Главная База знаний "Allbest" Физика и энергетика Проектування трансформаторної підстанції механічного цеху

Проектування трансформаторної підстанції механічного цеху

Характеристика споживачів силової трансформаторної підстанції. Розрахунок і вибір компенсуючих пристроїв, вимірювальних трансформаторів, автоматичних високовольтних вимикачів, струмопроводів. Розрахунок струму короткого замикання і захисного заземлення.

Рубрика	Физика и энергетика
Вид	курсовая работа
Язык	украинский
Дата добавления	08.10.2014
Размер файла	103,1 K

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

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/

ЗМІСТ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

Вступ

Перелік скорочень

1. Вхідні дані на розробку курсового проекту

2. Характеристика споживачів, які будуть живитися від даної трансформаторної підстанції

3. Вибір місця встановлення трансформаторної підстанції та числа трансформаторів на ній

4. Розрахунок елементів трансформаторної підстанції

4.1 Вибір компенсуючих пристроїв

4.2 Вибір потужності силових трансформаторів підстанції

4.3 Розрахунок і вибір високовольтних вимикачів на шинах 6-10 кВ

4.4 Вибір струмопроводів трансформаторної підстанції

4.5 Розрахунок струму короткого замикання

4.6 Розрахунок і вибір автоматичних вимикачів на шинах 0,4-0,23 кВ

4.7 Розрахунок і вибір вимірювальних трансформаторів

5. Розрахунок захисного заземлення

Висновок

Література

ВСТУП

Проблеми раціонального розподілення електроенергії на промислових підприємствах які на сьогодні є основними споживачами електроенергії в Україні, набувають істотного значення. Ці завдання ускладнюються постійно зростаючими вимогами до якості електроенергії та до надійності електропостачання особливо на підприємствах з високим ступенем автоматизації.

Безперервність та взаємозв'язок процесів виробництва, передачі і споживання електроенергії, відсутність єдиного рішення, виявлення цілої області прийнятих рішень вимагає створення, яка б могла адаптувати споживачів електроенергії до нестабільних умов розвитку енергосистеми з мінімальними витратами.

Темою даного курсового проекту є ,,Проектування трансформаторної підстанції механічного цеху”. В курсовому проекті ми розраховуємо і вибираємо компенсуючі пристрої, силову трансформаторну підстанцію, вимірювальні трансформатори, високовольтні вимикачі та вимикачі напруги 0,4 кВ. Також розраховуємо і вибираємо перерізи кабелів і проводів живлячих мереж.

ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ

БК - блок керування

БТМ - блок трансформатор - магістраль

ВН - висока напруга

ГПП - головна понижувальна підстанція

ЕУ - електроустановка

КЗ - коротке замикання

КЛ - кабельна лінія

КТП - комплектна трансформаторна підстанція

КУ - компенсаційна установка

НН - низька напруга

ПЗ - пояснювальна записка

РК - розрахунковий коефіцієнт

РП - розподільний пункт

ТП - трансформаторна підстанція

XX - холостий хід

ЦЕП - цехове електропостачання

ЦРП - цеховий розподільний пункт

РШ - розподільча шафа

1. ВИХІДНІ ДАНІ

Навантаження механічного цеху складається з шести розподільчих пунктів, шостий розподільчий пункт живить систему вентиляції. Номінальні потужності розподільчих пунктів , коефіцієнт cosц та tgц приведені в таблиці 1.1

Таблиця 1.1

Вихідні дані

№ розподільчого пункту	Р_ном, кВт.	Коефіцієнт використання	cosц	tgц	К_мах
РП1	18	0,17	0,65	1,16	2,6
РП2	20	0,17	0,65	1,16	2,6
РП3	15	0,17	0,65	1,16	2,6
РП4	25	0,17	0,65	1,16	2,6
РП5	17	0,17	0,65	1,16	2,6
РП6	10	0,65	0,7	1,02	2,6

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СПОЖИВАЧІВ, ЯКІ БУДУТЬ ЖИВИТИСЯ ВІД ДАНОЇ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ

Механічний цех відноситься до основного виробництва. В цеху обробляються деталі з металу на металообробних верстатах токарної, фрезерної, свердлильної, стругальної і шліфувальної груп. Також в цеху знаходяться зварювальні трансформатори за допомогою яких виконуються з'єднання металевих елементів деталей методом зварювання. Відповідно до санітарно-гігієнічних норм в цеху передбачена вентиляція яка являє собою систему витяжок і вентиляторів.

Доставка заготовок і деталей виконується кран-балками і автокарами, обладнання цеху розташовано так, щоб був вільний проїзд для автокарів.

Освітлення цеху виконується в денний час через вікна у вечірній час за допомогою світильників УПДДРЛ і ртутними лампами високого тиску ДРЛ.

Живлення електричного обладнання цеху виконується змінним струмом з частотою 50 Гц на напругу 380 В. Мережа освітлення працює на змінному струмі 50 Гц і напругою 380 В.

Для живлення силових споживачів використовують радіальну, магістральну або мішану схему.

Радіальна схема - це схема за якою кожен споживач живиться за своєю окремою лінією дана схема надійна тому що кожна лінія захищена своїм вимикачем і при пошкоджені з ладу виходить тільки один споживач.

Магістральна схема - це схема при якій всі споживачі живляться однією лінією ця схема є більш економною але менш надійна тому що при виході з ладу одного споживача відключаються всі споживачі.

Мішана схема - це схема яка дозволяє підключати частину споживачів з радіальною схемою і частину з магістральною схемою.

Споживачі даного цеху живляться за радіальною схемою оскільки вона більш надійна.

3. ВИБІР МІСЦЯ ВСТАНОВЛЕННЯ ТРАНСХОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ ТА ЧИСЛА ТРАНСФОРМАТОРІВ НА НІЙ

Вибір типу та числа трансформаторів та місця розташування трансформаторної підстанції повинно бути обумовлено величною і характером електричний навантажень, категорією надійності споживачів, розташування навантажень на плані цеху, а також виробничими архітектурно-будівельними та експлуатаційними вимогами. Кількість трансформаторів на підстанції залежить від категорії надійності живлення споживачів.

Розрізняють три категорії надійності споживачів:

До першої категорії відносяться споживачі перерва в електричному живленні яких може привести до людських жертв виходу з ладу дорогого обладнання, або масовому браку продукції такі споживачі живляться від двох незалежних джерел живлення і час переключення складає час автоматичного включення резерву (АВР).

До другої категорії відносяться споживачі перерви живлення в яких приводить до масового недоотпуску продукції і до простої великої кількості робочих місць або порушенню нормальної життєдіяльності великої кількості людей, живлення споживачів другої категорії виконується від двох трансформаторів підстанції і час відключення - час включення резерву черговим електриком.

До третьої категорії відносяться споживачі допоміжних цехів, сільськогосподарського виробництва та не великих населених пунктів живлення споживачів третьої категорії живлення виконується від одно трансформаторної підстанції перерва в живлені на час ремонту або заміни трансформатора але не більше двадцяти чотирьох годин.

Механічний цех відноситься до другої категорії, тому що споживачі в перерви живлення приводить до масового недоотпуску продукції і до простою великої кількості робочих місць.

Трансформаторні підстанції можуть бути окремо збудованими, прибудованими - вони мають одну спільну стіну з цехом, вбудовані - вони знаходяться в середині робочого корпусу. В даному курсовому проекті ми беремо прибудовану трансформаторну підстанцію.

Для розрахунку трансформаторної підстанції необхідно знати силові навантаження підстанції: змінну потужність, максимальну потужність і максимальний струм.

Змінна потужність це потужність споживачів за найбільш навантажену зміну одна зміна вісім годин.

силовий трансформаторний високовольтний струмопровід

4. РОЗРАХУНОК ЕЛЕМЕНТІВ ТРАНСФОРМАТОРНОЇ ПІДСТАНЦІЇ:

4.1 Вибір компенсуючих пристроїв

Установка БК в мережах напругою до 1000 В дозволяє знизити потужність трансформаторів цехової ТП або зменшити навантаження живлячих ліній, підключають БК до шинопроводів або до силових РП.

Визначаємо активну змінну потужність кожної РП за формулою:

Р_зм = К_вЧР_ном, (4.1.1)

де Р_зм - активна змінна потужність кожної РП, кВт;

К_в - коефіцієнт використання;

Р_ном - активна потужність кожної РП, кВт.

Проводимо розрахунок для РП1

Р_зм = 0,17Ч18 = 3,06 кВт.

Визначаємо реактивну потужність кожної РП, підключеної до даної шини за формулою:

Q_зм = Р_змЧtgц, (4.1.2)

де Q_зм - реактивна змінна потужність кожної РП, підключених до даної шини, кВАр;

tgц - тригонометрична функція від cosц;

Р_зм - активна змінна потужність кожної РП, кВт.

Проводимо розрахунок для РП1

Q_зм = 3,06Ч1,16 = 3,54 кВАр.

Визначаємо максимальну потужність за формулою:

Р_макс = К_максЧР_зм (4.1.3)

де Р_макс - активна максимальна потужність кожної РП, підключених до даної шини, кВт;

К_макс - коефіцієнт максимума;

Р_зм - активна змінна потужність кожної РП, кВт

Проводимо розрахунок для РП1

Р_макс = 2,6Ч3,06 = 7,9 кВт.

Визначаємо активну максимальну потужність за формулою:

Q_макс = 1,1Ч?Q_зм (4.1.4)

де Q_макс - максимальна реактивна потужність кожної РП, підключених до даної шини, кВАр;

Q_зм - реактивна зміна потужність кожної РП, підключених до даної шини, кВАр;

?Р_зм - активна змінна потужність всіх РП, підключених до даної шини кВт. ?Q_зм - реактивна зміна потужність всіх РП, підключених до даної шини, кВАр; Проводимо розрахунок для РП1

Q_макс = 1,1Ч 3,54 = 3,89 кВАр.

Розрахунком інших розподільчих пунктів проводимо аналогічно і результати завдань зводяться в таблицю 4.1.1

Таблиця 4.1.1

Розрахунок силових навантажень

№ Розподільчого пункту	Р_ном, кВт	К_в	cosц	tgц	Змінна потужність	К_макс	Максимальна потужність
					Р_зм, кВт	Q_зм, кВАр		Р_макс, кВт	Q_макс, кВАр
РП1	18	0,17	0,65	1,16	3,06	3,54	2,6	7,95	3,89
РП2	20	0,17	0,65	1,16	3,4	3,94	2,6	8,84	4,33
РП3	15	0,17	0,65	1,16	2,55	2,95	2,6	6,63	3,24
РП4	25	0,17	0,65	1,16	4,25	4,93	2,6	11,05	5,42
РП5	17	0,17	0,65	1,16	2,89	3,35	2,6	7,51	3,68
РП6	10	0,65	0,7	1,02	6,5	6,63	2,6	16,9	7,29
Всього					22,65	25,34		58,88	27,85

Визначаємо фактичний tg ц_м кута за формулою:

tg ц_м = ?Q_макс / ?Р_макс, (4.1.5)

де ?Р_макс - активна максимальна потужність всіх РШ підключених до даної шини, кВт;

?Q_макс - реактивна максимальна потужність всіх РШ, підключених до даної шини, кВАр;

tg ц_м1 = 11,46/23,42 = 0,48

tg ц_м2 = 16,39/35,46 = 0,46

Визначаємо потужність яку потрібно компенсувати за формулою:

Q_к = ?Р_мак [(tg ц_м - tg ц_е)], (4.1.6)

де ?Р_мак - максимальна потужність навантажень всіх РШ підключених до даної шини, кВт;

tg ц_м - фактичний tg кута, що відповідає навантаженню Р_мак і Q_мак

tg ц_е - оптимальний tg кута, що надається від енергосистеми.

Q_к1 = 23,42[(0,48 - 0,292)] = 4,40

Q_к2 = 35,46[(0,46 - 0,292)] = 5,95

Оскільки потужність яку необхідно компенсувати дуже мала то комплектні конденсаторні установки не ставимо.

4.2 Вибір потужності силових трансформаторів підстанції

Загальне навантаження на шинах підстанції визначається складанням розрахункового силового і освітлювального навантаження. Розрахункове реактивне навантаження на шинах підстанції при наявності компенсації визначається з урахуванням сумарної потужності всіх батарей конденсаторів, підключених на напругу 0,4 кВ до вузлів живлення.

Потужність силового трансформатора вибирається на основі середнього і максимального навантаження цехової ТП і компенсації реактивної потужності при напрузі 380 В для нормального і аварійного режимів.

На двотрансформаторних підстанціях обидва трансформатори повинні в нормальному режимі нести повне навантаження. При виході із ладу одного трансформатора другий повинен прийняти на себе все навантаження підстанції, з вимиканням усіх споживачів 3-ї категорії надійності та з урахуванням допустимого перевантаження до - 40% більше номінальної потужності.

В нормальному режимі роботи коефіцієнт завантаження трансформатора приймається: при наявності споживачів 1-ї категорії надійності - 0,65-0,7; другої категорії - 0,7-0,8; 3-ї категорії - 0,9-0,95.

Число і потужність трансформаторів вибирається за графіком навантажень споживача і за підрахованими величинами середньої і максимальної потужності, якщо нема графіка навантажень споживача, потужність трансформаторів вибирають на основі розрахункового максимального навантаження.

Для промислових підприємств час максимального

навантаження припадає на першу зміну (окрім специфічного виробництва) і складає 8 годин.

Середньодобове навантаження 8ср. споживачів першої та другої категорії складає 75% від максимального навантаження і визначається за змінним навантаженням, за формулою:

S_ср = (4.2.1)

де S_ср - повна середня потужність всіх РП, підключених до даної шини, кВА

?Р_зм - активна змінна потужність всіх РП, підключених до даної шини, кВт

?Q_зм - реактивна змінна потужність всіх РП, підключених до даної шини, кВАр;

S_ср₁ = = 13,78 кВА.

S_ср₂ = = 20,20 кВА.

Максимальне навантаження на шинах складає:

S_мак = (4.2.2)

де S_макс - повна максимальна потужність всіх РП, підключених до даної шини, кВА

?Р_мак - активна максимальна потужність всіх РП, підключених до даної шини, кВт;

?Q_макс - реактивна максимальна потужність всіх РП, підключених до даної шини, кВАр;

S_мак1 = = 25,63 кВА.

S_мак2 = = 35,66 кВА.

Якщо за категорією надійності вибирається двотрансформаторна підстанція, то подальші розрахунки проводяться для шини з більшою потужністю навантаження і обидва трансформатори вибираються за цими розрахунками.

Визначаємо коефіцієнт заповнення графіка:

К_з.г.= S_ср / S_макс, (2.2.3)

де S_ср, S_макс середнє і максимальне навантаження трансформатора, кВА.

За значенням К_з.г. і часу максимуму t = 8 годин визначаємо коефіцієнт допустимого навантаження К_н. сторінка 222 мал. 5.48 [5]

К_з.г. = 33,98/65,13 = 0,52

Номінальна потужність трансформатора:

S_ном.р = S_макс / К_н, (2.2.4)

де S_ном.р - номінальна розрахункова потужність трансформатора, кВА;

S_мак - максимальна потужність всіх РП, підключених до однієї шини, кВА

К_н = 1,17

S_ном.р = 65,13/1,17 = 55,66 кВА.

Вибираємо тип трансформатора ТМЗ-63/10/0,4.

Коефіцієнт завантаження в нормальному режимі визначається за формулою:

К_з.т = S_макс / nЧS_ном, (2.2.5)

де n - кількість тр ансформаторів на підстанції,

S_ном - номінальна паспортна потужність вибраного типу трансформатора, кВА

К_з.т = 65,13/ 2Ч63 = 0,51

Для двотрансформаторної підстанції перевіряємо вибраний тип трансформатора на роботу в аварійному режимі. При відключенні одного трансформатора в період максимуму, допустиме навантаження на робочій трансформатор дорівнює 140%.

1,4ЧS_ном = 0,75ЧS_макс

де S_ном - номінальна паспортна потужність вибраного типу трансформатора;

S_макс - максимальна потужність всіх РП підключених до двох шин підстанцій 0,4-0,23кВ.

1,4Ч55,66 = 0,75Ч35,66; 77,92 ? 26,74

Нерівність виконується трансформатори вибрано вірно.

4.3 Розрахунок і вибір високовольтних вимикачів на стороні 6 - 10 кВ

Вибір високовольтних вимикачів та роз'єднувачів виконується за умов:

- в залежності від місця встановлення ( внутрішнє або зовнішнє);

- за номінальною напругою:

U_ном ? U_роб, (4.3.1)

де U_ном - номінальна напруга апарата за каталогом, кВ;

U_роб - робоча напруга приєднання, де буде встановлено апарат, кВ;

- за номінальним струмом:

І_ном ? І_роб, (4.3.2)

де І_ном - номінальний струм апарата за каталогом, А;

І_роб - робочий струм приєднання, де буде встановлено апарат, кА:

для вимикачів на лінії:

І_роб =n Ч S_ном Ч К_з.т / U_н, (4.3.3)

де S_ном - номінальна повна потужність трансформатора, кВА;

К_{з т}. - коефіцієнт завантаження трансформатора;

U_ном - напруга на вводі трансформаторної підстанції, кВ;

n - кількість трансформаторів на підстанції;

І_роб = 2 Ч 63 Ч 0,51 /Ч 10 = 3,71 А

для вимикачів між секціями:

І_роб = S_ном Ч К_з.т / U_н, (4.3.4)

де S_ном - номінальна повна потужність трансформатора, кВА;

К_{з т}. - коефіцієнт завантаження трансформатора;

U_ном - напруга на вводі трансформаторної підстанції, кВ;

І_роб = 63 Ч 0,51 / Ч 10 = 1,85 А

Вибираємо вимикач типу ВММ-10

І_ном, кА	І_відкл, кА	І_уд, кА	Час,с	Маса,т
			відкл.	вкл.	паузи АПВ	загальна	масла
0,2	10	25	0,12	0,2	0,5	0,10	0,004
0,2	10	25	0,12	0,2	0,5	0,10	0,004

Перевірка вибраних апаратів здійснюється за умов:

- перевірка на динамічну стійкість:

і_дин ? і_у, (4.3.5)

де і_дин - амплітудне значення струму динамічної стійкості за каталогом, кА;

і_у - миттєве значення струму короткого замикання в точці приєднання, де буде встановлено апарат, кА; 25 ? 0,96

і_у = Ч К_у Ч І_к.з., (4.3.6)

де К_у - ударний коефіцієнт, визначається як К_у =1,3 для трансформаторів 630- 1000 кВА; К_у =1,2 для трансформаторів 100 - 400 кВА;

і_у = Ч 1,2 Ч 0,57 = 0,96 кА.

І_к.з =S_к / Ч U_н, (4.3.7)

де S_к - струм к.з. на стороні 6-10 кВ трансформаторної підстанції, МВА;

U_ном - номінальна напруга високої сторони трансформаторної підстанції, кВ.

І_к.з = 10 / Ч 10 = 0,57 Ч = 570 А

- перевірка на термічну стійкість:

Ч ? , (4.3.8)

де - струм термічної стійкості апарата за каталогом для вибраного вимикача, кА²

- час проходження струму термічної стійкості апарата за каталогом, с;

- тепловий імпульс струму К.З. для відповідного приєднання за розрахунком, кА² * с.

Ч 0,12 = 12

= Ч, (4.4.9)

де І_к.з - струм короткого замикання на високій стороні, кА;

= Ч= 0,03 кА² * с.

12 ? 0,003

Вибрані високовольтні вимикачі також перевіряються за номінальним струмом відключення та за номінальною потужністю відключення:

І_{ном.откл.} ? І_к.з, (4.4.10)

де І_{ном.откл.} - номінальний струм відключення вимикача, кА;

І_к.з - струм короткого замикання, кА; 10 ? 0,57

S_ном ? S_к, (4.4.11)

де S_ном - номінальна потужність відключення вимикача, МВА;

S_к - потужність струму короткого замикання, МВА.

63 ? 10 Ч

Нерівність виконується, автоматичний вимикач вибрано вірно.

Результати вибору високовольтних апаратів слід занести до таблиці 4.3.1

Таблиця 4.3.1

Вибір захисної апаратури на шинах 10-6 кВ

Найменування елемента	Тип апарата	Співвідношення паспортних та розрахункових даних
		U_ном/U_р_обкВ	І_ном/І_роб, А	і_дин/і_у, кА	Ч/	І_{ном.откл.}/І_к.з, кА	S_ном/S_к, МВА
Автоматичний вимикач на лінії	ВММ-10	10/10	0,2/3,71	0,96/25	12/0,03	10/0,57	63/10
Автоматичний вимикач між секціями	ВММ-10	10/10	0,2/1,85	0,96/25	12/0,03	10/0,57	63/10

4.4 Вибір струмопроводів трансформаторної підстанції на стороні 6-10 кВ

Трансформаторна підстанція живиться від енергетичної системи кабельною лінією напругою в 6 кВ або 10 кВ.

Визначаємо розрахунковий струм кабельної лінії при живленні трансформатора, за формулою:

І_р = n Ч S_ном Ч К_з.т / U_н, (4.4.1)

де S_ном - номінальна повна потужність трансформатора, кВА;

К_{з т}. - коефіцієнт завантаження трансформатора;

U_н - напруга на вводі трансформаторної підстанції, кВ;

n - кількість трансформаторів на підстанції.

І_р = 2 Ч 63 Ч 0,51 / 10 = 3,71 А

Допустимий струм 75 А і тоді переріз буде 16 мм²^;3,71 ? 75

Перевіряємо вибраний переріз кабелю на динамічну стійкість до струмів короткого замикання.

S_мін = І_к.з Ч / C, (4.4.2)

де І_к.з - струм короткого замикання, розрахований в розділі 5.4.2, кА

t - час спрацьовування захисту, 0,3с

С - коефіцієнт, що відповідає різниці тепла, яке виділяється у провіднику до короткого замикання і після нього . Для алюмінієвих жил С = 85

S_мін = 570 Ч / 85 = 4 мм²

4 ? 16

Оскільки вибраний переріз 4 мм² задовольняє умовам термічної стійкості, тому беремо переріз 16 мм².

4.5 Розрахунок струму короткого замикання

В електричному устаткуванні можуть виникати різні види короткого замикання, що супроводжуються різким зростанням струму. Тому електроустаткування, що встановлюється на трансформаторній підстанції та в системах електропостачання, повинно бути стійким до струмів короткого замикання.

Розрахунок струмів короткого замикання (КЗ) рекомендується виконувати у такому порядку:

1. На схемі електропостачання визначаються точки, для яких розраховуються струм КЗ: шини РУ, кінці живлячої ліній, виходи ліній із РУ.

2. Складається розрахункова схема, яка є частиною схеми електропостачання, за якою у нормальному режимі від джерела живлення в розрахункову точку протікає струм КЗ. На розрахунковій схемі вказуються характеристики усіх її елементів (ліній, трансформаторів і т.д.)

3. На основі розрахункової схеми складається схема зміщення, де елементи схеми позначені у вигляді опорів. Опори можуть визначатись у відносних одиницях або в омах. Опори на схемі нумеруються у вигляді дробу (у чисельнику записується порядковий номер опору, у знаменнику - величина опору)

4. Визначаються базисні величини: потужність, напруга і струм.

5. Схема заміщення перетворюється ("згортається") і приводиться до одного результуючого опору, для якого і визначається струм і потужність КЗ.

Існує декілька способів розрахунку струмів короткого замикання. В даному проекті проводимо розрахунок струмів короткого замикання на шинах низької напруги трансформаторної підстанції.

Під час розрахунку повинні враховуватись активні опори мережі короткого замикання. Потужність системи необмежена і напруга на стороні вищої напруги трансформатора постійна. Для проведення розрахунку необхідно знати тип вимикача і тип трансформатора.

Знаходимо опір системи:

Х_с = U²_ном / S_відкл, (4.5.1)

де U_ном - номінальна напруга низької сторони, кВ;

S_відкл - номінальна потужність відключення високовольтного вимикача, МВА

Х_с = / 100 = 0,0016 мОм.

Знаходимо опір трансформатора у відносних одиницях:

г*т = ДР / S_ном.т, (4.5.2)

Х*т = , (4.5.3)

де ДР - втрати потужності в міді, Вт

S_ном.т - потужність трансформатора, кВА

U - номінальна напруга низької сторони, кВ

г*т = 3,7 / 63 = 0,05

Х*т = = 0,39

Визначаємо опір трансформатора, приведений до напруги 0,4 кВ:

Хт = Хо*( U²_ном / S_ном), (4.5.4)

r_т = г*т(U²_ном / S_ном), (4.5.5)

Активний опір шин го = 0,06 Ом/м при L = 250 мм з питомим опором

Хо = 0,179 Ом/м,

Хт = 0,179 * (0,4² / 63) = 0,006 мОм.

r_т = 0,05 Ч (0,4² / 63) = 1,0^-4 = 0,1мОм.

Визначаємо сумарний активний і реактивний опір ланцюга короткого замикання (без врахування опору кабелю напругою до 1000 В):

?Х=Х_т+Х_ш+Х_с, (4.5.6)

де Х_т опір трансформатора, мОм

Х_ш.опір шин, мОм;

Х_с, - опір системи, мОм;

?Х=0,006+0,015+0,0016 = 0,022 мОм.

?r = r_т + r_а + r_ш

де r_т - опір трансформатора, мОм

r_а - перехідний опір автомата, мОм

r_ш - перехідний опір на шині в точці к.з, мОм

?r = 0,1 + 15 + 0,015 = 15,11 мОм.

Визначаємо повний опір ланцюга короткого замикання

Z_? = (4.5.8)

де Z_? - повний опір ланцюга короткого замикання, мОм;

?r - сумарний активний опір ланцюга короткого замикання, мОм;

?X - сумарний реактивний опір ланцюга короткого замикання, мОм.

Z_? = = 15.09 мОм.

Визначаємо струм короткого замикання:

І_кз = U_ном.т / ( Ч Z_?), (4.5.9)

І_кз = 400 / ( Ч 15,09) = 15 кА

Визначаємо ударний струм:

і_у = Ч К_у Ч І_кз, (4.5.10)

і_у = Ч 1,2 Ч 0,015 = 25 кА

де Ку - ударний коефіцієнт, визначається як Ку = 1,3 для трансформаторів 630-1000 кВА; Ку = 1,2 для трансформаторів 100-400 кВА

Визначаємо діюче значення повного струму короткого замикання

І_у = І_к Ч , (4.5.11)

де І_у - діюче значення повного струму короткого замикання, кА.

І_к - струм короткого замикання, кА.

І_у = І_к Ч = 11 кА.

4.6 Розрахунок і вибір автоматичних вимикачів та запобіжників на стороні 0,4-0,23 кВ ТП

Розрахунок і вибір автоматичних вимикачів на шинах 0,4-0,23 кВ починається з визначення схеми живлення розподільчих шаф, що підключаються до даної шини трансформаторної підстанції.

За радіальною схемою живлення кожна розподільча шафа живиться за окремою лінією, тому автоматичний вимикач кожної лінії вибирається за сумарним номінальним струмом всіх споживачів підключених до даної шафи.

Якщо схема живлення магістральна і за однією лінією живляться декілька РШ, то автоматичний вимикач вибирається за сумарним номінальним струмом усіх споживачів підключених до всіх розподільчих шаф, які живляться даною лінією.

Для вибору захисної апаратури, що захищає РШ від струмів короткого замикання та від перевантаження необхідно знати номінальний струм всіх споживачів, що живляться від даної шафи.

І_ном = Р_ном / Ч U_ном Ч cosц Ч з, (4.6.1)

де І_ном - номінальний струм всіх споживачів кожної розподільчої шафи, А;

Р_ном - номінальна потужність всіх споживачів кожної розподільчої шафи, кВт;

U_ном - номінальна напруга розподільчої шафи, кВ;

Cos ц - коефіцієнт потужності;

з - коефіцієнт корисної дії

Проводимо розрахунок для РП1

І_ном = 18 / Ч 0,38 Ч 0,65 Ч 0,88 = 47,87 А.

Розраховуємо струм розчіплювана автоматичного вимикача:

І_роз. = І_ном./ k_поп, (4.6.2)

де І_роз. - струм розчіплювача автоматичного вимикача, А;

І_ном - номінальний струм всіх споживачів РП, А;

К_поп - тепловий коефіцієнт поправки 0,85

Проводимо розрахунок для РП1

І_роз. =47,87 / 0,85 = 56,31 А.

Вибираємо за струмом розчіплювача автоматичний вимикач, так щоб виконувалась нерівність:

Вибираємо вимикач типу ВА88-33 з І_{роз.ном}=63А.

І_роз ? І_{роз .ном} (4.6.3)

де І_роз _.ном - струм розчіплювача вибраного за каталогом вимикача, А.

56,31 ? 63

Встановлюємо неможливість спрацювання автоматичного вимикача в процесі запуску електроприводу споживача з максимальною потужністю, підключеного до даної РП.

Визначаємо пусковий короткочасний струм споживача з максимальною потужністю, підключеного до даної РП:

І_пус. = k_пусЧІ_ном, (4.6.4)

де k_пус - коефіцієнт пуску споживача з максимальною потужністю

І_ном - номінальний струм споживача з максимальною потужністю, підключеного до даної РП, А.

Проводимо розрахунок для РП1

І_пус. = 6 Ч 47,87 = 287

Визначаємо струм миттєвого спрацьовування автоматичного вимикача, А:

І_ср.ел. = k_н Ч І_кор, (4.6.5)

де І_кор - короткочасний струм споживачів, підключених до даної РП, А;

k_н - коефіцієнт неточності спрацьовування відсічки, k_н =1,25;

Проводимо розрахунок для РП1

І_ср.ел. = 1,25 Ч 287 = 358 А.

Перевіряємо вибраний автоматичний вимикач, на неможливість спрацювання в процесі запуску електроприводу споживача з максимальною потужністю, підключеного до даної РП. Повинна виконуватись нерівність:

І_ср.ел? І_{ср.ел .ном.}, (4.6.6)

де І_{ср.ел .ном}- струм миттєвого спрацьовування вибраного за каталогом вимикача, А; 358 ? 1600

Перевіряємо вибраний автоматичний вимикач, на спрацювання при короткому замиканні на шині трансформаторної підстанції. Повинна виконуватись невірність:

І_к.з ? І_{ср.ел .ном.}, (4.6.7)

де І_{ср.ел .ном} - струм миттєвого спрацьовування вибраного за каталогом вимикача, кА;

І_к.з - струм короткого замикання низької сторони підстанції, розрахований в розділі 5.4.7, кА;

1500 ? 1600

Вибираємо запобіжник для захисту трансформатора на підстанції.

ПН2 - 400 U_ном=380 В, струм плавкої вставки І_ном = 400А.

Визначаємо струм плавкої вставки запобіжника:

І_вс ? І_кор, (4.6.8)

де І_кор - короткочасний струм споживачів , підключених до всіх РП трансформаторної підстанції, А;

а - коефіцієнт зниження пускового струму, для легкого пуску а = 2,5.

200 ? 164

Розрахунком інших обчислень для розподільчих пунктів проводимо аналогічно і результати завдань зводяться в таблицю 4.5.1

Таблиця 4.5.1

№ РП

І_ном,А

І_роз,А

І_{роз .ном},А

І_роз ? І_{роз .ном}

І_пус

І_ср.ел, А

І_ср.ел? І_{ср.ел .ном}

І_к.з ? І_{ср.ел .ном}

І_вс ? І_кор

Тип вимикача

Тип запобіжника

РП1

47,87

56,31

56,31 ? 63

287

358

358 ? 1600

15000 ? 1600

200 ? 164

ВА88-33

ПН2-400

РП2

53,18

62,56

62,56 ? 63

319

398

398 ? 1600

15000 ? 1600

ВА88-33

ПН2-400

РП3

39,89

46,92

46,92 ? 50

299

373

373 ? 1600

15000 ? 1600

ВА88-33

ПН2-400

РП4

66,48

78,21

78,21 ? 80

398

497

497 ? 1600

15000 ? 1600

200 ? 186

ВА88-33

ПН2-400

РП5

45,20

53,17

53,17 ? 63

271

338

338 ? 1600

15000 ? 1600

ВА88-33

ПН2-400

РП6

24,69

29,04

29,04 ? 32

148

185

185 ? 1600

15000 ? 1600

ВА88-33

ПН2-400

4.7 Розрахунок і вибір вимірювальних трансформаторів

Вибір та перевірка вимірювальних трансформаторів струму на шинах 0,4-0,23 кВ

Обираємо трансформатор типу ТПЛ-10.Струм первинної обмотки 200 А,термічна стійкість 45 кА, час проходження струму термічної стійкості за каталогом 3с, динамічна стійкість 175 кА,вимір обмоток S_ном = 10 кВ.

Вибір вимірювальних трансформаторів струму виконується за умов:

- в залежності від місця встановлення ( внутрішнє або зовнішнє);

- за номінальною напругою:

U_ном ? U_роб (4.7.1)

де U_ном - номінальна напруга трансформатора за каталогом, кВ;

U_роб - робоча напруга приєднання, де буде встановлено трансформатор струму, кВ; 10 ? 0,4

- за номінальним струмом:

І_ном ? І_{роб.макс}, (4.7.2)

де І_ном - номінальний струм трансформатора за каталогом, А;

І_{роб.макс.} - робочий максимальний струм приєднання, де буде встановлено трансформатор струму, кА.

139 ? 200

135 ? 200

Перевірка вибраного трансформатора струму на динамічну стійкість здійснюється за умов:

І_дин ? і_у, (4.7.3)

де І_дин - амплітудне значення струму динамічної стійкості, вибраного трансформатора струму за каталогом, кА;

і_у - миттєве значення струму короткого замикання в точці приєднання, де буде встановлено трансформатор струм,кА;

Перевірка на термічну стійкість виконується за умови:

I²t*t_t ? B_k, (4.7.4)

де I²_t - струм термічної стійкості вибраного трансформатора струму за каталогом, кА²;

t_t - час проходження струму термічної стійкості за каталогом, с;

В_к - тепловий імпульс струму К.З. для відповідного приєднання за розрахунком, кА²*С; 6075 ? 675

Знаходимо номінальне навантаження вторинної обмотки у заданому класі точності,Ом:

Z_н2 = U_ном / I_ном, (4.7.5)

де U_ном - номінальна потужність ,кВ

І_ном- номінальний струм вибраний за каталогом,А

10000 / 200 = 50

Перевірка виконується для одного приєднання за вказівкою викладача.

Для розрахунку значення Z₂ спочатку слід скласти схеми підключення приладів до вторинної обмотки трансформаторів струму, потім визначити опір обмоток приладів, реле, проводів і контактів.

Навантаження на вторинну обмотку трансформаторів струму розраховується за формулою:

Z₂ = Z_прил + Z_п_ров + Z_к, (4.7.6)

де Z_прил - сумма опорів приладів підключена до вторинної обмотки, Ом; опір токових обмоток приладів та реле:

Z_п_ров - опір з'єднувальних проводів між трансформатором струму та приладами,Ом.

для лічильників активної енергії Z_ла = 0,04 Ом

для лічильників реактивної енергії Z_лр = 0,02 Ом

для амперметра Z_а = 0,07 Ом

для реле струму Z_рст = 0,02 Ом

для реле диференційного захисту Z_рдз = 0,4 Ом

для реле напряму потужності Z_рнп = 0,4 Ом

Опір з'єднувальних проводів визначається за формулою:

Z_п_ров = , (4.7.7)

де L_p_оз - розрахункова довжина з'єднувальних проводів (рекомендується для РУ - 10 кВ приймати L_p_оз = 3-4 м)

г - питома провідність матеріалу проводу ( для міді г = 58 м/Ом мм²)

g - площа перерізу проводу, мм²

Z_к - опір перехідних контактів, який приймається 0,1 Ом.

Z_п_ров = = 0,02 Ом

Під час перевірки трансформаторів струму за класом точності повинна виконуватись умова:

Z_н2 ? Z₂, (4.7.8)

де Z_н2 - номінальне навантаження вторинної обмотки у заданому класі точності, Ом;

Z₂ - навантаження на вторинну обмотку, яке складають підключені до неї прилади, реле, з'єднувальні проводи та контакти, Ом.; 50 ? 1,97

Вибір та перевірка вимірювальних трансформаторів напруги на шинах 6-10кВ.

Вибір вимірювальних трансформаторів напруги виконується за умови:

- в залежності від місця встановлення ( внутрішнє або зовнішнє);

- за номінальною напругою:

U_ном ? U_роб, (4.7.9)

де U_ном - номінальна напруга трансформатора за каталогом, кВ;

U_роб - робоча напруга приєднання, де буде встановлено трансформатор напруги, кВ.; 10 ? 10

Вибраний трансформатор повинен бути перевірений за роботою в класі точності «0,5», тому, що до його вторинної обмотки підключені лічильники грошового розрахунку. Повинна виконуватись умова:

S_н2 ? S₂, (4.7.10)

де S_н2 - номінальна потужність трансформатора в класі точності «0,5», ВА;

S₂ - потужність, яку споживають прилади та реле, підключені до вторинної обмотки трансформатора, ВА; 640 ? 400

5. РОЗРАХУНОК ЗАХИСНОГО ЗАЗЕМЛЕННЯ

Виконуючи розрахунок заземлення трансформаторної підстанції напруг 6-10/0,4 кВ, необхідно визначити кількість електродів заземлення, що приварюються до сталевої полоси заземлення. Треба враховувати, що на стороні високої напруги нейтраль ізольована, на стороні низької напруги нейтраль глухо заземлена.

Розрахунок починаємо з визначення струму однофазного замикання на землю в мережі 6-10 кВ:

І₃= U_ном Ч (35 Ч L_каб + L_п), (5.1.1)

де U_ном - номінальна напруга високої сторони, кВ;

L_каб - довжина кабельної лінії, км;

L_п - довжина повітряної лінії, км.

10 Ч (35 Ч 0,2 + 0) = 70 А.

Визначаємо опір заземлюючого пристрою для високовольтної мережі при загальному заземлені:

R₃ = U_ном / І₃, (5.1.2)

де U_ном - номінальна напруга високої сторони, кВ;

І₃ - струму однофазного замикання на землю в мережі 6-10 кВ, А.

10 / 70 = 0,14 Ом.

В електроустановках з напругою до 1000 В з ізольованою і глухо заземленою нейтраллю опір заземлюючого устрою не повинен бути більш ні R ₃ = 4 Ом. Приймаємо менший опір заземлюючого пристрою при загальному заземлені.

Визначаємо величину питомого опору ґрунту, на якому стоїть трансформаторна підстанція:

?_опр = Р_зад Ч ш, (5.1.3)

де ?_зад - питомий опір ґрунту, Ом*см;

ш - коефіцієнт підвищення опору 1,4.

100 Ч 1,4 = 140 Ом.

Для заземлювачів вибирається прутковий електрод d = 12 мм і довжиною 5м, опір одного заземлювача, його опір:

R_опр = 0,00227 Ч ?_опр (5.1.4)

де з - коефіцієнт екранування (при відстані між електродами 10 м з = 0,8)

R₃ - опір заземлюючого пристрою, Ом;

R_опр - опір одного заземлювача, Ом.

0,00227 Ч 140 = 0.31 Ом.

Кількість вертикальних електродів заземлення визначається за формулою:

n = R_onp / з Ч R₃, (5.1.5)

де з - коефіцієнт екранування (при відстані між електродами 10 м з = 0,8)

R₃ - опір заземлюючого пристрою, Ом;

R_опр - опір одного заземлювача, Ом.

0,31 / 0,8 Ч 0,14 = 2,76 3 шт.

Мінімальна кількість електродів заземлення три штуки.

ВИСНОВОК

Втрати електроенергії на підприємстві виникають за рахунок неправильно вибраних типів і потужностей силових трансформаторів на підстанції. Якщо потужність силових трансформаторів завищена, то трансформатори будуть працювати в недовантаженому режимі при цьому частина електроенергії буде втрачатись. Тому трансформатори підстанцій вибирають так, щоб коефіцієнт навантаження був не менше 0,6. Також для втрат електроенергії вибирають найбільш сучасні типи трансформаторів.

Зменшення витрат електроенергії при роботі верстатів досягаються тим, що двигуни верстатів не працюють в режимі холостого ходу для цього необхідно вимикати верстати коли робітники йдуть на перерву або не має навантаження для даного верстату.

Збереження електроенергії за рахунок зменшення робочих годин мережі освітлення, для цього необхідно підтримувати у чистому стані вікна та використовувати сучасні схеми включення і виключення мереж освітлення з фотоелементами, які автоматично вмикають освітлення при зниженні загальної освітленості цеху і відключають освітлення при збільшенні загальної освітленості цеху. Дані шафи дозволяють вмикати і вимикати освітлення в режимі ручного управління.

Зменшення споживання електроенергії підприємствами також відбувається при використанні різних видів компенсуючи пристроїв, для цього на трансформаторних підстанціях встановлюють комплексуючи або використовують асинхронні двигуни, що працюють в режимі холостого ходу.

ЛІТЕРАТУРА

1. Василева П.О. Електропостачання. Суми: Університетська книга, 2008

2. Конюхов Е.А. Электроснабжение объектов. - М: Мастерство, 2009.

3. Мазепа С.С, Марущак Я.Ю. Електрообладнання промислових підприємств. - Львів: Магнолія плюс, 2010

4. Михайленко В.Є. Інженерна графіка. - Львів: Новий світ, 2002

5. Рудницький В.Г. Внутрішньоцехове електропостачання.- Суми: Університетська книга, 2009

6. Ванін В.В., Блок А.В. Оформлення конструкторської документації. - Навч. П. ДБН Державні будівельні норми - К.: Державний комітет України з будівництва та архітектури, 2011

8. ДСТУ. Система конструкторської документації. - К. Держкоммістобудування України, 2006

9. ДСТУ, СПДБ. Основні вимоги до робочої документації. - К. Держкоммістобудування України, 2009

10. Положення про організацію курсового проектування в коледжі. - Харків: ХМК, 2010

Размещено на Allbest.ru

курсовая работа "Проектування трансформаторної підстанції механічного цеху" скачать

Подобные документы

Розрахунок показників економічної ефективності проектування й розширення підстанції
Розрахунок навантаження для обмоток трансформаторів та струмів короткого замикання. Електроустаткування вимикачів, роз'єднувачів і трансформаторів власних потреб підстанції струму. Річна відпустка електроенергії, калькуляція собівартості її трансформації.

дипломная работа [215,2 K], добавлен 15.12.2010
Електропостачання населеного пункту з корівником на 600 голів на базі підстанції 35-10/0.4 кВ
Підрахунок електричних навантажень у населеному пункті: визначення допустимої втрати напруги; вибір трансформаторної підстанції; електричний розрахунок і вибір проводів при сумарних наведених економічних затратах; заземлення трансформаторної підстанції.

курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.02.2012
Проектування електричої підстанції напругою з 35/10 кВ
Вибір і обґрунтування схеми електричних з’єднань електричної підстанції. Розрахунок струмів короткого замикання. Вибір комутаційного обладнання та засобів захисту ізоляції від атмосферних перенапруг. Розрахунок заземлення та блискавко захисту підстанції.

курсовая работа [1,7 M], добавлен 27.04.2011
Вибір апаратури й устаткування розподільних пристроїв і трансформаторних підстанцій
Обґрунтування роду струму й напруги, схеми зовнішнього й внутрішнього електропостачання трансформаторної підстанції. Розрахунок електричних навантажень. Визначення числа й потужності цехових трансформаторів і підстанції. Вибір марки й перетину кабелів.

курсовая работа [490,9 K], добавлен 23.11.2010
Розробка оптимальної системи електропостачання термічного цеху
Вибір оптимальної схеми цехової силової мережі, розрахунок електричних навантажень, вибір кількості та потужності трансформаторів цехової підстанції. Вибір перерізу провідників напругою понад і до 1 кВ, розрахунок струмів короткого замикання і заземлення.

курсовая работа [844,7 K], добавлен 12.03.2015
Вдосконалення електричної схеми підстанції
Аналіз трансформаторної підстанції і її мереж на РТП 35/10 "Ломоватка", існуючих електричних навантажень. Електричні навантаження споживачів, приєднаних до існуючих мереж 10 кВ. Розрахунок необхідної потужності та вибір трансформаторів на підстанції.

курсовая работа [348,1 K], добавлен 20.03.2012
Розробка головної понижуючої підстанції 35/10 кВ для живлення металургійного заводу
Вибір потужностей понижуючих трансформаторів підстанції, їх навантажувальна здатність. Обгрунтування принципової електричної схеми. Розрахунок струмів короткого замикання. Компонування устаткування підстанції і конструкції розподільчих пристроїв.

курсовая работа [517,3 K], добавлен 15.03.2012
Електропостачання населеного пункту
Розрахунок електричних навантажень населеного пункту. Компенсація реактивної потужності. Визначення координат трансформаторної підстанції та аварійних режимів роботи мережі. Вибір апаратури захисту від короткого замикання, перевантаження та перенапруги.

курсовая работа [361,3 K], добавлен 07.01.2015
Проектування підстанції та вибір обладнання
Проектування підстанції ПС3, напругою 110/10 кВ. Обгрунтування вибору схеми електричних з’єднань з вищої та нижчої сторін, прийняття рішення щодо вибору обладнання і його компонування. Класифікація підстанцій. Розрахунок струмів короткого замикання.

курсовая работа [501,2 K], добавлен 22.04.2011
Розрахунок електричної частини ТЕС 1300 МВт
Вибір генераторів та силових трансформаторів. Техніко-економічне порівняння варіантів схем проектованої електростанції. Розрахунок струмів короткого замикання та захисного заземлення. Конструкція розподільчого пристрою. Вибір теплотехнічного устаткування.

дипломная работа [319,7 K], добавлен 08.04.2015

Другие документы, подобные "Проектування трансформаторної підстанції механічного цеху"

весь список подобных работ

скачать работу можно здесь

сколько стоит заказать работу?

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.