Проект электроснабжения промышленного объекта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЗАДАНИЕ

Научиться применять теоретические знания в практическое использование. Имея план расположения оборудования в цехе, зная условия среды, технологию производства, располагая значениями установленных мощностей электроприёмников спроектировать все элементы все элементы цеховой сети напряжением до 1 кВ, а так же рассчитать количество и мощность трансформаторов цеховых подстанций с учётом использования компенсирующих устройств.

Решение задач повышения эффективности и надежности работы системы электроснабжения тесно связано с вопросами расчета и прогнозирования электрических нагрузок. Применение более точных методов расчета электрических нагрузок позволяет рационально использовать элементы электрических сетей, снизить установленные мощности силовых трансформаторов. Расчет электрических нагрузок занимает важное место при проектировании электроснабжения промышленного предприятия. Так как их определения являются одним из первых этапов проектирования, значения электрических нагрузок существенно влияют на выбор всех элементов системы электроснабжения.

РЕФЕРАТ

Курсовая работа «Проект электроснабжения промышленного объекта» содержит пояснительную записку:

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: НАГРУЗКА, МОЩНОСТЬ, ТОК, НАПРЯЖЕНИЕ, ТРАНСФОРМАТОР, КОМПЕНСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, КАБЕЛЬ, СЕТЬ, КОЭФФИЦИЕНТ ИСПОЛЬЗУЕМОСТИ, КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ, ЭЛЕКТРОПРИЁМНИКИ, ЗАЗЕМЛЕНИЕ, ЗАЩИТНАЯ АППАРАТУРА.

Насосный цех предназначен для бесперебойной подачи воды в жилые и промышленные помещения.

Главной задачей промышленности является более полное удовлетворении потребности народного хозяйства и высококачественной продукции. Цех имеет производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения.

Данный цех имеет малое выделение влаги и пыли, помещения относятся к пожара и взрывозащищённым.

ВВЕДЕНИЕ

Система электроснабжения завода состоит из питающих, распределительных, трансформаторных и преобразовательных подстанций, связывающих их кабельных и воздушных сетей и токопроводов высокого и низкого напряжения. Система электроснабжения строится таким образом, чтобы она была надежна, удобна и безопасна в обслуживании, обеспечивала необходимое качество энергии, бесперебойность электроснабжения в нормальном и послеаварийном режимах. В то же время система электроснабжения должна быть экономичной по затратам, ежегодным расходам, потерям энергии и расходу дефицитных материалов и оборудования. Экономичность и надежность системы электроснабжения достигается путем применения взаимного резервирования сетей предприятий, объединения питания промышленных, коммунальных и сельских потребителей. При сооружении на предприятиях собственных электростанций, главных понизительных подстанций и других источников питания учитываются близлежащие внезаводские потребители электроэнергии. Особенно это необходимо в районах, недостаточно охваченных энергосистемами.

Важной задачей является обеспечение требуемого качества электроэнергии. Низкое качество электроэнергии приводит помимо прочих нежелательных явлений к увеличению потерь электроэнергии как в электроприемниках, так и в сети. От надежного и бесперебойного электроснабжения зависит: работа промышленных предприятий любых отраслей, полученная прибыль, зависящая от объемов выпуска продукции, соблюдения условий хранения скоропортящейся продукции, особенно актуально это звучит для предприятий пищевой промышленности. Для эффективного функционирования предприятия, схема электроснабжения должна обеспечивать должный уровень надежности и безопасности.

1. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ЦЕХА

Применение более точных методов расчета электрических нагрузок позволяет рационально использовать элементы электрических сетей, снизить установленные мощности силовых трансформаторов. Расчет электрических нагрузок занимает важное место при проектировании электроснабжения промышленного предприятия. Так как их определение является одним из первых этапов проектирования, значение электрических нагрузок существенно влияют на выбор всех элементов системы электроснабжения.

Таблица 1.1 - Исходные данные

Наименование ЭО	Мощность Рэп, кВт	Примечание	Кол-во, шт
Поперечно-строгательный станок	5,5		5
Фуговальные станки	4,8		2
Станки для постановки полупетель	1,8		4
Транспортёр	4,5		4
Токарные станки	2,8		6
Компрессор	10		8
Станок для снятия провесов	1,5		2
Зарядные агрегаты	5	1-фазная	2
Сборочный полуавтомат	2,3		2

Размеры цеха А х В х С = 48 х 30 х 8 м.

При расчёте электрических нагрузок производственных потребителей

используется метод упорядоченных диаграмм. Это основной метод расчёта электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных расчётных нагрузок группы электроприёмников.

Для начала расчета требуется распределить мощности электроприемников между двумя шинными магистралями

P₁=121,9 кВт (с числом электроприемников n=28>5)

P₂=120,1 кВт (с числом электроприемников n=25>5)

Для определения эффективного числа электроприемников необходимо знать показатель силовой сборки в группе электроприёмников. Показатель силовой сборки, m в группе равен

где Р_н.тах, Р_н.min - номинальные активные мощности электроприёмников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

Средняя активная мощность за наиболее загруженную смену P_см, кВт

где - коэффициент использования;

- активная мощность группы.

Средний коэффициент использования группы электроприемников К_и.ср. определяется по формуле

,

,

.

Для определения эффективного числа электроприемников применяются относительные единицы

где n_э^* - относительное число эффективных электроприёмников;

n - число электроприёмников.

,

где - относительно число наибольших по мощности электроприёмников;

- относительная мощность наибольших по мощности электроприёмников;

- число электроприёмников с единичной мощностью большей или равной .

По таблице в справочнике определяем

Из полученных данных определяем эффективное число электроприемников

Максимальная активная нагрузка P_м, кВт определяется по формуле

где К_м - коэффициент максимума активной нагрузки

Средняя мощность за наиболее нагруженную смену Q_см, квар определяется по формуле

Далее находится максимальная активная нагрузка Q_м, квар

где К_м'- коэффициент максимума реактивной нагрузки.

Максимальная полная нагрузка S_м, кВА определяется по формуле

1.1 Определение расчётных электрических нагрузок осветительной сети

Напряжения, применяемые в сельскохозяйственных установках, как правило, 380/220В при заземлённых нейтралях сетей. Такие напряжения возможны в любых помещениях для установок общего освещения при высоте подвеса более 2,5 м, при меньшей высоте - только в помещениях без повышенной опасности поражения электрическим током. В помещениях же с повышенной опасностью осветительную сеть прокладывают в металлических трубах, а светильники снабжают защитными сетками.

Осветительные щитки следует располагать вблизи основного рабочего входа в здание; по возможности в центре питаемых нагрузок; в местах, удобных для обслуживания и с благоприятными условиями среды, недоступных для случайных повреждений (чтобы были видны хотя бы частично управляемые светильники); с учётом подхода воздушных линий.

Питание рабочего освещения должно быть от отдельного ввода. Однако допускается питание осветительных щитков от общего с силовой нагрузкой ввода при условии, что питающая линия обеспечит на вводе отклонение напряжения от номинального, не выходящие за допустимые пределы ±5 и -2,5%.

После размещения осветительных щитков все светильники делят на группы. При этом всю нагрузку вначале делят равномерно на три части (по числу фаз питающей сети), а затем нагрузку каждой фазы делят на группы с учётом рекомендаций:

- каждая групповая линия должна иметь на фазе не более 20 светильников с лампами накаливания, ДРЛ, ДРИ, натриевыми и не более

50 светильников с люминесцентными лампами;

- каждая групповая линия с лампами накаливания мощностью до 500 Вт, люминесцентными лампами и штепсельными розетками должна быть защищена автоматом или предохранителем на ток не более 25 А, а линии с лампами накаливания мощностью свыше 500 Вт или с лампами

ДРЛ - не более 63 А;

- группы распределяют по условию экономии проводникового материала, исключая перекос фаз и обеспечивая равномерность нагрузки.

На плане объекта наряду со светильниками наносят групповые и питающие щитки, выключатели, штепсельные розетки. После этого токоприемники, выделенные в группы, соединяют групповыми линиями и для каждой группы составляют расчётную схему. В схеме указывают длины участков от щитка до разветвлений и между токоприёмниками, а также мощности токоприемников. Все схемы должны быть приведены в расчетно-пояснительной записке.

Марку проводов осветительной сети и способ их прокладки определяют в соответствии с условиями окружающей среды.

Расчёт и выбор сечения проводов осветительной сети обеспечивает: отклонение напряжения у источников света в допустимых пределах; нагрев проводов не выше допустимой температуры; достаточную механическую прочность проводов. Поэтому сечение проводов обычно рассчитывают по допустимой потере напряжения, а затем проверяют по нагреву и механической прочности. При этом индуктивное сопротивление проводов внутренних осветительных сетей можно не учитывать. Индуктивное сопротивление осветительной нагрузки не учитывают, так как коэффициент мощности установок не ниже 0,9.

Определяется момент нагрузок на вводе ?М, кВт·м

М = Рl₀, (2.1)

где ?Р - мощность всей осветительной сети, кВт;

l_о - длина провода от силового щита до щита освещения, м.

М = 7,283 = 21,84 кВтм.

Определяем момент нагрузок на каждой группе m_гр, кВтм

, (2.2)

где L_гр - длина группы, м.

m₁ = кВтм;

m₂ = кВтм;

m₃ = 17,52=35 кВтм;

m₄ = 10,50,9 + 16,50,6 + 22,50,3 = 26,1 кВтм;

m₅ = 50,6 = 3 кВтм;

m₆ = 7 0,12 + 7,50,06 +140,3 + 200,3 = 11,49 кВтм.

Площадь сечения провода на вводе S_ввод, мм² определяется по формуле

где б_пр - коэффициент приведения моментов, зависящий от числа проводов рассчитываемого участка; б_пр = 1,85;

?U - допустимая потеря напряжения, для освещения ?U = 2,5%;

С - характеристический коэффициент линии, для трёхфазной сети напряжением 380/220 В, выполненной медным проводом, С = 77;

Уm_гр - суммарный момент всех групп, кВтм.

Принимается ближайшее большее сечение из стандартного ряда S_о = 6 мм². Это сечение проверяется на нагрев по длительно допустимому току.

Выбирается кабель ВВГ 4x6 (медный с поливинилхлоридной оболочкой и поливинилхлоридной изоляцией, применяется в агрессивных средах).

Определяется рабочий ток I_р., А на вводе

где U_л - напряжение сети, U_л =380 В

Определяется длительно допустимый ток

Для выбранного кабеля ВВГ сечением S_о = 6 мм² длительно допустимый ток равен I_доп.о. = 40 А, то есть I_р.о. < I_доп.о., минимальная площадь сечения по механической прочности для медного кабеля равна 6 мм², следовательно сечение выбранного кабеля удовлетворяет условиям выбора.

Определяем истинное отклонение напряжения на вводном участке

Допустимые потери для сети ответвления ?U_отв, %

Определяется сечение провода для первой группы S₁, мм²

Принимается сечение кабеля S_отв1 = 4 мм².

Выбирается кабель ВВГ(3x4) (медный с полихлорвиниловой изоляцией).

Проверяется провод по допустимому нагреву



Определяем фактические потери напряжения в первой группе ДU₁, %

ДU_отв > ДU_{ист.отв}, это говорит о том, что выбранный провод подходит по всем условиям выбора.

Расчёт и проверка остальных групп проводится аналогично, и результаты сводятся в таблицу 2.1

Таблица 2.1 - Результат электротехнического расчёта

Группа	Р, кВт	М, кВтм	Iр, А	Площадь сечения провода,мм2	Iдоп, А	Марка провода	Uфакт, %
Sввод=5,97	7,28	21,84	18,4	3х6	40	ВВГ	0,28
S1= 2,98	1,5	93,6	11,36	3х4	37	ВВГ	1,82
S2=2,4	1,5	75,6	11,36	3х2,5	25	ВВГ	2,36
S3=1,11	2	35	15,15	3х2,5	25	ВВГ	1,09
S4=0,83	0,9	26,1	6,8	3х1,5	19	ВВГ	1,36
S5=0,1	0,6	3	4,54	3х1,5	19	ВВГ	0,15
S6=0,36	0,78	11,49	6	3х1,5	19	ВВГ	0,6

Выбираем автоматические выключатели для всей нашей системы. На ввод устанавливаем трёхполюсной автоматический выключатель марки SH203L автомат SPC20 на номинальный ток 20А. На ответвления устанавливаются 2 автомата марки EASY9 автомат 1Р С16 на номинальный ток 16 А, 1 автомат марки EASY9 автомат 1Р С20 на номинальный ток 20 А и 3 автомата марки EASY9 автомат 1Р С10 на номинальный ток 10 А.

Далее выбираем щит освещения марки УОЩ - 6 УХЛ4, имеющий 9 групп.

2. РАСЧЁТ И ВЫБОР КОМПЕНСИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Большинство ЭП потребляют из электрической сети определенную мощность. Загрузка системы электроснабжения определяется полной мощностью S, кВА, активная составляющая которой P, кВт представляется полезно потребленной, и обратно к источнику питания не возвращается. Реактивная составляющая Q, квар полной мощности расходуется на создание магнитных полей в отдельных элементах электрической сети, в частности: трансформаторах, электрических двигателях, линиях электропередачи, газоразрядных источниках света и др. Практически она не потребляется, а перетекает от ИП (генератора) к ЭП и обратно. Таким образом, при принятых допущениях половина всех потерь активной мощности вызвана передачей реактивной мощности.

Если учесть, что потери электроэнергии в электрических сетях энергосистемы составляют 9%, то становится понятной необходимость компенсации реактивной мощности.

Для компенсации реактивной мощности используются компенсирующие устройства (КУ).

Компенсирующие устройство -- элемент электрической сети. Условно их разделяют на устройства: а) для компенсации реактивной мощности, потребляемой нагрузками и в элементах сети (поперечно включаемые батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы, синхронные двигатели и тому подобные устройства), б) для компенсации реактивных параметров линий (продольно включаемые батареи конденсаторов, поперечно включаемые реакторы и т.д.)

Расчётная реактивная мощность КУ, , квар определяется по формуле

,

где б - коэффициент, равный 0,9;

tgц, tgц_k - табличные величины.

Выбираем по значениям компенсирующие установки КУ - УК-0,38--75.

Затем определяется фактическое значение cosц_ф через tgц

где Q_к.см - стандартное значение мощности КУ, квар.

,

3. ВЫБОР МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА

На ТП 10/0,4 кВ возможна установка одного или двух трансформаторов, в зависимости от вида нагрузки, категории потребителя и полной расчетной мощности.

Однотрансформаторные цеховые ТП применяются для ЭП, допускающих перерыв в электроснабжении на время доставки «складского» резерва, или при резервировании, осуществляемом по перемычкам на вторичном напряжении.

Двухтрансформаторные цеховые ТП применяются при преобладании потребителей первой и второй категорий, а также при наличии неравномерного суточного или годового графика нагрузок.

Цеховые ТП с числом трансформаторов более двух применяются при обосновании необходимости их применения, а также в случаях установки раздельных трансформаторов для питания силовых и осветительных нагрузок.

Для данной установки выбираем 2 трансформатора по значению максимальной полной нагрузки S_м..

Принятые номинальные мощности трансформаторов проверяются по условиям работы в номинальном режиме работы (эксплуатации) по допустимым систематическим нагрузкам

где n - количество трансформаторов;

S_n - номинальная мощность выбранного трансформатора, кВА;

k_c - коэффициент систематической нагрузки.

При двухтрансформаторной подстанции выбранные мощности трансформаторов дополнительно проверяются по послеаварийному режиму из условия отключения одного из трансформаторов и обеспечения другим полной нагрузки ТП

Технические данные выбранного трансформатора заносятся в таблицу 3.1

Таблица 3.1 - технические данные силового трансформатора

Тип	Sн, кВА	Uн, кВ	Потери, кВт	Uк, %
			Pхх	Pк.з.
ТН 100/10	100	10/0,38	0,31	2,27	4,5

4. ВЫБОР СХЕМЫ ЦЕХОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Внутрицеховые сети выполняются по радиальной, магистральной или смешанной схемам. Каждый вид схемы имеет свою наиболее целесообразную область применения. Магистральные схемы широко применяются в помещениях с нормальной средой и равномерным распределением технологического оборудования. Радиальные схемы питания применяются в помещениях с любой средой. От ТП отходят линии, питающие непосредственно мощные ЭП или распределительные шкафы (пункты) - ШР и силовые шкафы, от которых отдельными линиями питают более мелкие ЭП. В качестве распределительных используются шкафы типа ШР11 (СП62 и СПУ62) с вводным рубильником и предохранителями на 6-8 присоединений к ЭП, а также новые серии распределительных шкафов - ПР24 и ПР11, укомплектованные автоматическими выключателями А3700 и АЕ2000. Распределительные шкафы обычно запитываются от цеховой ТП (КТП) кабелями, марка и способ прокладки которых определяются характером среды в помещении.

Для данного цеха выбираем радиальную схему питания ЭП первой категории.

Рисунок 4.1. Радиальная схема питания ЭП

5. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 КВ

Основной задачей электрических расчетов является выбор сечений кабелей, проводов, шинопроводов и защитных аппаратов для всех уровней системы электроснабжения на напряжении до 1 кВ. Выбранные сечения должны обеспечивать допустимые отклонения напряжения на зажимах всех ЭП, нормируемые стандартом по качеству электроэнергии. Для каждого участка цеховой сети по рассчитанному получасовому максимуму нагрузки и значению максимального пускового или пикового тока выбирается сечение проводника, а также тип и значения уставок аппаратов защиты от ненормальных режимов в сети: длительных, не предусмотренных перегрузок сети и коротких замыканий.

Выбор сечения проводника связан с выбором аппаратов защиты, поэтому выбор сечения проводника цеховой сети и защитных аппаратов выполняется совместно.

Для сетей напряжением до 1 кВ определяющим в выборе сечения проводника являются не экономические, а технические требования и условия: нагрев проводников, их механическая прочность, потери напряжения, термическая устойчивость к токам КЗ.

Расчёт электрической сети напряжением до 1 кВ по условиям нагрева и защиты производится следующим образом

где U_н - номинальное напряжение, кВ;

Выбираем провод, имеющий ток 115 А и сечение 35 мм², результаты заносим в таблицу 5.1

Проверяем выбранное сечение по допустимым потерям напряжения

где I - ток, протекающий по расчётному участку, А;

l - длина расчётного участка, км;

r₀ - активное сопротивление 1 км линии, Ом/км;

x₀ - индуктивное сопротивление 1 км линии, Ом/км;

ц - угол сдвига фаз между током и напряжением в электроприёмнике.

Таблица 5.2 - потери напряжения в сетях 0,38кВ

Участок сети	I, А	Длина участка l, км	Коэффициент мощности	Потери напряжения %
1	89,1	0,025	0,5	1
2	100,4	0,042	0,5	1,88

Далее проверяем сеть 0,38 кВ на колебания напряжения при пуске электродвигателей

где Z_c - полное сопротивление сети, Ом;

Z_эп - полное сопротивление короткого замыкания асинхронного двигателя при пуске, Ом;

V_t - допустимые колебания напряжения на зажимах двигателя в момент пуска, %. V_t = ±5%.

Полное сопротивление сети Z_c, Ом определяется по формуле

где Z_л - полное сопротивление линии, Ом;

Z_Т - полное сопротивление короткого замыкания трансформатора, Ом.

где Z₀ - удельное сопротивление линии, Ом/км;

l - длина линии, км.

Полное сопротивление короткого замыкания трансформатора Z_T, Ом

где U_k - сопротивление короткого замыкания трансформатора, %.

Тогда полное сопротивление сети Z_c, Ом будет равно

Полное сопротивление короткого замыкания асинхронного двигателя при пуске Z_эп, Ом определяется по формуле

где U_н - номинальное напряжение электродвигателя, В;

I_н - номинальный ток электродвигателя, А;

К - кратность пускового тока электродвигателя.

Колебания напряжения при пуске электродвигателей составят

6. РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

Расчет токов короткого замыкания необходим для выбора защитной аппаратуры и проверки ее на электродинамическую и термическую устойчивость, проверки коэффициента чувствительности, расчета токоограничивающих и заземляющих устройств.

Этот расчет в сравнении с расчетом токов КЗ в сетях напряжением выше 1 кВ обладает следующими особенностями:

- мощность системы Sc, кВА принимается бесконечной, то есть напряжение на шинах цеховых ТП считается неизменным при КЗ в сети напряжением до 1 кВ;

- учитываются активные и индуктивные сопротивления до точки КЗ всех элементов сети (силового трансформатора, проводов, контактов, трансформаторов тока, катушек максимального тока автоматов);

- расчет ведется в именованных единицах, напряжение принимается на 5% выше номинального напряжения сети (U = 1,05 • U_нсети = 400 В при U_нсети = 380 В).

Ток трёхфазного короткого замыкания I_к³, А

где Z - суммарное сопротивление до точки короткого замыкания, Ом.

где Z_ТР - суммарное сопротивление трансформатора, Ом;

R_k - сопротивление переходных контактов, Ом.

Активная составляющая напряжения короткого замыкания U_a %



S_н - номинальная мощность трансформатора, ВА.

^P_кз - потери короткого замыкания трансформатора, Вт;

где

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания U_p %

где U_к % - напряжение короткого замыкания, %;

U_а % - активная составляющая напряжения короткого замыкания, %.

Активное сопротивление R_TP, Ом и индуктивное X_TP, Ом сопротивления трансформатора определяются по формулам

Полное сопротивление трансформатора Z_ТР, Ом



где R_TP - активное сопротивление трансформатора, Ом;

X_TP - индуктивное сопротивление трансформатора, Ом.

Суммарное сопротивление до точки короткого замыкания Z, Ом

Тогда ток короткого замыкания будет равен

В соответствии с требованиями для проверки чувствительности защитных аппаратов (автоматических выключателей, предохранителей) в сетях 0,38 кВ рассчитывается ток однофазного короткого замыкания I_к⁽¹⁾, А в сетях в

глухозаземлённой нейтралью по формуле

где - треть сопротивления силового трансформатора при однофазном замыкании на корпус, Ом;

- фазное напряжение сети, В;

- полное сопротивление петли «фаза - нулевой провод», Ом.

Полное сопротивление петли «фаза - нулевой провод»



где , - суммарные активные сопротивления фазного и нулевого провода всех участков рассчитываемой цепочки (ТП-ЭП-ТП), Ом;

- сопротивление дуги в точке КЗ, Ом;

- активное сопротивление трансформатора тока, Ом;

- индуктивное сопротивление трансформатора тока, Ом;

- внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза - ноль», Ом/км;

- активное сопротивление автоматических выключателей, Ом;

- индуктивное сопротивление автоматических выключателей, Ом;

- сопротивление питающей системы, Ом;

- внутреннее индуктивное сопротивление проводов зануления, Ом/км.

Ток однофазного короткого замыкания I_к⁽¹⁾, А

Для проводов из цветных металлов и равны омическому сопротивлению при

,

где - удельная проводимость материала, м/(Ом•мм²);

- сечение проводника, мм².

Для проверки чувствительности защитных аппаратов ток однофазных коротких замыканий следует определять в самой удаленной точке сети, где максимальное.

Данные расчетов токов КЗ сводятся в таблицу 6.1

Таблица 6.1 - токи КЗ

Точка К.З	Данные трансформатора	, Ом	, Ом	Токи К.З., А
	, кВА		, Ом
1	100	4,5	63,8	63,815	4,7	3,6	79,6
2	100	4,5	63,8	63,815	4,5	3,6	86,9

7. Выбор защитной аппаратуры

В качестве защитных аппаратов в сетях 0,38 кВ предусматриваются плавкие предохранители и автоматические выключатели.

Задача расчета - определение уставок автоматических выключателей или номинальных токов плавких вставок предохранителей.

Уставки автоматических выключателей и номинальные токи плавких вставок предохранителей выбираются с учетом того, что защитные аппараты не должны отключать линию при кратковременных перегрузках или от пусковых токов крупных электродвигателей и токов самозапуска нагрузок.

Выбранные уставки защитных аппаратов проверяют по чувствительности защитных устройств при однофазном коротком замыкании в конце защищаемой зоны.

7.1 Выбор предохранителей

Предохранители предназначены для защиты от токов короткого замыкания и токов перегрузок.

Для защиты линии 0,38 кВ применяют предохранители наполненного типа ПНП - 2 и ПН - 2 и в последнее время взамен предохранителя ПН - 2 предохранителем ПП - 31.

Предохранители и плавкие вставки к ним выбираются по следующим параметрам:

- по номинальному напряжению сети, при котором предохранитель работает длительное время

,

где - номинальное напряжение предохранителя, В.

Для первой группы

Для второй группы

- по отключающей способности аппарата

,

где - предельный отключающий ток, кА;

- максимальный ток трехфазного короткого замыкания в конце линии, кА.

Для первой группы

Для второй группы

- по конструктивному исполнению и роду установки;

- по номинальному току плавкой вставки, А который она выдерживает, не расплавляясь, длительное время

,

где - максимальный рабочий ток линии без учета номинального тока наиболее мощного электродвигателя, А;

- пусковой ток наиболее мощного электродвигателя, подключенного к линии, А.

Если <, то его можно не учитывать.

Определяем пусковой ток

Тогда ток плавкой вставки равен

Для первой группы

Для второй группы

Проверка по коэффициенту чувствительности

где - максимальное значение тока однофазного заземления в конце линии, А.

Для первой группы

Для второй группы

Для первой и второй групп ЭП выбираем предохранители марки ПН2-400.

7.2 Выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели предназначены для защиты линии от короткого замыкания и перегрузок выше допустимых.

Широкое применение нашли автоматические выключатели серии А3700 на токи 160…630 А: А3700Б - токоограничивающие с электромагнитным расцепителем мгновенного действия и полупроводниковым расцепителем; А3700С - селективные с полупроводниковыми расцепителями с регулируемой выдержкой времени.

Автоматические выключатели серии А3700 могут включаться и отключаться вручную или электромеханическим приводом в виде отдельного блока, устанавливаемого над крышкой выключателя.

Для автоматического отключения при коротком замыкании служит расцепитель мгновенного действия.

Автоматические выключатели выбираются по следующим параметрам:

- по номинальному напряжению

,

где - номинальное напряжение аппарата, В.

Для первой группы

Для второй группы

- по номинальному току линии

,

где - номинальный ток аппарата, А.

Для первой группы

Для второй группы

- по току теплового расцепителя

,

где - расчетный максимальный ток, А;

Для первой группы

ля второй группы

Коэффициент чувствительности автоматического выключателя должен удовлетворять условиям:

Для первой группы

Для второй группы

Для первой и второй групп ЭП выбираем автоматические выключатели марки А3726Ф.

8. Расчет защитного заземления

Защитное заземление -- преднамеренное электрическое соединение с землей или ее эквивалентом металлических нетокопроводящих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением. Защитное заземление применяется в сетях напряжением до 1000 В переменного тока -- трехфазные трехпроводные с изолированной нейтралью; однофазные двухпроводные, изолированные от земли; двухпроводные сети постоянного тока с изолированной средней точкой обмоток источника тока; в сетях выше 1000 В переменного и постоянного тока с любым режимом нейтрали.

Заземление обязательно во всех электроустановках при напряжении 380В и выше переменного тока, 440 В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных установках при напряжении 42 В и выше переменного тока, 110 В и выше постоянного тока; при любых напряжениях во взрывоопасных помещениях.

В зависимости от места размещения заземлителей относительно заземляемого оборудования различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное. При выносном заземляющем устройстве заземлитель вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, при контурном заземляющем устройстве электроды заземлителя размещают по контуру (периметру) площадки, на которой находится заземляемое оборудование, а также внутри этой площадки.

8.1 Расчет естественного заземлителя

Естественный заземлитель в месте его присоединения к заземляющему устройству должен обеспечивать протекание по нему наибольшего допустимого тока , кА определяемого по формуле

,

где - сечение естественного заземлителя, мм²;

- допустимая плотность тока, кА/мм².

Допустимая плотность тока определяется:

.

где - время протекания тока, с;

- коэффициент (для стальных проводов и конструкций К_е = 0,07).

Т.к S = 250 мм², следовательно допустимый ток , кА будет равен

8.2 Расчет искусственного заземлителя

Согласно действующим ПУЭ сопротивление заземляющих устройств в случаях присоединения к заземляющему устройству нейтралей обмоток напряжением 380/220 В трансформаторов сопротивление контура заземления должно быть не более 4 Ом.

Установку заземлителя будем считать вертикальной, из круглой стали, верхний конец у поверхности земли

, ,

где - удельное сопротивление грунта вертикальных заземлителей, Ом м;

- длина вертикального заземлителя, м. l=3 м;

- длина по периметру закладки, м. L=160 м;

- диаметр электрода, м.

Т.к. в качестве электрода используется уголок, то ( - ширина полки).

Определяем сопротивление одиночного вертикального электрода

Определяем сопротивление горизонтальной заземляющей полосы из полосовой стали, приложенной, ниже уровня земли

,

где - удельное сопротивление грунта горизонтального заземлителей , Ом•м. чернозём.

- ширина полосы, м. b=0,5 м;

Определяем примерное количество вертикальных заземлителей при принятом

.

Далее вычисляем уточненное сопротивление вертикального заземлителя

Уточнение количества вертикальных заземлителей производится по формуле

.

Окончательное число вертикальных заземлителей принимают из условия их размещения, но не меньше чем .

Результирующее сопротивление заземляющего устройства находится как

,



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

электрический осветительный сеть

Электрические сети и подстанции органически входят в общий комплекс предприятия, как и другие производственные сооружения и коммуникации. Поэтому они должны увязываться со строительной и технологической частями, очередностью строительства и общим генеральным планом предприятия. Большой и все возрастающий удельный вес получают крупные энергоемкие предприятия черной и цветной металлургии, химии и другие, которые предъявляют высокие требования к их надежному и экономичному электроснабжению. Они характеризуются большими значениями суммарных установленных мощностей электроприемников, которые при дальнейшем развитии крупных комбинатов достигают 1500--2000 МВт.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алиев И.И. / Справочник по электротехнике и электрооборудованию/ И.И. Алиев - 3-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2002.-255с., ил.

2. ховцов В.П. Расчёт и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2010. - 214 с., ил. - Профессиональное образование.

3. Епанешников М.М. Электрическое освещение / М.М. Епанешников. - М.: Энергия, 2004

4. Правила устройства электроустановок.- М.: Энергоатомиздат, 2007.-640 с.

5. Кнорринг Г.М. Осветительные установки. - Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1981. - 288 с.

6. http://forca.ru/knigi/arhivy/elektrosnabzhenie-promyshlennyh-predpriyatiy.html

7. Библия электрика: ПУЭ, МПОТ, ПТЭ. - М.: Эксмо, 2012.-752с.-(Российское законодательство. Техническая литература).

Размещено на Allbest.ru