Расчет схемы электроснабжения участка
Определение мощности и количества питающих подстанций, расчет кабельной сети, выбор сечения и длины соответствующих кабелей, определение тока короткого замыкания в электрических сетях. Выбор коммутационной аппаратуры, средств и установок защиты.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 23.06.2011 |
Размер файла | 267,6 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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Общая часть
В настоящей курсовой работе рассматривается схема электроснабжения участка ведения горных работ.
Питание потребителей участка, производится от участковой комплектной трансформаторной подстанции КТСВП.
Цель расчета: определить мощность и количество питающих подстанций, выбрать сечения и длины соответствующих распределительных кабелей, удовлетворяющих условию потери напряжения, номинальному режиму, пуску, перегрузке и термической стойкости, выбрать электрооборудование для управления и защиты.
подстанция электрический сеть кабель мощность
Таблица 1 - Технические данные потребителей участка
№ п/п |
Наименование ГМ и М |
Технические данные одного двигателя |
|||||||||
Uн, В |
Рдв, кВт |
Кол-во двиг., шт. |
УРдв, кВт |
Iном, А |
Iпуск, А |
здв |
cosц |
Iпуск/Iном |
|||
1 |
Комбайн |
1140 |
350 |
1 |
350 |
199.1 |
1353 |
0,93 |
0,89 |
6,8 |
|
2 |
Конвейер забойный |
1140 |
200 |
2 |
400 |
227 |
1543,6 |
0,93 |
0,89 |
6,8 |
|
3 |
Перегружатель |
660 |
88 |
2 |
176 |
172,9 |
1123 |
0,91 |
0,89 |
6,5 |
|
4 |
Насос орошения ОН |
660 |
50 |
1 |
50 |
49,1 |
319,15 |
0,91 |
0,88 |
6,5 |
|
5 |
Маслостанция |
660 |
60 |
1 |
60 |
58,9 |
359,2 |
0,91 |
0,85 |
6,1 |
|
6 |
АП |
660 |
4 |
4 |
16 |
13,9 |
|||||
Итого (при Uн=1140В) |
750 |
3 |
|||||||||
Итого (при Uн=660В) |
214 |
8 |
Номинальный ток электропотребителей находи по формуле
Расчетные значения заносим в таблицу 1.
Схема электроснабжения приведена на рисунке 1
Рисунок 1 - Однолинейная схема электроснабжения потребителей сети 1140в и 660В
1. Определение мощности трансформаторной подстанции
1.1 Расчет трансформаторной подстанции для потребителей с напряжением 1140В
Для расчет мощности участковой трансформаторной подстанции произведем расчет суммарной установленной мощности всех электроустановок на участке:
(1)
где - установленная мощность i-й электроустановки кВт, N - количество электроустановок.
Найдем средневзвешенный коэффициент мощности электроустановок на участке:
(2)
где - коэффициент мощности i-q электроустановки.
Расчет коэффициента спроса произведем по формуле:
(3)
где - номинальная мощность наиболее мощного электропотребителя на участке кВт.
Расчетная активная нагрузка определяется по формуле:
(4)
Расчетная мощность трансформатора определяем по формуле:
(5)
Выбор трансформаторной подстанции производим исходя из условия
(6)
Принимаем трансформаторную подстанция КТСВП 630-6/1,2
1.2 Расчет трансформаторной подстанции для потребителей с напряжением 660В
Расчет выполняем аналогично расчета представленного выше.
;
;
;
;
Принимает трансформаторную подстанция КТСВП 250-6/0,69
Технические характеристики трансформаторных подстанций приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Техническая характеристика трансформаторных подстанций
Таблица характеристик выбранных трансформаторов |
|||||||||
Тип подстанции |
Sтр.кВ·А |
Напряжение, В |
Ном. ток, А |
Uн |
Потери, Вт |
||||
ВН |
НН |
ВН |
НН |
к.з. % |
х.х. |
к.з. |
|||
КТСВП 630-6/1,2 |
630 |
6000 |
1200 |
66,6 |
304 |
3,5 |
2690 |
4700 |
|
КТСВП 250-6/0,69 |
250 |
6000 |
690 |
24,1 |
209 |
3,5 |
1590 |
2490 |
2. Расчет участковой кабельной сети по условиям нагрева
Таблица 3 - Кабельный журнал
Началокабеля |
Конецкабеля |
Ном.напр.Uном.,В |
Ном.токIном.,А |
ДлинаL, м |
Марка кабелей |
|
КТСВП630/6/1,2 |
АВ400ДО2(1) |
1140 |
199 |
150 |
ЭВТ 395+110+34 |
|
АВ400ДО2(2) |
1140 |
227 |
50 |
ЭВТ 395+110+34 |
||
АВ400ДО2(1) |
ПВИ 250БТ(1) |
1140 |
- |
3 |
КГЭШ 370+110+34 |
|
АВ400ДО2(2) |
ПВИ 250БТ(2) |
1140 |
- |
3 |
КГЭШ 370+110+34 |
|
ПВИ 250 БТ(1) |
Комбайн |
1140 |
199 |
150 |
КГЭШ 370+110+34 |
|
ПВИ 250 БТ(1) |
Конвейер |
1140 |
227 |
50 |
КГЭШ 370+110+34 |
|
КТСВП250/6/0,69 |
АВ400ДО2(3) |
660 |
216,6 |
150 |
ЭВТ 395+110+34 |
|
АВ400ДО2(3) |
ПВИ 125(1) |
660 |
216,6 |
3 |
КГЭШ 370+110+34 |
|
ПВИ 125(1) |
Перегружатель |
660 |
179 |
70 |
КГЭШ 370+110+34 |
|
ПВИ 125(1) |
ПВИ 125(2) |
660 |
- |
3 |
КГЭШ 370+110+34 |
|
ПВИ 125(2) |
Насос орошения |
660 |
28,7 |
50 |
КГЭШ 325+110+32,5 |
|
ПВИ 125(2) |
ПВИ 125(3) |
660 |
- |
3 |
КГЭШ 370+110+34 |
|
ПВИ 125(3) |
Маслостанция |
660 |
35,7 |
30 |
КГЭШ 325+110+32,5 |
|
ПВИ 125(3) |
АП |
660 |
- |
3 |
КГЭШ 325+110+32,5 |
2.1 Расчет кабельной сети с напряжением 1140В.
Ток в магистральном кабеле, для потребителей с номинальным напряжением 1140В определяем по формуле:
; (7)
где Ррасч-расчетная нагрузка на подключенном кабеле, кВт; Uном-номинальное напряжение, В; cosцp-средневзвешенный коэффициент мощности на электроустановок подключенных к кабелю.
А
Принимаем кабель ЭВТ 395+110+44 240>199,1 условие соблюдается.
Дальнейший выбор сечения кабеля для каждой группы потребителей рассчитываем по формуле 7 и заносим в таблицу 3
2.2 Расчет участковой сети по потере напряжения в нормальном режиме
Проверить кабельную сеть с напряжением 1140В по допустимым потерям напряжения достаточно только для двигателя конвейера, УPном которого составляет 400кВт, как наиболее мощного и удалённого электроприёмника.
Найдём дополнительную потерю напряжения Uдоп. в абсолютных единицах, исходя из того, что относительная потеря напряжения в этом режиме uдоп.= 10%.
(8)
Потерю напряжения в гибком кабеле определим по формуле:
(9)
где - рабочий ток 1-го двигателя комбайна; .=.=349 А, .=0,89; - активное сопротивление гибкого кабеля, определяем по формуле:
(10)
где - удельная проводимость меди; = 0,0188 Оммм2/м; L - длина кабеля; L= 150 м; s - сечение кабеля; s= 70 мм2
- индуктивное сопротивление гибкого кабеля, определяем по формуле:
(11)
где 0,08 - индуктвиное сопротивление кабеля по табл. данным, Ом/км; L - длина кабеля, км.
, Ом
Рассчитанные значения подставляем в формулу 9
Относительная величина активной составляющей напряжения короткого замыкания трансформатора КТСВП 250-6/0,69
(12)
где Ркз.тр-потери короткого замыкания трансформатора, кВт.
Относительную индуктивную составляющую напряжения к. з. трансформатора КТСВП 250-6/0,69
(13)
где Uкз.тр.-напряжение короткого замыкания трансформатора, %
Коэффициент загрузки трансформатора КТСВП 630-6/1,2
(14)
где - номинальный ток обмотки трансформатора НН, А.
(15)
где - номинальная мощность трансформатора, Вт; - напряжение на вторичной обмотке трансформатора, В.
Потери напряжения в % определим из формулы:
(16)
Потери напряжения в трансформаторе КТСВП 630-6/1,2
;(17)
Потери напряжения на магистральном кабеле определяем по формуле
Общая потеря напряжения на данном участке составит
(18)
Так как то условие выполняется.
Расчетные данные по сети с напряжением 1140В заносим в таблицу 2.1
Таблица 2.1 - Расчетные данные потери напряжения в сети с напряжением 1140В
№ п/п |
Наименование |
L, м |
R, Ом |
Х, Ом |
ДU, В |
|
1 |
Г.к КГЭШ 3х70 |
50 |
0,013 |
0,004 |
5,4 |
|
2 |
М.к ЭТВ 3х95 |
50 |
0,009 |
0,0039 |
4,17 |
|
3 |
КТСВП 630/6-1,2 |
- |
17,4 |
|||
Суммарные потери в сети |
26,97 |
Проверить кабельную сеть с напряжением 660В по допустимым потерям напряжения достаточно только для двигателя конвейера, УPном которого составляет 176кВт, как наиболее мощного и удалённого электроприёмника.
Расчет потерь выполняем аналогично расчета приведенного в разделе 2.2.1
Так как то условие выполняется.
Расчетные данные по сети с напряжением 660 заносим в таблицу 2.2
Таблица 2.2 - Расчетные данные потери напряжения в сети с напряжением 660В
№ п/п |
Наименование |
L, м |
R, Ом |
Х, Ом |
ДU, В |
|
1 |
Г.к КГЭШ 3х70 |
70 |
0,0188 |
0,004 |
5,56 |
|
2 |
М.к ЭТВ 3х95 |
50 |
0,029 |
0,0117 |
11,9 |
|
3 |
КТСВП 630/6-1,2 |
- |
17,18 |
|||
Суммарные потери в сети |
34,6 |
2.3 Расчет кабельной сети по условию пуска
Для сети с напряжением 1140В.
Определим активное сопротивление трансформатора, приведённое к обмотке НН:
(19)
Определим полное сопротивление трансформатора, приведённое к обмотке НН:
(20)
Определяем индуктивное сопротивление трансформатора:
(21)
Определяем суммарное активное сопротивление трансформатора и магистрального кабеля:
(22)
Определяем суммарное индуктивное сопротивление трансформатора и магистрального кабеля:
(23)
Так как на расчетном участке потребитель является единичным, то падение напряжения предшествующее запуску электродвигателя на шинах РПП рассчитывать не будем.
Определим напряжение на двигателе конвейера при пуске с учётом пускового тока двигателя .= 1543 А и .= 0,89:
(24)
где R и Х - соответственно суммарное активное и индуктивное сопротивление цепи от трансформатора до зажимов пускаемого двигателя, Ом
(25)
(26)
Отношение пускового напряжения к номинальному должно быть больше или равно 0,8
(27)
Условие выполняется.
Для сети с напряжением 660В.
Определим активное сопротивление трансформатора, приведённое к обмотке НН:
Определим полное сопротивление трансформатора, приведённое к обмотке НН:
Определяем индуктивное сопротивление трансформатора:
Определяем суммарное активное сопротивление трансформатора и магистрального кабеля:
Определяем суммарное индуктивное сопротивление трансформатора и магистрального кабеля:
Определим суммарную установленную мощность токоприёмников участка без пускаемых двигателей конвейера:
Ток в магистральном кабеле определим по следующей формуле:
Определяем потерю напряжения в гибком кабеле:
где - средневзвешенный коэффициент мощности электродвигателей, кроме пускаемых:
Определим напряжение на двигателе перегружателя при пуске с учётом пускового тока двигателя .= 1943 А и .= 0,89:
Значения сопротивлений R и Х определим суммированием найденных выше значений R и Х и соответствующих сопротивлений гибкого кабеля комбайна:
Отношение пускового напряжения к номинальному должно быть больше или равно 0,8
Условие выполняется.
3. Расчет тока короткого замыкания в участковых электрических сетях
Расчёт токов короткого замыкания сети участка произведём по методу базисных напряжений. Для этого воспользуемся схемой электроснабжения участка и схемой замещения.
Рисунок 2 - Схема замещения сети с напряжением 1140В
Найдем ток к. з. в точке К1 (АВ трансформатора КТСВП - 630). Активное сопротивление трансформатора по формуле 19:
Индуктивное сопротивление трансформатора находим по формуле:
(28)
Ток трёхфазного к. з. в точке К1:
(29)
Ток двухфазного к. з. в точке К1:
(30)
Ток трёхфазного и двухфазного к. з. в точке К2
Ток трёхфазного и двухфазного к. з. в точке К3
Полученные значения занесем в таблицу 3.1
Таблица 3.1 - Расчетные значения двухфазного и трехфазного К.З. сети 1140В
Наименования точки на схеме |
R, Ом |
Х, Ом |
,кА |
,кА |
|
К1 |
0,017 |
0,08 |
7,336 |
8,471 |
|
К2 |
0,089 |
0,0819 |
4,932 |
5,696 |
|
К3 |
0,111 |
0,0898 |
4,201 |
4,852 |
|
К4 |
0,046 |
0,0917 |
5,770 |
6,663 |
|
К5 |
0,086 |
0,093 |
4,733 |
5,466 |
Расчет токов короткого замыкания сети 660В выполняется аналогично.
Результаты сведены в таблицу 3.2
Таблица 3.2 - Расчетные значения двухфазного и трехфазного К.З. сети 660В
Наименования точки на схеме |
R, Ом |
Х, Ом |
,кА |
,кА |
|
К1 |
0,018 |
0,066 |
5,042 |
5,823 |
|
К2 |
0,047 |
0,0747 |
3,953 |
4,544 |
|
К3 |
0,0658 |
0,0787 |
3,362 |
3,883 |
|
К4 |
0,0846 |
0,0791 |
2,978 |
3,439 |
|
К5 |
0,069 |
0,0773 |
3,329 |
3,844 |
Схема замещения сети с напряжением 660В приведена на рисунке 3.
Рисунок 3 - Схема замещения сети с напряжением 660В
4. Выбор коммутационной аппаратуры, средств и установок защиты
Коммутационную аппаратуру выбираем по номинальному напряжению сети, длительно протекающему току нагрузки, мощности потребителя, а также по максимальному току трехфазного к.з. который может возникнуть в защищаемом присоединении. Выбор автоматических выключателей:
I ном. I ф (31)
где Iном - номинальный ток выключателя; I ф - ток защищаемой сети, равный току в фидерном кабеле.
I о.а 1,2 I(3)к.з.(32)
где Iо.а - предельно отключаемый ток автомата (действующее значение); I(3)к.з. - ток трехфазного к.з. на выводных зажимах (на зажимах моторной камеры) автомата.
Уставка тока максимального реле выключателя служит для защиты магистрали и выбирается:
I у I ном.п + Iном.(33)
где Iном.п - номинальный пусковой ток наиболее мощного электродвигателя подключенный к защищаемой сети; Iном. - сумма номинальных токов остальных токоприемников:
(34)
где - ток при двухфазном к.з. наиболее удаленной точке защищаемой сети.
Для защиты типа ПМЗ, встроенной в автоматические выключатели серии АВ или в распредустройства низкого напряжения трансформаторных подстанций, выбирается:
Iу = Кн [1,25Iп.ф + (Iнагр - Iном.max)(35)
где Кн - коэффициент надежности, Кн = 1,1 - 1,2; Iп.ф - фактический пусковой ток, самого мощного электродвигателя; Iнагр - ток нагрузки в магистральном (фидерном) кабеле; Iном.max - номинальный ток наиболее мощного электродвигателя.
Данные расчётов сведены в таблицу 4.
Таблица 4 - Технические данные электрооборудования уставки тока и срабатывания максимальной защиты аппарата
Потребитель |
Аппарат управления |
Встроенный автомат |
Iном., А |
Iфак, А. |
Uном., В |
Iо.а,А |
Уставки, А |
Проверки |
|||
Iу |
независимого расцепителя |
||||||||||
TV1.1 |
КТСВП630/6/1,2 |
А3792У |
400 |
199 |
1140 |
11000 |
2200 |
1600 |
1.93 |
2.01 |
|
TV1.2 |
КТСВП630/6/1,2 |
А3793Б |
400 |
227 |
1140 |
11000 |
2200 |
1800 |
1.65 |
2.4 |
|
РП1 |
АВ 400ДО2 |
А3792У |
400 |
199 |
1140 |
11000 |
1600 |
1400 |
2.18 |
2.54 |
|
РП1 |
АВ 400ДО2 |
А3792У |
400 |
227 |
1140 |
11000 |
1600 |
1600 |
1.73 |
2.47 |
|
TV1.1 |
КТСВП250/6/0,69 |
А3792У |
400 |
298 |
660 |
20000 |
2200 |
1800 |
3.4 |
2.1 |
|
РП1 |
АВ 400ДО1 |
А3792У |
400 |
298 |
660 |
20000 |
2200 |
1600 |
5.1 |
2.1 |
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Выбор трансформаторов и передвижных комплектных трансформаторных подстанций для электроснабжения участка карьера. Расчет сети и токов короткого замыкания в сети 6 кВ, приняв сопротивление системы ХС=0. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры.
контрольная работа [830,2 K], добавлен 09.03.2015Разработка принципиальной схемы электроснабжения микрорайона города. Расчет электрических нагрузок. Определение числа, мощности и мест расположения трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания и релейной защиты. Выбор коммутационной аппаратуры.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 15.02.2017Расчёт электрических нагрузок цеха. Оценка осветительной сети, выбор компенсирующего устройства. Определение мощности трансформатора, схемы цеховых электрических сетей переменного тока. Расчет токов короткого замыкания. Выбор защитной аппаратуры.
курсовая работа [360,3 K], добавлен 15.12.2014Выбор рода тока, напряжения и схемы внешнего и внутреннего электроснабжения. Выбор и расчет числа и мощности цеховых трансформаторов и подстанции, марки и сечения кабелей, аппаратуры и оборудования устройств и подстанций. Компенсация реактивной мощности.
курсовая работа [453,8 K], добавлен 08.11.2008Определение 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 18.06.2009Расчет электроснабжения участка разреза. Требования к схемам электроснабжения. Выбор подстанций и трансформаторов. Расчет электрических сетей, токов короткого замыкания, токов однофазного замыкания на землю в сети 6 кВ. Выбор защитной аппаратуры.
курсовая работа [182,9 K], добавлен 06.01.2013- Проектирование системы электроснабжения предприятия по изготовлению бетонных строительных материалов
Расчет электрических нагрузок. Построение схемы электроснабжения. Выбор сечения кабелей и шинопроводов. Проверка электрической сети на потери напряжения. Расчет токов короткого замыкания, защиты генераторов. Выбор основного электрооборудования.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 29.03.2016 Определение мощности трансформатора, его типа и количества для установки в помещении отопительной котельной. Расчет электрических и силовых нагрузок, токов короткого замыкания. Выбор кабелей питающих и распределительных линий, схемы электроснабжения.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 15.02.2017Расчет электрических нагрузок завода и термического цеха. Выбор схемы внешнего электроснабжения, мощности трансформаторов, места их расположения. Определение токов короткого замыкания, выбор электрических аппаратов, расчет релейной защиты трансформатора.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 30.05.2015Определение мощностей трансформаторных понизительных подстанций. Определение токов в кабелях при номинальном режиме работе. Проверка кабельной сети. Потери напряжения при перегрузке двигателя. Расчет токов короткого замыкания. Выбор уставок защиты.
курсовая работа [153,3 K], добавлен 14.01.2013