Расчет электроснабжения участка карьера
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.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 09.03.2015 |
| Размер файла | 830,2 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/
Кафедра информационных систем
Дисциплина «Электроснабжение горных предприятий»
Контрольная работа
Расчет электроснабжения участка карьера
|
№ варианта |
Экскаватор 1 |
Экскаватор 2 |
Буровой станок |
|
|
16 |
ЭШ-15.90А |
ЭКГ-4У |
СБШК-200 |
Таблица 1
Технические характеристики сетевых электроприемников экскаваторов
|
Тип экскаватора |
Мощность сетевого эл. Двигателя, КВт |
Номинальный ток, А |
Номинальное напряжение, В |
cosj |
Кратность пускового тока, |
Кратность пускового момента, |
Мощность трансформатора собственных нужд, кВт |
|
|
ЭКГ-8И |
520 |
63,5 |
6000 |
0,85(оп.) |
5,5 |
0,7 |
100 |
|
|
ЭКГ-6,3УС |
||||||||
|
ЭКГ-4У |
||||||||
|
ЭШ-15.90А |
1900 |
225 |
6000 |
0,85(оп.) |
5,3 |
0,9 |
2 х 400 |
|
|
ЭШ-20.75 |
Таблица 2
Выбор мощности ПКТП для буровых станков
|
Тип бурового станка |
Установленная мощность, кВт |
Коэффициент спроса, КС |
cosj |
Расчетная мощность, кВЧА |
Расчетный ток, А |
Мощность ПКТП, кВЧА |
||
|
380 В |
660 В |
|||||||
|
СБШК-200 |
295 |
0,7 |
0,7 |
295 |
451 |
260 |
400 |
Схемы электроснабжения участка карьера и электроснабжения участка на плане горных работ изображены на рис.1 и рис.2, соответственно.
1. ВЫБОР ПОДСТАНЦИЙ И ТРАНСФОРМАТОРОВ
Для передвижных комплектных трансформаторных подстанций напряжением 35-110/6-10 кВ номинальная мощность трансформаторов ПКТП определяется по коэффициенту спроса и номинальной мощности электроприемников, питающихся от этой подстанции. При этом должно быть соблюдено условие Sтр і SР.
Выбранная мощность трансформатора ПКТП проверяется на возможность нормального пуска сетевого двигателя удаленного от подстанции экскаватора.
При питании двигателя от отдельного трансформатора (блочная схема), мощность двигателя может составлять 80% мощности трансформатора.
Составим схему электроснабжения участка карьера (рис.2).
Исходные данные для расчета согласно таблицы (табл.1):
Рн1 = 295 кВт; cosjн1 = 0,7; Кс1 = 0,7;
Рн2 = 520 кВт; cosjн2 = 0,85 (опер.); Кс2 = 0,6;
Рн3 = 1900 кВт; cosjн1 = 0,85 (опер.); Кс3 = 0,6.
Определим расчетную мощность (кВА) трансформатора ПКТП по расчетной нагрузке и коэффициенту спроса для всех нагрузок:
РР1 = Кс1Ч Рн1 = 0,7Ч295 = 206,5 кВт, QР1 =202 кВЧА
РР2 = Кс2Ч Рн2 = 0,6Ч520 = 312 кВт, QР2 =-390 кВЧА
РР3 = Кс3Ч Рн3 = 0,6Ч1900 = 1140 кВт, QР1 =-1425 кВЧА
Расчетная нагрузка по участку в целом:
Выбираем трансформатор типа ТМН мощностью 2500 кВ?А , установленный на передвижной комплектной трансформаторной подстанции 35/6 кВ.
Основные параметры масляного трансформатора ТМН-2500/35
|
Номинальная мощность, |
2500 |
|
|
Номинальное высшее напряжение, |
35 |
|
|
Номинальное низшее напряжение, |
6,3 |
|
|
Напряжение короткого замыкания, |
6,5 |
|
|
Потери холостого хода в стали при нормальном напряжении, Рхх ,кВт |
6,2 |
|
|
Потери при коротком замыкании, Ркз , кВт |
25 |
Так как на участке имеются низковольтные электропотребители (буровой станок СБШК-200, который имеет расчетную активную мощность РР=206,5 кВт), то необходимо выбрать источник питания для этих потребителей.
Мощность трансформатора определяется:
, кВЧА
где cosjР - средневзвешенное значение коэффициента мощности группы электроприемников. Принимаем cosjР = 0,6-0,7. Тогда:
Принимаем передвижную комплектную трансформаторную подстанцию 6/0,4 кВ ПСКТП-400/6 (Приложение 1, табл.1), имеющую сухой трансформатор, мощностью 400 кВЧА.
2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ
2.1 Выбор сечений проводников
Сечения воздушных и кабельных линий напряжением до и выше 1000 В следует выбирать по нагреву токами нагрузки с последующей проверкой по экономической плотности тока (только ЛЭП напряжением 6-35 кВ со сроком службы более 5 лет); на термическую устойчивость от воздействия токов короткого замыкания (только кабельные ЛЭП напряжением 6-10 кВ); по допустимой потере напряжения.
Выбор сечения проводников по нагреву сводится к сравнению расчетного тока IР с длительно допустимыми токами нагрузки для стандартных сечений:
IР Ј Iдоп,
Расчетный ток в линии:
где Uн - номинальное напряжение приемника.
Экономически целесообразное сечение
где jэк - экономическая плотность тока, А/мм2
Кабельные сети проверяются на термическую устойчивость от тока короткого замыкания.
Минимальное сечение
где tп - приведенное время.
Для кабелей напряжением до 10 кВ с медными жилами a=7; для кабелей с таким же напряжением, но с алюминиевыми жилами a=12.
Выберем сечение воздушных и кабельных линий в соответствии со схемой рис 2.
Определим расчетные токи во всех элементах сети.
Расчетный ток в низковольтном кабеле СБШК-200:
Расчетный ток воздушного спуска бурового станка принимаем равным номинальному первичному току трансформатора ПСКТП:
Расчетный ток экскаватора ЭКГ-4У:
Расчетный ток экскаватора ЭШ-15.90А:
Принимаем сечения кабелей (приложение, табл.3):
СБШК-200 - 2(3х70+1х25) типа КРПТ, Iдоп = 2х250 А;
ЭКГ-4У - (3х16+1х10) типа КШВГ, Iдоп = 90 А;
ЭШ-15.90А - (3х50+1х16) типа КШВГ, Iдоп = 180 А.
Учитывая, что от одного воздушного спуска могут работать два экскаватора, найдем расчетный ток от двух экскаваторов:
Принимаем сечение магистральной линии и спусков типа АС-70 с Iдоп = 265 А.
Определим удельное сопротивление кабельных и воздушных линий:
СБШК-200: кабель КРПТ(3х70) - Rо=0,26 Ом/км; Хо=0,069 Ом/км;
ЭКГ-4У: кабель КШВГ(3х16) - Rо=1,12 Ом/км; Хо=0,094 Ом/км;
ЭШ-15.90А: кабель КШВГ(3х50) - Rо=0,35 Ом/км; Хо=0,072 Ом/км;
Сопротивление воздушных линий (3х70) - Rо=0,45 Ом/км; Хо=0,36 Ом/км.
ЭКГ-4У:
СБШК-200:
ЭШ-15.90А:
После определения токов короткого замыкания необходимо проверить выбранные сечения кабеля КШВГ на термическую устойчивость от воздействия токов к.з., определенных в начале кабеля (у приключательного пункта).
2.2 Проверка сети по потере напряжения
Проверку сети по допустимым потерям напряжения на зажимах электроприемников рекомендуется производить для трех режимов работы: нормального рабочего; пикового; пускового при пуске наиболее мощного приемника.
Напряжение на зажимах n-го приемника в нормальном режиме:
где Uо - напряжение холостого хода трансформатора, В; UН - номинальное напряжение приемника, кВ; Рm и Qm - соответственно суммарное активные и реактивные мощности, передаваемые по m-му участку, кВт и квар; Rm и Хm - соответственно активное и реактивное сопротивление m-го участка сети, Ом.
Напряжение на зажимах двигателя во время пуска удаленного и наиболее мощного двигателя в группе:
, В
где - потеря напряжения в сети в общих с пускаемым двигателем элементах сети; Iп - пусковой ток, А; cos?п=0,3-0,5 - коэффициент мощности приемника в режиме пуска.
Синхронный двигатель пускается как асинхронный.
Для определения потери напряжения в сети при пиковом режиме, активную нагрузку рекомендуется определять следующим образом:
Рпик =КпикЧРнм + Рен , кВт
где Кпик - коэффициент, учитывающий пиковую нагрузку экскаваторов, принимается равным 1,6-1,8; Рнм - номинальная мощность наиболее мощного экскаватора в группе, кВт; Рен - суммарная номинальная мощность прочих электроприемников в группе, кВт.
При пиковом режиме реактивная нагрузка приемников с синхронным приводом принимается равной нулю, а приемников с асинхронным приводом - равной ее номинальному значению.
Для проверки сети составим эквивалентную схему сети (согласно схемы на рис.2), указав как активное так и реактивное сопротивление кабелей и линий электропередач, а так же сопротивление трансформаторов (рис.3).
Для определения потери напряжения в сети при пиковом режиме используется формула для определения потери напряжения в нормальном режиме.
Согласно ГОСТ 13109-67 напряжение на зажимах в нормальном режиме должно удовлетворять условию: Uдв = (0,96 ё 1,1)Uн.
В режиме пиковых нагрузок: Uпик і 0,9Uн.
В режиме пуска: Uпик і 0,75Uн.
Проверка сети при нормальном режиме работы электроприемников .
Примечание к рис.2:
Сопротивление низковольтного кабеля 2СБШ-200Н приведено к ступени напряжения 6 кВ.
Условие проверки сети при нормальном режиме выполняется.
Проверим выбранную сеть в режиме пуска наиболее мощного двигателя (экскаватор ЭШ-20.75).
Р В,
что составляет 0,67Uн < 0,75Uн.
Условие проверки по пуску не выполняется. В этом случае необходимо взять более мощный трансформатор на ПКТП-35/6. Принимаем трансформатор ТМН-6300/35. Паспортные данные трансформатора:
Sтн = 6300 кВЧА; U1 = 35 кВ; U2 = 6,3 кВ; Ркз = 46,5 кВт; uк = 7,5%.
Кроме того, увеличим сечение воздушных линий до 95 мм2 (Iдоп=330 А), кабеля КШВГ для экскаватора ЭШ-20.75 до 95 мм2 (Iдоп=265 А). Тогда напряжение на зажимах сетевого двигателя при пуске будет равно Uпуск.з = 4532 В, что составляет 0,755 Ом.
3. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
При расчете токов короткого замыкания необходимо определить следующие параметры:
1. Действующее значение начального сверхпереходного тока для выбора уставок быстродействующей защиты I'';
2. Установившийся ток короткого замыкания для проверки на термическую устойчивость электрических аппаратов и кабелей I?;
3. Ударный ток короткого замыкания для проверки электрических аппаратов на динамическую устойчивость ;
4. Наибольшее действующее значение полного тока короткого замыкания для проверки электрических аппаратов на динамическую устойчивость в течение первого периода процесса короткого замыкания Iу;
5. Действующее значение полного тока короткого замыкания для произвольного момента времени для выбора выключателей по отключаемому току It;
6. Мощность короткого замыкания для произвольного момента времени при проверке выключателей по отключаемой ими мощности St.
Для расчета необходимо составить расчетную схему со всеми участвующими в питании короткого замыкания источниками тока, руководствуясь правилами устройства электроустановок, выбрать расчетные точки короткого замыкания; составить схему замещения с указанием сопротивлений в относительных единицах. Схема замещения путем соответствующих преобразований сводится к простейшему виду.
Ток короткого замыкания от энергосистемы (источник неограниченной мощности):
,
где Uб - базисное напряжение по данной ступени трансформации, Uб=6,3 кВ; Х*Sс - суммарное сопротивление ветвей от энергосистемы до точки короткого замыкания (табл.8).
Токи от синхронных двигателей (СД)
It = ktIнS ,
где IнS - суммарный номинальный ток СД, кА;
IнS = ;
kt - кратность периодической составляющей тока короткого замыкания для различных моментов времени.
Х*расч. = Х*S,
где Х*расч. - суммарное сопротивление цепи от синхронных двигателей до места короткого замыкания; SS - суммарная номинальная мощность синхронных двигателей, МВЧА; Sб - базисная мощность, МВЧА.
При Х*расч. > 3 синхронным двигателем как источником питания короткого замыкания пренебрегают.
Суммарный ток короткого замыкания в данной точке
,
где Iti - ток короткого замыкания от i-го источника в момент времени t , кА; n - количество источников.
Ударный ток
,
где k y - ударный коэффициент. При rS Ј 0,3ХS kу = 1,8, тогда iy = 2,55IІ.
Для длинных кабельных линий, где активное сопротивление довольно велико, значение kу определяется по кривой, изображенной на рис.5.6, л.4, с.86.
Полный ток короткого замыкания
При kу = 1,8 Iy = 1,52I'' или Iу » 0,6iy .
Мощность короткого замыкания для произвольного момента времени .
Токи двухфазных коротких замыканий определяются по следующим формулам
; ; .
Пример
С целью проверки кабеля экскаватора ЭШ-20.75 на термическую устойчивость от действия токов к.з., выполним расчет тока к.з. для схемы электроснабжения, приведенной на рис.1, когда к спуску 3 подключен экскаватор ЭШ-5.45М.
Тогда схема примет вид:
Выбираем базисные величины:
Sб = 100 МВЧА; Uб = 6,3 кВ.
Определим сопротивления элементов схемы электроснабжения, приведенные к базисным сопротивлениям.
Сопротивление питающей системы Хс = 0.
Сопротивление трансформатора (рис.4)
Сопротивление ВЛ-6:
Сопротивление кабельных ЛЭП-6:
Х*4 = 0,03Ч2,5 = 0,07,
Х*8 = 0,02Ч2,5 = 0,05.
Сопротивление синхронных двигателей:
Упростим схему замещения (см. рис.5).
Х*10 = Х*1 + Х*2 = 1,19 + 0,35 = 1,54;
Х*11 = Х*6 +Х*7 + Х*8 + Х*9 = 0,45 + 0,6 + 0,05 + 11 = 12,1
Х*12 = Х*4 + Х*5 = 0,07 + 40 = 40,07.
Определяем возможность объединения синхронных двигателей:
, т.е.
находится в пределах 0,4 - 2,5.
Следовательно источники S2 и S3 можно объединить.
Параметры объединенной цепи будут равны:
2,325 МВ?А,
После объединения схема примет вид
Расчетное сопротивление цепи синхронных двигателей.
Х*СД расч. =
По рис.5.5, л.4, с.85 находим кратность токов к.з., посылаемых синхронными двигателями: для Х*СД расч.= 0,98 и t = ?; Кt = 1,3.
Ток к.з., посылаемый синхронными двигателями:
кА.
Ток к.з. от энергосистемы в точке К1:
кА.
Суммарный ток к.з. в точке К1:
кА.
Минимальное сечение ВЛ-6 по условию термической устойчивости:
мм2,
что меньше выбранного сечения 95 мм2.
Ток к.з. в точке К2 от энергосистемы:
кА.
Минимальное сечение кабелей экскаваторов ЭШ-5.45М и ЭШ-20.75:
мм2; мм2.
4. РАСЧЕТ ТОКОВ ОДНОФАЗНОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ЗЕМЛЮ В СЕТИ 6 кВ
Расчет производится с целью выбора и настройки релейной защиты от однофазных замыканий, а также для определения величины допустимого сопротивления защитного заземления. Для сети с изолированной нейтралью.
,
где Uл - линейное напряжение сети, кВ; С? - суммарная емкость на фазу сети 6-10 кВ, мкФ,
,
где lв и lк - длина соответственно воздушных и кабельных линий напряжением 6-10 кВ, км ; Ск-удельная емкость на фазу кабельной ЛЭП напряжением 6-10 кВ, мкФ/км (Таб. 6); nэк - количество экскаваторов, подключенных к сети напряжением 6-10 кВ.
Для приближенных расчетов величину тока однофазного замыкания на землю можно определить по формуле
где Uл - линейное напряжение, кВ.
5. ВЫБОР КОММУТАЦИОННОЙ И ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ
Высоковольтные электрические аппараты выбираются по условиям длительного режима работы и проверяются по условиям коротких замыканий. При этом для всех аппаратов производится выбор по напряжению; выбор по нагреву при длительных токах; проверка на электродинамическую стойкость (согласно ПУЭ не проверяются аппараты и проводники, защищенные плавкими предохранителями с номинальным током до 60 А); проверка на термическую стойкость (согласно ПУЭ не проверяются аппараты и проводники, защищенные плавкими предохранителями); выбор по форме исполнения (для наружной и внутренней установки).
Выбор и проверка выключателей проводятся по следующим данным.
|
Выбираемая и проверяемая величина |
Формула |
|
|
Номинальное напряжение, кВ |
Uн.а.--і--Uн.у |
|
|
Номинальный длительный ток, А |
Iн.а.--і--Iр.у |
|
|
Номинальный ток отключения, кА |
Iн.о.--і--Iр.о |
|
|
Номинальная мощность отключения, МВ?А |
Sн.о.--і--Sр.о |
|
|
Допустимый ударный ток короткого замыкания, кА |
iн.дин--і--iу.р |
|
|
Ток термической стойкости за время, tн.т.с, кА |
Примечание: Iр.о - расчетное значение тока трехфазного короткого замыкания в момент времени tр.о, кА; Sр.о - мощность короткого замыкания; iу.р - расчетный ударный ток; tн.т.с - время, к которому отнесен номинальный ток термической стойкости Iн.т.с (tн.т.с =5 с и 10 с); tп - приведенное время короткого замыкания, с.
Выбор и проверка предохранителей производится по следующим данным:
Размещено на http://www.allbest.ru/
|
Выбираемая и проверяемая величина |
Формула |
|
|
Номинальное напряжение Uн.а, кВ |
Uн.а.--і--Uн.у |
|
|
Номинальный ток, А |
Iн.а.--і--Iр.у |
|
|
Номинальный отключаемый ток Iн.о, кА |
Iн.о.--і--Iр.о--=--I'' |
|
|
Номинальная отключаемая мощность, МВ?А |
Sн.о.--і--Sр.о--=--S'' |
Примечание: Iр.у - расчетный ток установки, кА; Uн.у - номинальное напряжение установки, кВ; Iн.а и Uн.а - номинальный ток и напряжение аппарата, кВ.
Определение токов плавких вставок и токов срабатывания максимальных токовых реле.
Выбор плавких вставок производится в зависимости от характера нагрузки потребителя. Для осветительных установок плавкую вставку рекомендуется выбирать по номинальному току вставки
где Iосв - рабочий ток осветительной установки. А.
Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором плавкую вставку выбирают по пусковому току
где Iп - пусковой ток двигателя, А; а - коэффициент, зависящий от частоты и условий пуска двигателя, а - 1,8 ? 2,5.
Согласно правилам безопасности уставки тока срабатывания Iу максимальных расцепителей тока автоматических выключателей и максимальных реле тока магнитных пускателей определяются по следующим формулам:
При установке аппаратов для защиты магистрали
где Iп.н -номинальный пусковой ток наиболее мощного двигателя, А; еIн.раб - сумма номинальных токов всех остальных приемников, А.
При установке аппаратов для защиты ответвлений, питающих группу двигателей с короткозамкнутым ротором
При защите ответвления с одним двигателем с короткозамкнутым ротором
При защите осветительной сети
где Iосв.раб - рабочий ток осветительной установки, А.
После выбора уставки тока срабатывания максимальных токовых реле необходимо проверить чувствительность защиты по формуле
При kч < 1,5 необходимо увеличить ток путем увеличения сечения линии или (если позволяет технология работ) уменьшить длину линии.
Выбор и проверка уставок срабатывания максимальной токовой защиты высоковольтных ячеек осуществляется по следующим формулам.
Для токовых реле мгновенного действия.
где Iср.2 - расчетный ток срабатывания реле, А;
Kн - коэффициент надежности токовой защиты (Kн = 1,2 - 1,4);
Iр max - максимальный расчетный ток защищаемой линии, А;
Kтт - коэффициент трансформации трансформаторов тока;
Iср.1 - первичный ток срабатывания защиты, А;
Iу - ток уставки реле, А;
- расчетный ток двухфазного к.з., А;
Kч - коэффициент чувствительности защиты.
Для токовых реле с ограниченно зависимой выдержкой
Времени
где Iср.п2 - расчетный ток срабатывания реле, А;
Iр - рабочий ток защищаемой линии, А;
Kв - коэффициент возврата реле ( Kв=0,85-для реле РТ-80, Kв= 1- для АФЗ);
Iср.п1, Iср.01 - первичные токи срабатывания защиты соответственно от перегрузки и к.з., А;
K0 - оптимальная кратность тока отсечки реле (- для РТ-80,
- для АФЗ при ступенчатой регулировке кратности тока).
Для токовых реле, шунтируемых сопротивлениями на период пуска электродвигателей:
а) при следует принимать Iу=5А;
б) при Iн.дв.=(0,9-1,0)Iн.кру допускается принимать Iу=7А;
где Iн.двт, Iн.кру - номинальные токи соответственно электродвигателя и КРУ, А;
Kш - коэффициент шунтирования. Kш = 7,5.
Максимальный рабочий ток защищаемой линии определяется по следующим формулам:
для питающих линий ЦПП и РПП-6, а также для сборных шин этих подстанций
для двигателей
для силовых трансформаторов
где Iн.max, Iпуск.max - соответственно номинальный и пусковой токи наиболее мощных электроприемников, присоединенных к шинам подстанции или силовому трансформатору, А;
- сумма номинальных токов электроприемников, А;
Iпуск -пусковой ток электродвигателя, А;
Kпуск - кратность пускового тока;
Iн.вн - номинальный ток трансформатора на стороне ВН, А;
Kт - коэффициент трансформации силового трансформатора.
Коэффициент чувствительности защиты КРУ определяют по минимальному значению тока двухфазного к.з. Коэффициент чувствительности должен быть не ниже 2; для защит, установленных на питающих линиях ЦПП и РПП, а также КРУ для силовых трансформаторов и ПУПП не ниже 1,5.
Проверку уставок тока срабатывания реле максимального тока КРУ для трансформаторов и передвижных подстанций производят по формулам:
для трансформаторов с одинаковыми схемами соединения первичной и вторичной обмоток
для трансформаторов с различными схемами соединения обмоток
где - расчетный ток двухфазного к.з. на стороне вторичной обмотки (НН) трансформатора , А;
Sн - номинальная мощность трансформатора, кВА;
U0 - напряжение холостого хода на стороне НН трансформатора, В;
uк - напряжение к.з. трансформатора, %;
Расчет защитного заземления
Общая сеть заземления в подземных выработках должна создаваться путем непрерывного электрического соединения между собой всех металлических оболочек и заземляющих жил кабелей, независимо от величины напряжения, с присоединением их к главным и местным заземлителям.
Кроме того, у тяговой подстанции электровозной контактной откатки к общей сети заземления должны присоединяться токоведущие рельсы, используемые в качестве обратного провода контактной сети.
Общее заземляющее устройство карьера должно состоять из центрального контура и местных заземляющих устройств. Допускается работа передвижных ПП, КТП без местных заземляющих устройств при наличии дополнительного заземлителя (аналогично центральному), подключенного к центральному заземляющему устройству таким образом, чтобы при выходе из строя любого элемента заземляющего устройства сопротивление заземления в любой точке заземляющей сети не превышало 4 Ом. Длина заземляющих проводников до одного из центральных заземляющих устройств не должна превышать 2 км. Центральное заземляющее устройство выполняется в виде общего заземляющего контура у подстанции напряжением 110-35/6-10 кВ или в виде отдельного заземляющего устройства в карьере. Местные заземляющие устройства выполняются в виде заземлителей, сооружаемых у передвижных ПП, КТП-6-10/0,4 кВ и других установок.
Заземляющий трос прокладывается на опоре ниже проводов линии электропередачи. Расстояние по вертикали от нижнего провода ЛЭП до троса должно быть не менее 0,8 м.
При устройстве местного заземления у ПП сооружение дополнительных местных заземлителей передвижной машины, оборудования и аппаратов, питающихся от этого ПП, не требуется.
Согласно Единым правилам безопасности величина сопротивления заземления у наиболее удаленной электроустановки должна быть не более 4 Ом.
Величина допустимого сопротивления заземляющего устройства
где r - удельное максимальное сопротивление земли, Ом?м.
Величина допустимого сопротивления заземляющего устройства проверяется по току однофазного замыкания на землю
В качестве допустимой величины сопротивления заземляющего устройства следует принимать наименьшее значение из расчетных по удельному сопротивлению земли и по току однофазного короткого замыкания на землю, но не более 4 Ом.
Сопротивление центрального заземлителя
где Rз.п - сопротивление заземляющих проводников от центрального заземлителя до наиболее удаленного заземляемого электроприемника, Ом.
Rм.з - сопротивление магистрали заземления, Ом; Rз.ж - сопротивление заземляющей жилы гибкого кабеля от магистрали до электроустановки, Ом.
Сопротивление магистрального заземляющего провода, проложенного по опорам воздушных ЛЭП,
где lм.з - длина магистрали заземления, км; Rом - удельное активное сопротивление провода, Ом/км.
Сопротивление заземляющей жилы гибкого кабеля от магистрали до электроустановки
где lз.ж - длина заземляющей жилы кабеля, км; Rоз.ж - удельное сопротивление заземляющей жилы кабеля, Ом/км.
Количество одиночных заземлителей (электродов) центрального заземляющего устройства
где R - сопротивление растеканию одиночного заземлителя, Ом (таблица 7); hн -коэффициент использования электродов заземления (таблица 8).
Пример.
Рассчитать защитное заземление применительно к схеме электроснабжения участка карьера, представленной на рис.1.
Исходные данные:
Удельное сопротивление грунта
r = 1 Ом . см . 104
Длина магистрали заземления от приключательного пункта экскаватора ЭШ-20.75 до ПКТП-35
l М.З. = 1,6 км
Длина заземляющей жилы кабеля КШВГ-6 экскаватора ЭШ-20.75
l З.Ж .= 0,3 км
Удельное сопротивление заземляющей жилы RО.З.Ж. = 0,74 Ом/км (для сечения заземляющей жилы 25 мм2).
Ток однофазного замыкания на землю (по упрощенной формуле)
Допустимое значение сопротивления заземляющего устройства принимаем равным Rq = 4 Ом, т.к. ? ? 500 Ом . м.
В качестве магистрального заземляющего провода, прокладываемого по опорам ВЛ, принимаем сталеалюминиевый провод сечением 35 мм2, для которого
RО.М.З. = 0,91 Ом/км
Сопротивление заземляющего провода
RМ.З. = 1,6 . 0,91 = 1,46 Ом.
Сопротивление заземляющей жилы гибкого кабеля, питающего экскаватор ЭШ-20.75 (сечение заземляющей жилы кабеля 25 мм2).
RЗ.Ж. = 0,3 . 0,74 = 0,22 Ом.
Сопротивление центрального заземляющего устройства, сооружаемого у подстанции 35/6 кВ
Ом.
Если на карьере имеются естественные заземлители (обсадные трубы скважин и т.п.), которые используются при устройстве центрального заземления, величина сопротивления искусственного заземлителя определяется выражением
, Ом
Ом
Предположим, что в районе расположения подстанции 35/6 имеются геологоразведочные скважины с обсадными трубами, то используем их для устройства центрального заземлителя. Учитывая, что сопротивление естественного заземлителя в данном случае равно 10 Ом, определим сопротивление искусственного заземлителя
Сопротивление растеканию одного электрода заземления, выполняемого из круглой стали d = 16 мм, l = 5 м (электрод вертикальный), определяем по таблице 10.
Ом
Количество одиночных заземлителей центрального заземляющего устройства
ЛИТЕРАТУРА
трансформатор подстанция электроснабжение ток
1.Ермилов А. А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1983.
2. Князевский Б. А., Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Высшая школа, 1986.
3. Основы электроснабжения: Программа, методические указания к разделам курса, курсовой, контрольным и лабораторным работам для студентов специальности 210504 / Санкт - Петербургский горный институт. Сост. Б. Н. Абрамович, А.В.Гвоздев , П. М. Каменев, Д. Н. Нурбосынов. СПб, 1995.
4. Смирнов А. Д., Антипов К.М. Справочная книжка энергетика. - 4-е изд., переработанное и дополненное. М.: Энергоатомиздат, 1984.
5. Федоров А. А., Старкова Л. Е. Учебное пособие для курсового проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. М.: Энергоатомиздат, 1987.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1
Техническая характеристика передвижных комплектных трансформаторных подстанций типа ПСКТП-100/6, ПСКТП-250/6 и ПСКТП-400/6 с сухим трансформатором
|
№, п/п |
Наименование |
ПСКТП-100/6 |
ПСКТП-250/6 |
ПСКТП-400/6 |
|
|
1. |
Номинальная мощность, кВА |
100 |
250 |
400 |
|
|
2. |
Номинальное первичное напряжение,В |
6000 |
6000 |
6000 |
|
|
3. |
Номинальное вторичное напряжение,В |
400/230 |
400 |
400 |
|
|
4. |
Напряжение короткого замыкания, % |
3,7 |
3,5 |
3,5 |
|
|
5. |
Ток холостого хода, % |
6 |
3,5 |
2,5 |
|
|
6. |
Потери холостого хода, Вт |
950 |
1800 |
2300 |
|
|
7. |
Потери короткого замыкания, Вт |
1270 |
2700 |
3800 |
Таблица 2
Автоматические выключатели ПСКТП
|
Тип |
Мощность, |
Автоматические выключатели |
|||||||
|
Групповой |
Фидерные |
||||||||
|
Тип |
Кол-во |
Тип |
Кол-во |
Тип |
Кол-во |
||||
|
ПСКТП-100 |
100 |
А3722Б |
А3722Б |
1 |
контактор КТ 6033 |
1 |
- |
- |
|
|
ПСКТП-250 |
250 |
А3732Б |
А3712Б |
2 |
А3732Б |
1 |
А3722Б |
1 |
|
|
ПСКТП-400 |
400 |
А3742Б |
А3722Б |
2 |
А3742Б |
1 |
А3732Б |
1 |
Таблица 3
Допустимые длительные токовые нагрузки на гибкие силовые кабели, применяемые на карьерах
|
Сечение токопроводящей жилы, мм2 |
Токовые нагрузки на кабели, А* |
|||||
|
КРПТ, КРПС и другие до 600 В |
КШВГ-6, КШВГМ-6, КШВГ-10 и т.д. |
|||||
|
Открытая прокладка (ПУЭ, табл.1-3-10) |
При числе слоев навивки на барабане |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
||||
|
16 |
105 |
90 |
70 |
55 |
45 |
|
|
25 |
135 |
120 |
95 |
75 |
60 |
|
|
35 |
165 |
145 |
115 |
90 |
75 |
|
|
50 |
200 |
180 |
145 |
115 |
90 |
|
|
70 |
250 |
220 |
180 |
140 |
115 |
|
|
95 |
300 |
265 |
215 |
170 |
140 |
|
|
120 |
340 |
310 |
250 |
200 |
160 |
|
|
150 |
- |
350 |
290 |
225 |
185 |
*Примечание:
Токовые нагрузки относятся к кабелям как с заземляющей жилой, так и без таковой.
Приведенные нагрузки допускаются при температуре окружающего воздуха +25оС.
Указанные нагрузки даны для длительно допустимой температуры на жиле +65оС.
Таблица 4
Расчетные формулы для определения сопротивлений элементов системы электроснабжения, приведенных к базисным условиям
|
Элементы системы электроснабжения |
Расчетные формулы |
Примечание |
|
|
Сопротивление энергосистемы |
?к бс=, где Sкз-мощность трех-фазного короткого за- мыкания на шинах ГПП, от которой питается участковая подстанция |
||
|
Двухобмоточные трансформаторы |
?*бт = |
||
|
Линия электропередачи |
?*бл = ?оl |
Для ВЛ-6-35 кВ ?о = 0,4 Ом/км |
|
|
r* бл = |
Для КЛ-6(10) кВ ?о = 0,08 Ом/км |
||
|
?о бл = |
Для КЛ-35 кВ ?о = 0,12 Ом/км |
||
|
Синхронные двигатели |
?*бсD = |
||
|
Трехобмоточные трансформаторы |
Таблица 5
Удельные емкости
|
На фазу воздушных линий с высотой подвески проводов 6 м |
|||||||||||
|
Сечение провода линии, мм2 |
16 |
25 |
35 |
50 |
70 |
95 |
120 |
||||
|
Удельная емкость на фазу, 10-3 мкФ/км: |
|||||||||||
|
линия с заземляющим проводом |
5,04 |
5,15 |
5,21 |
5,3 |
5,41 |
5,48 |
5,57 |
||||
|
линия без заземляющего провода |
4,43 |
4,5 |
4,55 |
4,63 |
4,69 |
4,75 |
4,86 |
||||
|
На фазу бронированных трехжильных кабелей с бумажной пропитанной изоляцией |
|||||||||||
|
Сечение жил кабеля, мм2 |
16 |
25 |
35 |
50 |
70 |
95 |
120 |
180 |
185 |
240 |
|
|
Удельная емкость жил, 10-3 мкФ/км: |
|||||||||||
|
6 кВ |
115 |
140 |
160 |
180 |
210 |
240 |
270 |
315 |
360 |
400 |
|
|
10 кВ |
95 |
110 |
130 |
140 |
160 |
190 |
200 |
240 |
260 |
300 |
|
|
35 кВ |
- |
- |
- |
- |
145 |
170 |
180 |
210 |
220 |
240 |
|
|
Токоведущих жил по отношению к заземляющему экрану кабеля марки КГЭ, КШВГ |
|||||||||||
|
Сечение жил кабеля, мм2 |
16 |
25 |
35 |
50 |
70 |
95 |
120 |
150 |
|||
|
Удельная емкость жилы кабеля, 10-3 мкФ/км: |
|||||||||||
|
6 кВ |
230 |
290 |
330 |
360 |
430 |
490 |
530 |
590 |
|||
|
10 кВ |
230 |
220 |
250 |
280 |
320 |
350 |
570 |
420 |
Таблица 6
Сопротивление растеканию одиночного заземлителя
|
Схема расположения заземлителя |
Тип заземлителя |
Формулы расчета сопротивления растеканию |
Типовые параметры заземлителя |
Сопротивление растеканию, Ом |
Примечание |
|
|
Вертикальный |
Круглая сталь d = 12 мм; l = 5 м d = 16 мм; l = 5 м Угловая сталь 50х50х5 мм; l = 2,5 м 60х60х5 мм; l = 2,5 м |
R=_,236rрасч R=_,227rрасч R=_,338rрасч R=_,328rрасч |
l-->--d |
|||
|
Вертикальный (в скважине) |
Круглая сталь d = 12 мм; l = 20 м d = 16 мм; l = 20 м Полосовая сталь 25х4 мм; l = 20 м 40х4 мм; l = 20 м |
R=_,_71rрасч R=_,_68rрасч R=_,_69rрасч R=_,_66rрасч |
l-->--d |
|||
|
Вертикальный (углубленный) |
Круглая сталь d = 12 мм; l = 5 м d = 16 мм; l = 5 м Угловая сталь 50х50х5 мм; l = 2,5 м 60х60х5 мм; l = 2,5 м |
R=_,_27rрасч R=_,218rрасч R=_,318rрасч R=_,3_4rрасч |
l-->--d t=_,7+_,5l t--=--_,3 м |
|||
|
Горизонтальный |
Полосовая сталь 25х4 мм; l = 50 м 40х4 мм; l = 50 м |
R=_,_43rрасч R=_,_41rрасч |
Если--электрод--круглый--диаметром--d,--то--b=2d |
Примечание: rрасч принимать согласно ПУЭ,гл.1-7-48. При отсутствии измеренных значений удельного сопротивления грунта пользоваться табл.25.
Таблица 7
Коэффициенты использования hн заземлителей из труб или уголков, размещенных в ряд без учета влияния полосы связи
|
Отношение расстояния между трубами (уголками) к их длине, a/l |
Число труб (уголков), n |
hн |
|
|
1 |
2 |
0,84 - 0,87 |
|
|
3 |
0,76 - 0,8 |
||
|
5 |
0,67 - 0,72 |
||
|
10 |
0,56 - 0,62 |
||
|
15 |
0,51 - 0,56 |
||
|
20 |
0,47 - 0,5 |
||
|
2 |
2 |
0,90 - 0,92 |
|
|
3 |
0,85 - 0,88 |
||
|
5 |
0,79 - 0,83 |
||
|
10 |
0,72 - 0,77 |
||
|
15 |
0,66 - 0,73 |
||
|
20 |
0,65 - 0,70 |
||
|
3 |
2 |
0,93 - 0,95 |
|
|
3 |
0,90 - 0,92 |
||
|
5 |
0,85 - 0,88 |
||
|
10 |
0,79 - 0,83 |
||
|
15 |
0,76 - 0,80 |
||
|
20 |
0,74 - 0,79 |
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет 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 06.01.2013Общие сведения о деятельности карьера. Выбор силовых трансформаторов, конденсаторов, питающих воздушных и кабельных линий. Расчет токов короткого замыкания, освещения карьера, заземляющей сети. Расчет стоимости монтажа и наладки электропривода ЭКГ-10.
дипломная работа [786,2 K], добавлен 18.06.2015Определение 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.
курсовая работа [267,6 K], добавлен 23.06.2011Характеристика потребителей (термический цех) системы электроснабжения. Расчет электрических и осветительных нагрузок. Выбор мощности, числа и типа цеховых трансформаторов. Проверка коммутационной и защитной аппаратуры. Токи короткого замыкания.
курсовая работа [812,5 K], добавлен 19.01.2015Разработка проекта электроснабжения электроприемников цеха: расчет числа и мощности трансформаторов, способов прокладки сети, выбор комплектных шинопроводов, распределительных пунктов, сечений силовых линий, определение токов короткого замыкания.
методичка [1,1 M], добавлен 03.09.2010Выбор питающего напряжения, расчет электрических нагрузок и компенсации реактивной мощности электроснабжения автоматизированного цеха. Распределительные сети, мощность трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания, выбор электрической аппаратуры.
курсовая работа [391,7 K], добавлен 25.04.2014Расчет электрических нагрузок, освещения, потерь мощности в трансформаторе, токов короткого замыкания. Выбор защитной аппаратуры, распределительных и заземляющих устройств, линии электроснабжения. Схема управления и сигнализации для сетевого насоса.
дипломная работа [345,1 K], добавлен 17.08.2016Расчет 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 13.03.2010Разработка 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 15.02.2017Определение числа и места расположения трансформаторных подстанций. Электроснабжение населенного пункта, расчет сети по потерям напряжения. Оценка распределительной сети, потерь напряжения. Расчет токов короткого замыкания. Выбор аппаратов защиты.
курсовая работа [266,8 K], добавлен 12.03.2013
