от СП23 к электроприемникам заготовительно-сварочного отделения применяем четырехжильные кабели марки АВВГ. Способ прокладки - в кабельных каналах. Расчетная мощность ответвлений к отдельным электроприёмникам определяется по номинальной мощности электроприемника [8]:
для электроприемников продолжительного режима работы
, кВт, (72)
для ЭП повторно-кратковременного и кратковременного режимов работы в качестве расчетной мощности следует принимать:
1) для медных проводников сечением до 6 мм2, а для алюминиевых проводников до 10 мм2 - как для установок с продолжительным режимом работы;
2) для бульших сечений проводников расчетная мощность определяется по выражению
, кВт, (73)
где - относительная продолжительность включения;
для сварочных аппаратов
, (74)
Например, для ответвления к станку от СП23 принимаем за расчетную нагрузку номинальную мощность шкафа кВт. За расчетную реактивную нагрузку принимаем номинальную мощность с учетом коэффициента реактивной мощности квар, где соответствует коэффициенту мощности . Ток нормального режима определяем по формуле
, А. (75)
А. (76)
При выборе сечений фазной жилы принимаем (не взрывоопасная зона). Значение коэффициента, учитывающего способ прокладки кабеля, по рекомендациям примечания к [1, табл.1.3.7], принимаем равным . Допустимые длительные токи для проводов, проложенных в лотках, при однорядной прокладке (не в пучках) принимаем, как для проводов, проложенных в воздухе [3]. Так, например, для шкафа ближайшим, соответствующим условию проверки по допустимому току, является кабель АВВГ (3х4+1х2,5) с допустимым током для трехжильных кабелей, при прокладке в воздухе, А. С учетом снижения допустимой токовой нагрузки для четырехжильных кабелей, получим
А. (77)
Для остальных выбор аналогичен результаты заносим в таблицу 29.
Таблица 29 - Выбор кабелей ответвлений к электроприемникам термического отделения
|
№ по плану |
№ линии |
Наименование электроприемника |
Модель или тип |
Установленная мощность в единице, кВт |
Количество, шт. |
ПВ, % |
cosц |
Расчетные нагрузки |
IдопКсп |
Марка кабеля |
||||
|
Рр, кВт |
Qр, квар |
Sр, кВА |
Iр, А |
|||||||||||
|
25 |
W30, W31 |
Отрезной станок с ножовочной пилой |
872А |
1,95 |
2 |
100 |
0,75 |
1,95 |
1,72 |
2,60 |
3,95 |
24,84 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
|
|
26 |
W32 |
Ножницы |
Н474 |
7,00 |
1 |
100 |
0,65 |
7,00 |
8,18 |
10,77 |
16,36 |
24,84 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
|
|
27 |
W33 |
Пресс правильный |
ПА415 |
14,00 |
1 |
100 |
0,65 |
14,00 |
16,37 |
21,54 |
32,72 |
38,64 |
АВВГ (3х10+1х6) |
|
|
28 |
W34 |
Пресс листогибочный |
4135 |
15,70 |
1 |
100 |
0,65 |
15,70 |
18,36 |
24,15 |
36,70 |
38,64 |
АВВГ (3х10+1х6) |
|
|
29 |
W35 - W37 |
Настольно-сверлильный станок |
НС-12А |
0,60 |
3 |
100 |
0,75 |
0,60 |
0,53 |
0,80 |
1,22 |
24,84 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
|
|
30 |
W38 - W39 |
Обдирочно-шл ифовальный станок |
ЗМ634 |
2,80 |
2 |
100 |
0,75 |
2,80 |
2,47 |
3,73 |
5,67 |
24,84 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
|
|
31 |
W40 - W41 |
Пресс кривошипный |
К217 |
10,00 |
2 |
100 |
0,65 |
10,00 |
11,69 |
15,38 |
23,37 |
24,84 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
|
|
32 |
W42 - W44 |
Радиально-сверлиный станок |
2А55 |
6,93 |
3 |
100 |
0,75 |
6,93 |
6,11 |
9,24 |
14,04 |
24,84 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
|
|
33 |
W45 |
Трубоотрезной станок |
С-246А |
2,80 |
1 |
100 |
0,75 |
2,80 |
2,47 |
3,73 |
5,67 |
24,84 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
|
|
34 |
W46-W47 |
Станок трубогибочный |
С-288 |
7,00 |
2 |
100 |
0,75 |
7,00 |
6,17 |
9,33 |
14,18 |
24,84 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
|
|
35 |
W48 - W49 |
Преобразователь сварочный |
ПСО-500 |
28,00 |
2 |
25 |
0,75 |
14,00 |
12,35 |
18,67 |
28,36 |
38,64 |
АВВГ (3х10+1х6) |
|
|
36 |
W50 - W51 |
Машина электросварочная точечная, кВА |
МТМ-75М |
75,00 |
2 |
25 |
0,8 |
37,50 |
28,13 |
46,88 |
71,22 |
82,80 |
АВВГ (3х35+1х25) |
|
|
38 |
W52 - W53 |
Трансформатор сварочный, кВА |
СТН350 |
25,00 |
2 |
15 |
0,8 |
9,68 |
7,26 |
12,10 |
18,39 |
38,64 |
АВВГ (3х10+1х6) |
|
|
39 |
W54 |
Кран мостовой электроподвесная |
5Т |
24, 20 |
1 |
15 |
0,65 |
9,37 |
10,96 |
14,42 |
21,91 |
38,64 |
АВВГ (3х10+1х6) |
|
|
40 |
W55 - W56 |
Вентилятор |
- |
10,00 |
2 |
100 |
0,7 |
10,00 |
10, 20 |
14,29 |
21,70 |
38,64 |
АВВГ (3х10+1х6) |
10.3 Выбор защитно-коммутационной аппаратуры
10.3.1 Выбор защитно-коммутационной аппаратуры ответвлений к электроприемникам
Кратность пускового тока для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором следует принимаем по справочным данным (для двигателей серии 4А 6 ч 7).
Автоматические выключатели выбираются по номинальному напряжению и наибольшим расчетным токам в линиях, исходя из условий
, (78)
где - номинальные напряжение и ток аппарата; - напряжение и наибольший расчетный ток в линии, в которой установлен данный аппарат.
Для автоматических выключателей напряжением 220/380 В следует выбрать уставки тепловых расцепителей и проверить уставки электромагнитных расцепителей на несрабатывание при кратковременных перегрузках. Для теплового расцепителя (с обратно зависимой от тока характеристикой) должно выполняться условие
, (79)
где - ток уставки теплового расцепителя.
Для электромагнитного расцепителя (мгновенно действующего) должно выполняться условие
, (63)
где - ток уставки электромагнитного расцепителя; - коэффициент запаса, равный 1,25 для нормальных помещений, 1,5 - для взрывоопасных зон всех категорий.
Между допустимым током проводника и током срабатывания защиты (током уставки расцепителя автоматического выключателя) должно выполняться соотношение
, (80)
где - наибольшая допустимая кратность уставки аппарата защиты к допустимому току проводника.
В расчетах примем [1] = 1,0 - для нерегулируемых тепловых расцепителей автоматов (независимо от наличия или отсутствия отсечки) - для проводников всех марок.
К примеру, для вентилятора:
Кратность пускового тока примем 6,5. Выбираем автоматический воздушный выключатель с тепловым и электромагнитным расцепителем типа АП50-2МТ на напряжение 380 В. Тогда в соответствии с номинальными данными автомата:
1)
2)
Расчеты для остальных приемников проведем аналогично. Результаты занесем в таблицу 30.
Таблица 30 - Выбор коммутационной аппаратуры
|
№ по плану |
Наименование ЭП |
Iр, А |
kп |
kзапЧ Iпик, А |
Автоматический выключатель |
Кабель |
|||||||
|
на плане |
Модель или тип |
марка |
Iн, А |
Iз, А |
Марка |
IдопЧkсп, А |
Iз IдопЧkсп |
kзащ |
|||||
|
1 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
11 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
|
25 |
Отрезной станок с ножовочной пилой |
872А |
3,95 |
6,5 |
25,68 |
АП50-2МТ |
10 |
20 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
24,84 |
0,64 |
1 |
|
|
26 |
Ножницы |
Н474 |
16,36 |
6,5 |
106,35 |
АП50-2МТ |
20 |
30 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
24,84 |
0,52 |
1 |
|
|
27 |
Пресс правильный |
ПА415 |
32,72 |
6,5 |
212,71 |
АП50-2МТ |
40 |
30 |
АВВГ (3х10+1х6) |
38,64 |
0,64 |
1 |
|
|
28 |
Пресс листогибочный |
4135 |
36,70 |
6,5 |
238,54 |
АП50-2МТ |
40 |
30 |
АВВГ (3х10+1х6) |
38,64 |
0,64 |
1 |
|
|
29 |
Настольно-сверлильный станок |
НС-12А |
1,22 |
6,5 |
7,90 |
АП50-2МТ |
10 |
20 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
24,84 |
0,52 |
1 |
|
|
30 |
Обдирочно-шл ифовальный станок |
ЗМ634 |
5,67 |
6,5 |
36,87 |
АП50-2МТ |
10 |
20 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
24,84 |
0,52 |
1 |
|
|
31 |
Пресс кривошипный |
К217 |
23,37 |
6,5 |
151,93 |
АП50-2МТ |
30 |
40 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
24,84 |
0,42 |
1 |
|
|
32 |
Радиально-сверлиный станок |
2А55 |
14,04 |
6,5 |
91,25 |
АП50-2МТ |
20 |
30 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
24,84 |
0,64 |
1 |
|
|
33 |
Трубоотрезной станок |
С-246А |
5,67 |
6,5 |
36,87 |
АП50-2МТ |
10 |
20 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
24,84 |
0,52 |
1 |
|
|
34 |
Станок трубогибочный |
С-288 |
14,18 |
6,5 |
92,17 |
АП50-2МТ |
20 |
30 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
24,84 |
0,64 |
1 |
|
|
35 |
Преобразователь сварочный |
ПСО-500 |
28,36 |
- |
- |
АП50-2МТ |
30 |
40 |
АВВГ (3х10+1х6) |
38,64 |
0,51 |
1 |
|
|
36 |
Машина электросварочная точечная, кВА |
МТМ-75М |
71,22 |
- |
- |
АП50-2МТ |
80 |
80 |
АВВГ (3х4+1х2,5) |
82,80 |
0,9 |
1 |
|
|
38 |
Трансформатор сварочный, кВА |
СТН350 |
18,39 |
- |
- |
АП50-2МТ |
20 |
30 |
АВВГ (3х10+1х6) |
38,64 |
0,64 |
1 |
|
|
39 |
Кран мостовой электроподвесная |
5Т |
21,91 |
6,5 |
119,53 |
АП50-2МТ |
30 |
35 |
АВВГ (3х10+1х6) |
38,64 |
0,81 |
1 |
|
|
40 |
Вентилятор |
- |
21,70 |
6,5 |
142,40 |
АП50-2МТ |
30 |
35 |
АВВГ (3х10+1х6) |
38,64 |
0,81 |
1 |
10.3.2 Выключатель ввода СП22, СП23 и вводные выключатели шинопроводов
Полная нагрузка СП22 составляет 450,37 кВт, 306,59 квар, Sр=544,82 кВА. Находим расчетный ток нормального режима
А. (81)
Принимаем к установке [12] автоматический выключатель ВА54-39 с номинальным током главных контактов 1000 А и предельным током отключения кА. Условие выбора выполняется А.
Ток теплового расцепителя принимаем по условию А.
Таким образом, на вводе СП22 принимаем к установке автоматический выключатель ВА54-39. Вводные выключатели шинопроводов и линии W28 выберем аналогично. Результат занесем в таблицу 31.
Таблица 31 - Выбор защит отходящих линий от СП22
|
№ по плану |
Отделение |
Iр, А |
kзапЧ Iпик, А |
Автоматический выключатель |
Шинопровод/кабель |
||||||||
|
марка |
Iн, А |
Iз, А |
Iэ, А |
iу. пр, кА |
Марка |
Iдоп, А |
Iз IдопЧkсп |
kзащ |
|||||
|
1 |
2 |
4 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|
М1 |
Механическое, Кузнечное, склад |
303,14 |
303,58 |
А3746Б |
400 |
350 |
2500 |
75 |
ШРА73 |
350 |
1 |
1 |
|
|
М2 |
Термическое |
169,33 |
154,75 |
А3726Б |
260 |
250 |
2500 |
75 |
ШРА73 |
250 |
1 |
1 |
|
|
W29 |
Заготовительно-сварочное |
359,61 |
872,25 |
А3746Б |
400 |
360 |
2500 |
75 |
2хАВВГ (3х150+1х120) |
397,81 |
0,9 |
1 |
10.4 Проверка защитной аппаратуры по токам КЗ
Защитная аппаратура напряжением до 1000 В должна быть проверена по двум условиям:
- по коммутационной способности отключения максимальных токов КЗ;
- по чувствительности отключения минимальных токов КЗ.
10.4.1 Проверка защитной аппаратуры по коммутационной способности
Проверку аппаратов защиты по коммутационной способности выполняем по наибольшим токам КЗ. В сети до 1000 В за наибольший ток КЗ принимаем ток трехфазного металлического (при отсутствии электрической дуги в месте КЗ) короткого замыкания. Для проверки автоматических воздушных выключателей точку КЗ выберем как можно ближе к ним. Тогда для проверки вводного автомата рассчитаем ток КЗ в точке К1, а для проверки автоматов ответвлений к электроприемникам и автоматов присоединений к СП23 рассчитаем ток КЗ в точке К2.
Расчет выполняем в именованных единицах, с приведением сопротивлений к ступени напряжения в расчетной точке КЗ. Приведение сопротивлений выполняем по средним значениям напряжений на шинах элементов сети кВ, кВ.
Рисунок 4 - Поясняющая схема к расчету тока трехфазного КЗ
Сопротивление системы определим по известному току трехфазного КЗ на шинах 10 кВ ГПП:
(82)
Удельные значения сопротивлений, активного и реактивного, для кабеля марки ААШв-10 (3х95) составляют [5]. При протяженности кабельной линии W4 м, сопротивления линии, приведенные к напряжению , получим
мОм, (83)
мОм. (84)
Сопротивления трансформатора Т1 подстанции ТП:
мОм (85)
мОм (86)
мОм. (87)
Сопротивления контактов рубильников на вводе 0,4 кВ трансформатора принимаем мОм. Сопротивления контактных соединений шин в РУ-0,4 кВ ТП принимаем равным мОм [8]. Таким образом, суммарное сопротивление всех контактов до точки КЗ равно
мОм, (88)
где - число рубильников на вводе трансформатора; - число соединений шин с вводами трансформаторов, коммутационной аппаратурой, трансформаторами тока. Сопротивление кабельной линии W27 из таблицы 24:
Суммарные активное и реактивное сопротивления до точки К1.
мОм (89)
мОм (90)
Полное сопротивление цепи КЗ
мОм.
Периодическая составляющая тока КЗ от энергосистемы
кА. (91)
Найдем ударный ток от энергосистемы. Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ
с. (92)
Угол к сдвига по фазе ЭДС источника и периодической составляющей тока КЗ
рад (93)
Время от начала КЗ до появления ударного тока
с (94)
Ударный коэффициент
(95)
Ударный ток трехфазного КЗ () в электроустановках с одним источником энергии рассчитывают по формуле (47)
кА. (96)
Суммарные активное и реактивное сопротивления до точки К2.
мОм (97)
мОм. (98)
Полное сопротивление цепи КЗ
мОм.
Периодическая составляющая тока КЗ от энергосистемы
кА. (99)
Найдем ударный ток от энергосистемы.
Постоянная времени затухания апериодической составляющей тока КЗ
с (100)
Угол к сдвига по фазе ЭДС источника и периодической составляющей тока КЗ
рад (101)
Время от начала КЗ до появления ударного тока
с (102)
Ударный коэффициент
. (103)
Ударный ток трехфазного КЗ () в электроустановках с одним источником энергии
кА (104)
Для проверяемого аппарата защиты должны выполняться соотношения
, , (105)
где, - ток отключения и предельный ударный ток проверяемого аппарата защиты
Для выключателя ввода к СП22 ВА54-39 ток отключения составляет 100 кА и условие отключения тока КЗ выполняется с большим запасом
кА. (106)
Таким образом, принятые к установке автоматические выключатели соответствуют уровню наибольших токов КЗ в сети 0,4 кВ и выбраны правильно.
10.4.2 Проверка защитной аппаратуры по чувствительности к минимальным токам КЗ
Проверка будет выполняться для защиты, в зоне которой ожидается наименьший ток однофазного КЗ при наибольшей уставке срабатывания защиты.
По таблицам выбора сечений кабельных линий, питающих электроприемники заготовительно-сварочного отделения, находим электроприемник с наибольшим значением параметра. Таким электроприемником является вентилятор мощностью кВт, для которого =max=41 кВтЧм/мм2. За наименьший ток КЗ принимаем ток однофазного КЗ, а расчетную точку КЗ принимаем на зажимах вентилятора. Поясняющая схема к расчету тока однофазного КЗ представлена на рисунке 5.
Расчет выполним методом петли "фаза-нуль" [8]. Численное значение = 27 мОм для масляного трансформатора, типа ТМЗ-2500/10/0,4 со схемой соединений обмоток примем по [8, табл.12].
Рисунок 5 - Поясняющая схема к расчету тока однофазного КЗ
Сопротивления элементов петли (рисунок 5) для фазных и нулевых проводников вычислим в целом, аналогично предыдущему расчету токов трехфазного КЗ, с той лишь разницей, что [8]: при определении минимального значения тока КЗ учтем увеличение активных сопротивлений кабелей вследствие нагревания жил током КЗ по формуле , где - коэффициент, учитывающий увеличение активного сопротивления кабеля за счет нагрева током КЗ, примем равным 1,5; в месте КЗ (в точке К2, на рисунке 5), учтем сопротивление электрической дуги, которая может возникнуть при большом токе КЗ [8, табл.14].
Сопротивления элементов схемы в цепи однофазного КЗ для точки К2 представлены в таблице 32.
Таблица 32 - Сопротивления элементов сети при однофазном КЗ в точке К2
|
Элемент сети |
Фаза |
Нуль |
Zт, мОм |
|||
|
R, мОм |
X, мОм |
RN, мОм |
XN, мОм |
|||
|
Трансформатор ТМЗ-2500/10/0,4 |
27 |
|||||
|
Разъединители ввода трансформатора r=2х0,03 |
0,06 |
|||||
|
SF9, ВА54-39 1000/630: |
||||||
|
- контакты выключателя |
0,25 |
|||||
|
- расцепители |
0,12 |
0,084 |
||||
|
Трансформатор тока ТКФ-1-600/5 |
0,05 |
0,07 |
||||
|
W28, РУ-0,4 кВ ТП4 - СП22 |
1,5х5,1 |
1,81 |
1,5х5,1 |
1,81 |
||
|
SF13, А3746Б 400/360: |
||||||
|
- контакты выключателя |
0,6 |
|||||
|
- расцепители |
0,36 |
0,28 |
||||
|
Трансформатор тока ТКФ-1-300/5 |
0,2 |
0,3 |
||||
|
SF4, АП50-2МТ 30/35 |
||||||
|
- контакты выключателя |
0,65 |
|||||
|
- расцепители |
0,74 |
0,55 |
||||
|
W55, СП23-Вентилятор |
1,5х127,18 |
2,17 |
1,5х127,18 |
2,17 |
||
|
Контакты соединений |
||||||
|
- шин r=9х0,01 |
0,09 |
|||||
|
- кабелей r=6х0,1 |
0,6 |
|||||
|
Дуга |
отсутствует |
|||||
|
Итого: |
207,12 |
5,724 |
203,4 |
4,44 |
27 |
По значениям итоговой строки таблицы 32 вычисляем полное сопротивление петли "фаза-нуль":
мОм. (107)
Ток однофазного КЗ в точке К2 равен
кА. (108)
Чувствительность ближайшего к точке К2 автоматического выключателя SF, АП50-2МТ 30/35, с током срабатывания теплового расцепителя =35 А будет равна
, (109)
Таким образом, условие обеспечения заданной чувствительности срабатывания защиты [3] для автоматического выключателя SF выполняется. Так как SF и точка КЗ проверки его чувствительности выбрана по наихудшим условиям, то и для всех других защит должно выполняться последнее условие, что обеспечит требуемую чувствительность срабатывания при минимальных значениях токов КЗ.
Заключение
При выполнении курсового проекта по электроснабжению завода с учетом ПУЭ, НТП ЭПП-94, РТМ 36.18.32.4-92 и других нормативных документов была спроектирована система внутреннего и внешнего электроснабжения.
Электроснабжение завода осуществляется от районной трансформаторной подстанции 110/35/6 кВ по двухцепной воздушной линии 110 кВ марки АС-70/11 длиной 5,2 км. Тип опор воздушной линии, питающей завод, - типовые железобетонные опоры. Главная понизительная подстанция 110/10 кВ выполняется без сборных шин на стороне высшего напряжения, с неавтоматической перемычкой со стороны линий. Трансформаторы ГПП ТДН-16000/110 обеспечивают необходимое резервирование всей нагрузки завода. Оборудование ГПП на напряжение 110 кВ установлено открыто. Оборудование на напряжение 10 кВ расположено в ЗРУ. На стороне низшего напряжения принята схема с одинарной системой сборных шин, секционированной выключателем с устройством АВР. Выключатели ГПП: на высшем напряжении - вакуумные стационарного исполнения, на низшем напряжении - вакуумные выкатного исполнения.
Все цеховые ТП 10/0,4 кВ выполнены в виде КТП с двумя трансформаторами ТМЗ-2500/10, которые работают раздельно. Питание ТП осуществляется как по радиальным схемам, так и по магистральным. Подстанции выполнены без сборных шин на высшем напряжении. Каждая цеховая подстанция питается от двух источников, на стороне 0,4 кВ имеется секционный автомат с устройством АВР. Приемники электроэнергии остальных цехов получают питание от шин ТП ближайших цехов по кабельным линиям 0,4 кВ. Количество конденсаторных батарей подключенных к цеховым подстанциям выбрано с учетом обеспечения допустимой загрузки трансформаторов.
Спроектированная система электроснабжения удовлетворяет требованиям бесперебойности электроснабжения потребителей, заданного качества напряжения на зажимах потребителей.
Список использованных источников
Размещено на Allbest.ru
1. Правила устройства электроустановок. - СП6.: Издательство ДЕАН, 2003. - 928 с.
Подобные документы
Определение осветительной нагрузки цехов, расчетных силовых нагрузок. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности. Определение потерь мощности и электроэнергии. Выбор параметров схемы сети электроснабжения.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 14.06.2015Характеристика среды производственных помещений и потребителей электроэнергии. Расчет электрических нагрузок, выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Проектирование системы внешнего и внутреннего электроснабжения, компенсация реактивной мощности.
дипломная работа [456,6 K], добавлен 26.09.2011Расчет токов короткого замыкания для выбора и проверки параметров электрооборудования, уставок релейной защиты. Характеристика потребителей электроэнергии. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет силовой и осветительной нагрузок цеха.
контрольная работа [274,1 K], добавлен 23.11.2014Проектирование системы электроснабжения ремонтного предприятия. Характеристика и режим работы объекта. Расчет силовых электрических нагрузок. Выбор числа и мощности трансформаторов на главной понизительной подстанции. Расчет баланса реактивной мощности.
курсовая работа [888,1 K], добавлен 25.01.2014Общие требования к электроснабжению объекта. Составление схемы электроснабжения цеха, расчет нагрузок. Определение количества, мощности и типа силовых трансформаторов, распределительных линий. Выбор аппаратов защиты, расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [343,3 K], добавлен 01.02.2014Определение электрических нагрузок от силовых электроприёмников. Выбор количества и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор напряжения и схемы электроснабжения. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор и проверка оборудования и кабелей.
курсовая работа [817,1 K], добавлен 18.06.2009Характеристика предприятия и источников электроснабжения. Определение расчетных электрических нагрузок цеха; числа и мощности трансформаторов на цеховых подстанциях. Компенсация реактивной мощности. Выбор схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 25.06.2012Определение расчетных электрических нагрузок. Выбор и расчет низковольтной электрической сети, защитных коммутационных аппаратов. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для цеховых подстанций. Устройства автоматического включения резерва.
курсовая работа [432,5 K], добавлен 22.08.2009Расчет электрических нагрузок промышленного предприятия. Выбор числа, мощности и типа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций предприятия. Технико-экономическое обоснование схемы внешнего электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 13.03.2010Проектирование системы внешнего электроснабжения. Определение центра электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет потерь в кабельных линиях. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [273,0 K], добавлен 18.02.2013
