Проект электроснабжения нефтеперерабатывающего завода
Анализ технологической схемы нефтеперерабатывающего завода. Выбор параметров схемы электроснабжения, проверка электрооборудования. Расчет токов короткого замыкания, срабатывания релейной защиты. Проектирование электроснабжения инструментального цеха.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.07.2011 |
Размер файла | 1,3 M |
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.
Проверка:
Динамическая стойкость:
iуд2 iдин (23,065 < 74,5 кА)
Термическая стойкость:
По формуле 3.4:
B`k= 14,0602(1+0.0410)=205,789 кА2с
По формуле 3.5:
Bн= 14,06024 = 841 кА2с.
205,789 < 1851,977 кА2с.
Аналогично выбираются остальные ТТ.
Выбор трансформатора собственных нужд.
Свёдем расчёт ТСН в Таблицу 3.1.
Таблица 3.1. Расчет мощности ТСН
Вид потребителя |
Мощность, кВт х кол-во |
|
Подогрев шкафов КРУН |
1х17 |
|
Освещение ОРУ |
6х1 |
|
Подогрев приводов разъединителей, отделителей и короткозамыкателей |
0.6х6 |
|
Отопление, освещение, вентиляция ОПУ |
80х1 |
|
Суммарная нагрузка на 2 тр-ра |
106,6 |
Нагрузка на один трансформатор Sнагр=S?К0=106,60,7=74,62 кВА, где К0 - коэффициент одновременности, принимаем 0,7. Для ТСН необходимо иметь резерв, поэтому Sтр = 1,4 Sнагр = 1,474,62 = 104,468 кВА. Согласно (Таблицы 3-2 [9]) принимаем в качестве трансформатора СН ТСЗ-160/10.
Выбор предохранителя для защиты ТСН.
По формуле (3.1):
Рабочий ток: Iр = 9,238 А
Номинальный ток плавкой вставки определяется из условия Iпл.вст Ip. Отсюда номинальный ток плавкой вставки Iпл.вст =10 А.Т.о. выбираем предохранитель ПКТ101-10-10-31,5УЗ [14].
Выбор предохранителя для защиты трансформатора напряжения.
Выбор предохранителя для защиты ТН осуществляется по номинальному напряжению и марке ТН. Выбираем предохранитель для НТМИ-10-66У3 - ПКН001-10-66У3 [14].
3.2 Выбор низковольтных аппаратов предприятия
В связи с высокими значениями токов короткого замыкания не все выключатели имеют необходимую отключающую способность, поэтому роль защитного аппарата будет выполнять высоковольтный выключатель, а автоматами предполагается производить коммутации в штатном режиме. Используем автоматы серии ВА и «Электрон».
Таблица 3.2. Выбор автоматических выключателей
№ЭП |
Sн, кВт |
Iн, A |
Iн*1,5 |
Iн.авт., А |
Iрасц кз, кА |
Серия |
|
1 |
1600 |
2309,40 |
3464,10 |
4000 |
65 |
Э40С-У3 |
|
2 |
1000 |
1443,38 |
2165,06 |
2500 |
45 |
Э25В-У3 |
|
3 |
1600 |
2309,40 |
3464,10 |
4000 |
65 |
Э40С-У3 |
|
5 |
1600 |
2309,40 |
3464,10 |
4000 |
65 |
Э40С-У3 |
|
6 |
630 |
909,33 |
1363,99 |
1600 |
40 |
Э25В-У3 |
|
7 |
630 |
909,33 |
1363,99 |
1600 |
40 |
Э25В-У3 |
|
8 |
4000 |
5772,50 |
8658,75 |
6300 |
115 |
Э40С-У3 |
|
9 |
630 |
909,33 |
1363,99 |
1600 |
40 |
Э25В-У3 |
|
16 |
630 |
909,33 |
1363,99 |
1600 |
40 |
Э25В-У3 |
|
РП-4 |
738,88 |
1066,48 |
1599,72 |
1600 |
40 |
Э25В-У3 |
|
РП-10 |
373,95 |
539,75 |
809,62 |
1600 |
40 |
Э25В-У3 |
|
РП-11 |
104,00 |
150,11 |
225,17 |
250 |
2,5 |
ВА57-35 |
|
РП-12 |
144,65 |
208,78 |
313,18 |
630 |
25 |
Э06В-У3 |
|
РП-13 |
18,65 |
26,92 |
40,38 |
250 |
2,5 |
ВА57-35 |
|
РП-14 |
40,65 |
58,67 |
88,01 |
250 |
2,5 |
ВА57-35 |
|
РП-15 |
236,33 |
341,11 |
511,67 |
630 |
25 |
Э06В-У3 |
|
РП-17.1 |
29 |
41,86 |
62,79 |
250 |
2,5 |
ВА57-35 |
|
РП-17.2 |
78 |
112,58 |
168,87 |
250 |
2,5 |
ВА57-35 |
|
РП-17.3 |
387 |
558,59 |
837,88 |
1600 |
40 |
Э25В-У3 |
|
Секционные автоматы |
|||||||
1 |
- |
1154,70 |
1732,05 |
2500 |
45 |
Э25В-У3 |
|
2 |
- |
721,69 |
1082,53 |
1600 |
40 |
Э25В-У3 |
|
3 |
- |
1154,70 |
1732,05 |
2500 |
45 |
Э25В-У3 |
|
5 |
- |
1154,70 |
1732,05 |
2500 |
45 |
Э25В-У3 |
|
6 |
- |
454,67 |
682,00 |
1000 |
40 |
Э10В-У3 |
|
7 |
- |
454,67 |
682,00 |
1000 |
40 |
Э10В-У3 |
|
8 |
- |
2886,25 |
3929,38 |
4000 |
65 |
Э40С-У3 |
|
9 |
- |
454,67 |
682,00 |
1000 |
40 |
Э10В-У3 |
|
16 |
- |
454,67 |
682,00 |
1000 |
40 |
Э10В-У3 |
|
РП-4 |
- |
533,24 |
404,81 |
630 |
25 |
Э06В-У3 |
|
РП-10 |
- |
269,88 |
112,59 |
630 |
25 |
Э06В-У3 |
|
РП-11 |
- |
75,06 |
156,59 |
250 |
2,5 |
ВА57-35 |
|
РП-12 |
- |
104,39 |
20,19 |
250 |
2,5 |
ВА57-35 |
|
РП-13 |
- |
13,46 |
44,01 |
250 |
2,5 |
ВА57-35 |
|
РП-14 |
- |
29,34 |
255,84 |
250 |
2,5 |
ВА57-35 |
|
РП-15 |
- |
170,56 |
31,40 |
250 |
2,5 |
ВА57-35 |
|
РП-17.1 |
- |
20,93 |
84,44 |
250 |
2,5 |
ВА57-35 |
|
РП-17.2 |
- |
56,29 |
418,94 |
250 |
2,5 |
ВА57-35 |
|
РП-17.3 |
- |
279,30 |
404,81 |
630 |
25 |
Э06В-У3 |
3.3 Выбор компенсирующих устройств
По условиям источника энергии, на предприятии требуется поддерживать cos(?) не менее 0,95. Так как cos(?) предприятия значительно ниже требуемого, то в проекте предполагаем установку компенсирующих устройств.
Местом установки компенсирующих устройств выберем шины низкого напряжения каждой из ЦТП. Основаниями для выбора являются следующие причины: Снижение мощности трансформаторов ЦТП (так как необходимая реактивная мощность генерируется непосредственно в цехах), уменьшение сечений кабелей, соответственно снижение потерь в трансформаторах и кабельных линиях, а также то, что в обслуживании батареи конденсаторов на 0,4 кВ проще, чем на 10 кВ. При этом на предприятии имеются синхронные двигатели, которые можно использовать для компенсации мощности высоковольтных приёмников.
Компенсация реактивной мощности приёмников напряжением 10 кВ выполним при помощи комплектных конденсаторных установок:
Суммарная реактивная мощность высоковольтных цехов:
Для цеха установки каталитического крекинга выберем две комплектных конденсаторных установки УКЛ 57-10,5-3200 У3, мощностью 3200 кВА [7].
Для компенсации реактивной мощности на напряжении 0,4 кВ, используем батареи конденсаторов. На основании расчётных мощностей (активной и реактивной) найдём необходимую мощность компенсирующих устройств. Для цеха электрообессоливающей установки:
Мощность после компенсации [1]:
По формуле (2.3):
Расчётная мощность батарей:
(3.7)
Аналогичным образом проведём расчёт для остальных цехов и сведём результаты в Таблицу 3.3.
Таблица 3.3. Определение мощности подлежащей компенсации на 0,4 кВ
№ |
Цеха и узлы питания, группы электроприемников |
Рр, кВт |
tgц |
Qр, кВА |
Qрнорм, кВА |
?Qр, кВА |
|
1 |
Электрообессоливающая установка |
828,605 |
0,328 |
723,36 |
271,782 |
451,578 |
|
2 |
Комбинированная установка |
1052,752 |
0,328 |
787,50 |
345,303 |
442,197 |
|
3 |
Установка каталитического крекинга |
833,527 |
0,328 |
515,41 |
273,397 |
242,013 |
|
4 |
Газофракционирующая установка |
738,876 |
0,328 |
457,39 |
242,351 |
215,039 |
|
5 |
Установка алкинации |
979,651 |
0,328 |
606,50 |
321,326 |
285,174 |
|
6 |
Этилсмесительная установка |
736,706 |
0,328 |
641,08 |
241,639 |
399,441 |
|
7 |
Блок оборотного водоснабжения |
950,678 |
0,328 |
587,39 |
311,823 |
275,567 |
|
8 |
Атмосферно-вакуумная установка |
3667,907 |
0,328 |
3223,69 |
1203,073 |
2020,617 |
|
9 |
Установка каталитического крекинга 0,4 кВ |
1229,303 |
0,328 |
1031,84 |
403,211 |
628,629 |
|
10 |
Установка инертного газа |
373,954 |
0,328 |
276,76 |
122,657 |
154,103 |
|
11 |
Ремонтно-механический цех |
104,002 |
0,328 |
133,40 |
34,113 |
99,287 |
|
12 |
Электроцех |
144,651 |
0,328 |
145,08 |
47,446 |
97,634 |
|
13 |
Пожарное депо |
18,651 |
0,328 |
18,620 |
6,118 |
12,502 |
|
14 |
ЦЗЛ |
40,651 |
0,328 |
29,25 |
13,334 |
15,916 |
|
15 |
Административный корпус, столовая |
236,332 |
0,328 |
195,37 |
77,517 |
117,853 |
|
17.1 |
Резервуарные парки |
29,000 |
0,328 |
18,21 |
9,512 |
8,698 |
|
17.2 |
Резервуарные парки |
78,000 |
0,328 |
49,92 |
25,584 |
24,336 |
|
17.3 |
Резервуарные парки |
387,000 |
0,328 |
245,82 |
126,936 |
118,884 |
На основании расчёта выполним выбор компенсирующих устройств, и сведём его в Таблицу 3.4.
Таблица 3.4. Выбор компенсирующих устройств
№ |
Цеха и узлы питания, группы электроприемников |
?Qр, кВА |
Тип БК |
Количество БК |
Qбк, кВА |
|
1 |
Электрообессоливающая установка |
451,578 |
УКМ - 0,4-250 (25х10) Н У3 |
2 |
500,000 |
|
2 |
Комбинированная установка |
442,197 |
УКМ - 0,4-225 (25х9) Н У3 |
2 |
450,000 |
|
3 |
Установка каталитического крекинга |
242,013 |
УКМ - 0,4-150 (25х5) Н У3 |
2 |
250,000 |
|
4 |
Газофракционирующая установка |
215,039 |
УКМ - 0,4-150 (25х5) Н У3 |
2 |
250,000 |
|
5 |
Установка алкинации |
285,174 |
УКМ - 0,4-150 (25х6) Н У3 |
2 |
300,000 |
|
6 |
Этилсмесительная установка |
399,441 |
УКМ - 0,4-200 (50х4) Н У3 |
2 |
400,000 |
|
7 |
Блок оборотного водоснабжения |
275,567 |
УКМ - 0,4-150 (25х6) Н У3 |
2 |
300,000 |
|
8 |
Атмосферно-вакуумная установка |
2020,617 |
УКМ - 0,4-1025 (25x1+100х10) Н У3 |
2 |
2050,000 |
|
9 |
Установка каталитического крекинга 0,4 кВ |
628,629 |
УКМ - 0,4-325 (25х1+100х3) Н У3 |
2 |
650,000 |
|
10 |
Установка инертного газа |
154,103 |
УКМ - 0,4-100 (25х4) Н У3 |
2 |
200,000 |
|
11 |
Ремонтно-механический цех |
99,287 |
УКМ - 0,4-50 (25х2) Н У3 |
2 |
100,000 |
|
12 |
Электроцех |
97,634 |
УКМ - 0,4-50 (25х2) Н У3 |
2 |
100,000 |
|
15 |
Административный корпус, столовая |
117,853 |
УКМ - 0,4-75 (25х1+50x1) Н У3 |
2 |
150,000 |
|
17.3 |
Резервуарные парки |
118,884 |
УКМ - 0,4-75 (25х1+50x1) Н У3 |
2 |
150,000 |
В пожарном депо, ЦЗЛ, и в части (17.1 и 17.2) резервуарных парков конденсаторов не предусматривается, в связи с незначительной величиной реактивной мощности.
4. Выбор и расчёт устройств релейной защиты и автоматики
4.1 Общие положения
Надежное и экономичное функционирование системы электроснабжения возможно только при автоматическом управлении ее элементами. Автоматическое управление осуществляется комплексом автоматических управляющих устройств, среди которых первостепенное значение имеют устройства релейной защиты и противоаварийной автоматики (УРЗиА), действующие при повреждениях или ненормальных режимах работы электроустановок.
Для предотвращения развития аварий и уменьшения размеров возможного ущерба необходимо быстро выявить и отключить поврежденный элемент и ввезти в работу другой, заменяющий вышедший из строя. При этом для сохранения в работе неповрежденного электрооборудования, прежде всего, должна срабатывать защита, ближе всех расположенная к месту повреждения. Кроме того, используемые устройства должны быть надежными и требовать минимальных затрат как временных, так и финансовых, на их обслуживание
4.2 Расчёт релейной защиты трансформатора
Произведём расчёт защиты трансформатора 10/0,4 кВ, мощностью 630 кВА, установленного в ЦТП - 9.
Согласно [16] для таких трансформаторов должны предусматриваться устройства релейной защиты, действующие при:
- многофазных коротких замыканиях в обмотках и на их выводах; внутренних повреждениях;
- токах в обмотках, обусловленных внешними короткими замыканиями;
- токах в обмотках, обусловленных перегрузкой (если она возможна); однофазных замыканиях на землю.
Для защиты от многофазных коротких замыканий в обмотках и на их выводах применяют максимальную токовую отсечку без выдержки времени в двухфазном, двухрелейном исполнении.
Защиту от коротких замыканий внутри трансформатора обеспечивает газовое реле или реле давления. Газовое реле содержит два элемента - сигнальный и отключающий. Сигнальный элемент срабатывает при повреждениях, сопровождающихся слабым газообразованием после накопления определенного объема газа в реле. При значительном повреждении, вызывающем бурное выделение газа, повышается давление внутри бака и создается переток масла в сторону расширителя, воздействующий на отключающий элемент. Последний срабатывает при превышении заданной скорости потока масла. При этом газ из бака трансформатора попадает в газовое реле и вызывает срабатывание сигнального элемента позже действия отключающего элемента.
Защиту от токов, обусловленных внешними короткими замыканиями, выполняют максимально токовой с выдержкой времени при действии на отключение и устанавливают со стороны питания. Если для токовой защиты не достигаются надежная отстройка и нужный коэффициент чувствительности, применяют другую защиту, в частности токовую с пуском минимального напряжения.
Защиту от токов в обмотках, обусловленных перегрузкой, устанавливают со стороны питания одним реле, включенным в одну фазу.
На трансформаторах при схеме соединений обмоток с заземленной нейтралью следует предусматривать защиту от однофазных замыканий на землю в сети низшего напряжения. Обычно осуществляют защиту нулевой последовательности, присоединенную к трансформатору тока, установленному в его нулевом проводе, действующем на отключение автоматического выключателя, установленного на стороне низшего напряжения.
Рис. 4.1. Исходная схема и схема замещения к расчёту релейной защиты трансформатора 10,5/0,4 кВ:
а) - исходная схема; б) - схема замещения.
4.2.1 Токовая отсечка
Так как используется цифровая защита, то при расчётах ток уставки принимаем равным току срабатывания.
Расчет первичного тока срабатывания производится на основании отстройки от максимального тока внешнего КЗ [13].
(4.1)
где - максимальное значение периодической составляющей тока КЗ - коэффициент отстройки для SEPAM. Из расчёта токов КЗ:
кА
кА
Сопротивление системы [14]:
(4.2)
Расчет параметров кабельной линии:
(4.3)
(4.4)
Ом
Ом
Первичный ток срабатывания [13]:
(4.5)
Расчет вторичного тока срабатывания [13]:
(4.6)
где - коэффициент трансформации ТТ.
Оценка чувствительности [13]:
На основе расчета коэффициента чувствительности по первичным токам:
(4.7)
где - ток двухфазного КЗ на выводах ВН трансформатора в минимальном режиме энергосистемы.
Ток короткого замыкания на выводах ВН трансформатора (Таблица 2.10):
(4.9)
Коэффициент чувствительности:
(4.10)
Защита проходит по чувствительности, согласно [16].
4.2.2 Максимальная токовая защита
Максимальная токовая защита выполняет функции ближнего и дальнего резервирования при междуфазных КЗ.
Выбор тока срабатывания:
Ток срабатывания рассчитываем на основании следующей зависимости:
(4.11)
где - номинальный ток трансформатора.
Следует отметить, что в SEPAM имеется функция максиметра тока, использование её позволит повысить чувствительность МТЗ за счёт корректировки тока уставки в зависимости от максимального тока нагрузки.
(4.12)
А
Расчет вторичного тока срабатывания [13]:
(4.13)
Оценка чувствительности:
Коэффициент чувствительности для ближнего резервирования [13]:
(4.14)
где - ток минимального двухфазного КЗ на выводах НН
Суммарное реактивное сопротивление до точки К-2:
(4.14)
Суммарное активное сопротивление до точки К-2:
(4.15)
(4.16)
(4.17)
Защита проходит по чувствительности, согласно [16]
Выбор времени срабатывания:
Время срабатывания максимальной токовой защиты выбирается исходя из следующих условий:
- для обеспечения термической стойкости трансформатора время срабатывания не должно превышать допустимых значений;
- для обеспечения селективности время срабатывания минимальной токовой защиты согласуется с выдержками времени аналогичных ступеней защит смежных объектов.
В случае применения защит с независимой характеристикой [13]:
tсз = tсз пред + t (4.18)
где tсз пред - время срабатывания предыдущей защиты (время срабатывания автоматического выключателя ввода, время срабатывания автоматического выключателя и величина запаса по времени для цифровых устройств);
t - ступень селективности;
tсз = 0,5 + 0,2 = 0,7 с
Коэффициент чувствительности для дальнего резервирования [13]:
(4.19)
где - ток минимального двухфазного КЗ на выводах в конце зоны дальнего резервирования.
Суммарное реактивное сопротивление до точки К-3:
(4.20)
Суммарное активное сопротивление до точки К-3:
(4.21)
Ток минимального трехфазного КЗ на выводах в конце зоны дальнего резервирования [13]:
(4.22)
Ток минимального КЗ на выводах в конце зоны дальнего резервирования [13]:
(4.23)
Коэффициент чувствительности для дальнего резервирования [13]:
(4.24)
Согласно [16] . Защита для дальнего резервирования не проходит по чувствительности.
МТЗ в двухрелейном исполнении нечувствительна к однофазным коротким замыканиям, поэтому для защиты от данного вида повреждений применяется специальная токовая защита нулевой последовательности которая устанавливается в нейтрали трансформатора.
4.2.3 Защита трансформатора от перегрузки
Расчет защиты для стороны 0,4 кВ.
Ток срабатывания защиты от перегрузки [13]:
(4.25)
А;
Выдержку времени защиты принимаем c [15].
Защита срабатывает на сигнал.
4.2.4 Специальная токовая защита нулевой последовательности
Для расчета релейной защиты трансформатора принимается, что двухобмоточный трансформатор должен быть рассчитан на продолжительную нагрузку нейтрали обмотки НН для схемы соединения Y/Yн-0 - не более 25% [13].
Выбор тока срабатывания:
Ток срабатывания отстраивается от токов небаланса в нулевом проводе:
(4.26)
где ; - ток небаланса.
(4.27)
Расчет вторичного тока срабатывания:
(4.28)
Выдержка времени СТЗНП при отсутствии смежных защит нулевой последовательности принимается .
Оценка чувствительности:
Чувствительность для ближнего резервирования [13]:
(4.29)
где ZТ - условная величина, численно равная геометрической сумме полных сопротивлений току однофазного КЗ питающей энергосистемы, трансформатора, а также переходных сопротивлений [15]:
(4.30)
Значения найдём из [15], применительно к трансформатору мощностью 3200 кВА с типом соединения обмоток Y/Y0.
мОм
(4.31)
Защита проходит по чувствительности, т. к. согласно [16] .
Ток однофазного КЗ на выводах в конце зоны дальнего резервирования, приведенный к напряжению 0,4 кВ [15]:
(4.32)
где - сопротивление петли фаза-оболочка для кабеля ААБл 4х16 и длины 0,046 км. По [15] принимаем
(4.33)
Согласно [16] , следовательно, защита проходит по чувствительности.
4.2.5 Газовая защита
Газовая защита является обязательной для внутрицеховых трансформаторов мощностью выше 630 кВА, вне зависимости от наличия быстродействующих защит [16].
Для рассматриваемого трансформатора, который обладает мощностью 4000 кВА предусматривается газовое реле типа РГЗЧ, которое монтируется в патрубок расширительного бачка. Если на станции имеется постоянный дежурный персонал, то газовую защиту выполняют одноступенчатой с действием на сигнал при любых повреждениях внутри бака трансформатора. Для сигнализации выделяется один дискретный вход блока SEPAM 1000+, и индикатор на выносном терминале. При интеграции защиты в общую сеть, осуществляется передача сигнала на верхний уровень.
4.3 Расчёт Релейной защиты синхронного двигателя
Определение параметров схемы замещения.
Рис. 4.2. Исходная схема и схема замещения к расчёту релейной защиты синхронного двигателя 6 кВ:
а) - исходная схема; б) - схема замещения.
Параметры системы, по [формула 4.2]:
Пусковой ток двигателя.
При расчете принимаем допущение, что в момент, предшествующий короткому замыканию, электродвигатели работали с номинальными параметрами [1].
(4.34)
где - номинальный коэффициент мощности двигателя;
- КПД двигателя;
- кратность пускового тока двигателя;
- номинальная мощность на валу двигателя, кВт.
(4.35)
А
4.3.1 Токовая отсечка
Основной защитой на электродвигателях напряжением выше 1000 В и мощностью до 5000 кВт является защита от междуфазных КЗ в обмотках статора, выполненная в виде ТО без выдержки времени [16]. В зону действия ТО входит также и силовой кабель, соединяющий двигатель с выключателем, так как блок защиты установлен в ячейке выключателя.
Ток срабатывания ТО электродвигателя определяем из условия отстройки от пускового тока электродвигателя по формуле:
(4.36)
А
где =1,15;
Принимаем трансформатор тока марки ТЛК-10-2-75/5, =15. Номинальный ток, задаваемый при конфигурировании защит блока SEPAM 1000+, составляет =75 А, базисный ток присоединения - =38 А.
Чувствительность защиты:
(4.37)
что больше требуемого по [16] минимального коэффициента чувствительности .
Используем группу уставок А защиты 50/51 элемент 1. Защита срабатывает на отключение электродвигателя без выдержки времени.
4.3.2 Защита от замыкания на землю
Ток срабатывания защиты определяем по формуле [18]:
(4.38)
где собственный емкостной ток присоединения включает емкостной ток кабеля и емкостной ток двигателя.
Для кабеля питающего электродвигатель =1; =0.06 км; =1,0 А/км, тогда собственный емкостной ток кабеля:
(4.39)
А
Емкостной ток электродвигателя определяем по формуле [18]:
(4.40)
где - емкость двигателя, Ф.
Емкость двигателя определяем по формуле [18]:
(4.41)
где - номинальная полная мощность электродвигателя, МВА;
- номинальное напряжение электродвигателя, =6 кВ.
Ф
Емкостной тог электродвигателя по формуле [18]:
А
Расчетный ток срабатывания защиты по формуле [18]:
(4.42)
А
Полученное значение оказалось меньше, чем минимальный ток срабатывания защиты Iсзмин, определяемый типом используемого ТТНП, таким образом ток срабатывания принимается:
Iсз = Iсзмин (4.42б)
Принимаем к установке трансформатор нулевой последовательности типа ТЗЛ, у которого Iсзмин = 0,68А. Защита 50N срабатывает без выдержки времени и действует на отключение электродвигателя.
4.3.3 Защита от перегрузки
Ток срабатывания защиты от перегрузки определяем по формуле [17]:
(4.43)
где коэффициент отстройки = 1,2 [6]:
А;
Выдержка времени защиты должна быть больше времени нормального пуска электродвигателя и времени его самозапуска при пониженном напряжении [18].
Защита от перегрузки, или затянутого пуска (48/51 LR) срабатывает на отключение электродвигателя.
4.3.4 Защита минимального напряжения
Защита минимального напряжения выполняется групповой и предназначена для обеспечения или облегчения самозапуска ответственных электродвигателей СН при понижении напряжения на шинах, или обеспечения автоматического ввода резервных (АВР) ответственных электродвигателей.
Защиту выполняем с одной ступенью срабатывания по напряжению, уставку которого определяем по формуле [18]:
(4.44)
Напряжение срабатывания реле определяем по формуле:
(4.45)
где - коэффициент трансформации трансформатора напряжения.
В,
В.
По времени срабатывания вводим две ступени защиты:
- первая ступень =0,5 с, отстраивается от времени срабатывания ТО электродвигателей, [18];
- вторая ступень = 10…15c [18].
Рассматриваемый электродвигатель отключается от сети при действии второй ступени защиты по времени.
5. Проект электроснабжения инструментального цеха
5.1 Постановка задачи
Разработать проект электроснабжения инструментального цеха завода.
Рис. 5.1. Генплан инструментального цеха
Таблица 5.1. Параметры электрооборудования инструментального цеха
Номер по плану |
Наименование оборудования |
Установленная мощность, кВт |
|
1-4 |
Шахтная электропечь |
25 |
|
5,6 |
Камерная электропечь |
40 |
|
7,12,15 |
Закалочный бак |
1,1 |
|
8,9 |
Шахтная электропечь |
30 |
|
10 |
Ванна обезжиривания |
1,1 |
|
11,13,14 |
Электропечь-ванна |
15 |
|
16,17 |
Установка высокой частоты. кВА |
40 |
|
18,19 |
Вентиляторы |
7,5 |
|
20-22 |
Универсальный круглошлифовальный станок |
13+4,0+0,6 |
|
23,24 |
Токарный станок |
7,5+2,2+0,6 |
|
25-27 |
Токарно-винторезный автомат |
13+1,5+0,2 |
|
28,29 |
Вертикально-фрезерный станок |
10+2,2+0,4 |
|
30,31 |
Вертикально-сверлильный станок |
5,5+0,4 |
|
32 |
Кран мостовой 5т |
7,5+2,2+11 |
|
33 |
Заточный станок |
3,0 |
5.2 Определение центра электрических нагрузок цеха
Выбор схемы внутрицеховой сети начинаем с определения местонахождения цеховой трансформаторной подстанции. ТП и КТП в целях экономии металла и электроэнергии рекомендуется устанавливать в центре электрических нагрузок (ЦЭН), координаты которого определяются из соотношений [1]:
(5.1)
где Pi - расчётная мощность i-го электроприёмника
Xi, Yi - координаты электроприёмника
(5.2)
где - коэффициент спроса для i-го электроприёмника. Результаты приведены в Таблице 5.2
Ремонтно-механический цех:
13,49 м
14,43 м
Центр электрических нагрузок цеха расположен в точке (13,49; 14,43). Так как установка РП в этой точке невозможна из-за установленного там технологического оборудования, перемещаем РП вниз и влево относительно ЦЭН.
Таблица 5.2. Определение ЦЭП
№ п/п |
Корд. Х, см |
Корд. У, см |
Кс |
Ки |
cos |
Рном, кВт |
Ррасч, кВт |
Iн, А |
|
1 |
1964 |
418 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
25 |
6,25 |
58,436 |
|
2 |
1763 |
418 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
25 |
6,25 |
58,436 |
|
3 |
1562 |
418 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
25 |
6,25 |
58,436 |
|
4 |
1361 |
418 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
25 |
6,25 |
58,436 |
|
5 |
1392 |
1145 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
40 |
10 |
93,498 |
|
6 |
1392 |
897 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
40 |
10 |
93,498 |
|
7 |
1717 |
1052 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
1,1 |
0,275 |
2,571 |
|
8 |
1361 |
1570 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
30 |
7,5 |
70,123 |
|
9 |
1361 |
1802 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
30 |
7,5 |
70,123 |
|
10 |
1709 |
1694 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
1,1 |
0,275 |
2,571 |
|
11 |
2212 |
1149 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
15 |
3,75 |
35,062 |
|
12 |
2212 |
1392 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
1,1 |
0,275 |
2,571 |
|
13 |
2212 |
1593 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
15 |
3,75 |
35,062 |
|
14 |
2178 |
1827 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
15 |
3,75 |
35,062 |
|
15 |
1913 |
2260 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
1,1 |
0,275 |
2,571 |
|
16 |
2237 |
2318 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
40 |
10 |
93,498 |
|
17 |
2043 |
2745 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
40 |
10 |
93,498 |
|
18 |
2165 |
3078 |
0,8 |
0,65 |
0,8 |
0,8 |
0,64 |
1,519 |
|
19 |
1998 |
3267 |
0,8 |
0,65 |
0,8 |
0,8 |
0,64 |
1,519 |
|
20 |
759 |
234 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
17,6 |
4,4 |
41,139 |
|
21 |
271 |
234 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
17,6 |
4,4 |
41,139 |
|
22 |
230 |
979 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
17,6 |
4,4 |
41,139 |
|
23 |
1041 |
693 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
10,3 |
2,575 |
24,076 |
|
24 |
1041 |
1231 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
10,3 |
2,575 |
24,076 |
|
25 |
257 |
1578 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
14,7 |
3,675 |
34,360 |
|
26 |
583 |
1438 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
14,7 |
3,675 |
34,360 |
|
27 |
258 |
2119 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
14,7 |
3,675 |
34,360 |
|
28 |
292 |
2625 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
12,6 |
3,15 |
29,452 |
|
29 |
292 |
3124 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
12,6 |
3,15 |
29,452 |
|
30 |
1042 |
1629 |
0,17 |
0,15 |
0,55 |
5,9 |
1,003 |
16,298 |
|
31 |
1042 |
1932 |
0,17 |
0,15 |
0,55 |
5,9 |
1,003 |
16,298 |
|
32 |
645 |
2851 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
20,7 |
5,175 |
48,385 |
|
33 |
1046 |
2165 |
0,25 |
0,2 |
0,65 |
3 |
0,75 |
7,012 |
5.3 Определение расчётных нагрузок механического цеха
При определении нагрузок цеха, используем метод упорядоченных диаграмм. Этот метод является основным при определении расчётных нагрузок систем электроснабжения. При выполнении расчётов распределяем электроприёмники на характерные группы и намечаем узлы питания. Расчёт проводим для всех узлов нагрузки и цеха в целом.
Находим суммарную номинальную мощность группы электроприёмников Рн [1]:
(5.3)
где pн - номинальная активная мощность электроприёмника
Групповой коэффициент использования активной мощности Ки [1]:
(5.4)
где ки - индивидуальный коэффициент использования
Эффективное число электроприёмников nэ [1]:
(5.5)
Эффективным числом электроприёмников называют такое число одинаковых по мощности по режиму работы электроприёмников, которое даёт туже величину расчётного максимума, что и группа различных по мощности и режиму работы электроприемников.
Средняя активная нагрузка за наиболее загруженную смену одного приёмника [1]:
(5.6)
Средняя реактивная нагрузка за наиболее загруженную смену одного приёмника [1]:
(5.7)
где tg() - тангенс угла сдвига фаз между током и напряжением, определяемый из коэффициента мощности cos().
Средняя активная нагрузка группы электроприёмников за наиболее загруженную смену [1]:
(5.8)
Средняя активная нагрузка группы электроприёмников за наиболее загруженную смену [1]:
(5.9)
Расчётная активная нагрузка группы электроприёмников Рр [1]:
(5.10)
где Км - групповой коэффициент максимума, определяемый с учётом nэ и Ки
Полная расчётная мощность группы электроприёмников Sp [1]:
(5.11)
Расчётный ток группы электроприёмников Iр [1]:
(5.12)
Расчёты приведены в Таблице 5.3, в которой координаты и номинальная мощность взяты из исходных данных. а Ки и cos() взяты из справочников [10].
Таблица 5.3. Определение расчётных нагрузок механического цеха
№ п/п |
Узлы питания и группы Эл/пр |
Количество n, шт. |
Мощность одного приёмника, кВт |
Общая мощность. кВт |
m=Pнмакс/Рнмин |
Коэффициент использования Ки |
cos? |
tg? |
Рсм, кВт |
Qсм, кВАр |
nэ |
Коэффициент макимума Км |
Рр, кВт |
Qp, кВАр |
Sp, кВА |
Ip=Iм/Iп, А |
|
Переменнный график нагрузки |
|||||||||||||||||
1,2,3,4 |
Шахтная электропечь |
4 |
25 |
100 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
20 |
23,38 |
||||||||
Итого по переменной нагрузке |
4 |
25 |
100 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
20 |
23,38 |
|||||||||
СП-1 |
|||||||||||||||||
Переменный график нагрузки |
|||||||||||||||||
20-22 |
Универсальный круглошлифовальный станок |
3 |
17,6 |
52,8 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
10,56 |
12,35 |
||||||||
23,24 |
Токарный станок |
2 |
10,3 |
20,6 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
4,12 |
4,82 |
||||||||
30,31 |
Вертикально-сверлильный станок |
2 |
5,9 |
11,8 |
0,15 |
0,55 |
1,52 |
1,77 |
2,69 |
||||||||
33 |
Заточный станок |
1 |
3 |
3 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
0,6 |
0,70 |
||||||||
Итого по переменной нагрузке |
8 |
3 до 17,6 |
88,2 |
0,193 |
0,63 |
1,23 |
17,05 |
20,55 |
6,38 |
2,1 |
35,805 |
19,045 |
40,555 |
61,619 |
|||
ИТОГО по СП-1 |
8 |
3 до 17,6 |
88,2 |
0,193 |
0,63 |
1,23 |
17,05 |
20,55 |
35,805 |
19,045 |
40,555 |
61,619 |
|||||
СП-2 |
|||||||||||||||||
Переменный график нагрузки |
|||||||||||||||||
25-27 |
Токарно-винторезный автомат |
3 |
14,7 |
44,1 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
8,82 |
10,31 |
||||||||
28,29 |
Вертикально-фрезерный станок |
2 |
12,6 |
25,2 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
5,04 |
5,89 |
||||||||
32 |
Кран мостовой 5т |
1 |
20,7 |
20,7 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
4,14 |
4,84 |
||||||||
Итого по переменной нагрузке |
6 |
12,6 до 20,7 |
90 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
18 |
21,04 |
5,8 |
2,24 |
40,320 |
21,677 |
45,778 |
69,554 |
|||
ИТОГО по СП-2 |
6 |
12,6 до 20,7 |
90 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
18 |
21,04 |
40,320 |
21,677 |
45,778 |
69,554 |
|||||
СП-3 |
|||||||||||||||||
Постоянный график нагрузки |
|||||||||||||||||
18,19 |
Вентиляторы |
2 |
0,8 |
1,6 |
0,65 |
0,8 |
0,75 |
1,04 |
0,78 |
||||||||
Итого по постоянной нагрузке |
2 |
0,8 |
1,6 |
0,65 |
0,8 |
0,75 |
1,04 |
0,78 |
2 |
1,29 |
1,342 |
0,706 |
1,516 |
2,303 |
|||
Переменный график нагрузки |
|||||||||||||||||
15 |
Закалочный бак |
1 |
1,1 |
1,1 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
0,22 |
0,26 |
||||||||
16,17 |
Установка высокой частоты, кВА |
2 |
40 |
80 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
16 |
18,71 |
||||||||
Итого по переменной нагрузке |
3 |
1,1 до 40 |
81,1 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
16,22 |
18,96 |
2,1 |
2,64 |
42,821 |
22,777 |
48,502 |
73,693 |
|||
ИТОГО по СП-3 |
5 |
0,8 до 40 |
82,7 |
0,209 |
0,66 |
1,14 |
17,26 |
19,74 |
44,162 |
23,483 |
50,018 |
75,996 |
|||||
СП-4 |
|||||||||||||||||
Переменный график нагрузки |
|||||||||||||||||
8,9 |
Шахтная электропечь |
2 |
30 |
60 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
12 |
14,03 |
||||||||
10 |
Ванна обезжиривания |
1 |
1,1 |
1,1 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
0,22 |
0,26 |
||||||||
11,13,14 |
Электропечь-ванна |
3 |
15 |
45 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
9 |
10,52 |
||||||||
12 |
Закалочный бак |
1 |
1,1 |
1,1 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
0,22 |
0,26 |
||||||||
Итого по переменной нагрузке |
7 |
1,1 до 30 |
107,2 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
21,44 |
25,07 |
4,6 |
2,42 |
51,885 |
27,452 |
58,700 |
89,187 |
|||
ИТОГО по СП-4 |
7 |
1,1 до 30 |
107,2 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
21,44 |
25,07 |
51,885 |
27,452 |
58,700 |
89,187 |
|||||
СП-5 |
|||||||||||||||||
Переменный график нагрузки |
|||||||||||||||||
5,6 |
Камерная электропечь |
2 |
40 |
80 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
16 |
18,71 |
||||||||
7 |
Закалочный бак |
1 |
1,1 |
1,1 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
0,22 |
0,26 |
||||||||
Итого по переменной нагрузке |
3 |
1,1 до 40 |
81,1 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
16,22 |
18,96 |
2,1 |
2,64 |
42,821 |
22,777 |
48,502 |
73,693 |
|||
ИТОГО по СП-5 |
3 |
1,1 до 40 |
81,1 |
0,2 |
0,65 |
1,17 |
32,44 |
37,93 |
42,821 |
22,777 |
48,502 |
73,693 |
|||||
ИТОГО по цеху без освещения |
33 |
0,8 до 40 |
549,2 |
0,2002 |
0,65 |
1,17 |
126,19 |
147,71 |
214,993 |
114,434 |
243,552 |
370,049 |
5.4 Расчёт осветительной нагрузки механического цеха
Ремонтно-механический цех состоит из механического отделения, термического отделения, высокочастотного отделения, комнаты мастеров и склада. Выбираем:
- механическое отделение. В качестве источника освещения выбираем лампы ДРЛ [1].
Коэффициент мощности cos1=0,9.
Удельная мощность освещения на единицу площади po1=0,018 кВт/м2,
Площадь F1=393 м2.
- термическое отделение. В качестве источника освещения выбираем лампы ДРЛ.
Коэффициент мощности cos1=0,9.
Удельная мощность освещения на единицу площади po1=0,018 кВт/м2,
Площадь F1=315 м2.
- высокочастотное отделение. В качестве источника освещения выбираем лампы ДРЛ.
Коэффициент мощности cos1=0,9.
Удельная мощность освещения на единицу площади po1=0,018 кВт/м2,
Площадь F1=45 м2.
- комната мастеров. В качестве источника освещения выбираем лампы ДРЛ.
Коэффициент мощности cos1=0,9.
Удельная мощность освещения на единицу площади po1=0,018 кВт/м2,
Площадь F1=39 м2.
- склад. В качестве источника освещения выбираем лампы ДРЛ.
Коэффициент мощности cos1=0,9.
Удельная мощность освещения на единицу площади po1=0,018 кВт/м2,
Площадь F1=72 м2.
Используемая мощность для освещения ремонтно-механического цеха по формулам 2.1, 2.3 и 2.4:
- механическое отделение:
P01= 0,018*393=7,074 кВт
tg1= tg (arcos(0,9))=0,484
Q01= 7,074*0,484=3,411 кВАр
- термическое отделение:
P02= 0,018*315=5,670 кВт
tg2= tg (arcos(0,9))=0,484
Q02= 5,67*0,484=2,744 кВАр
- высокочастотное отделение:
P03= 0,018*45=0,81 кВт
tg3= tg (arcos(0,9))=0,484
Q03= 0,81*0,484=0,392 кВАр
- комната мастеров:
P04= 0,018*39=0,702 кВт
tg4= tg (arcos(0,9))=0,484
Q04= 0,702*0,484=0,340 кВАр
- склад отделение:
P05= 0,018*72=1,196 кВт
tg5= tg (arcos(0,9))=0,484
Q05= 1,296*0,484=0,627 кВАр
Общая мощность на освещение:
P0= P01+ P02+ P03+ P04+ P05=7,074+5,670+0,81+0,702+1,196=14,256 кВт
Q0= Q01+ Q 02+ Q 03+Q 04+ Q 05=3,411+2,744+0,392+0,340+0,627=7,514 кВАр
Аварийное освещение [1]:
Составляет 10-15% от основного.
Pав= 0,15*P0 (5.13)
Pав0,15*14,256=2,138 кВт
Qав= 0,15*Q0 (5.14)
Qав =0,15*7,514=1,127 кВАр
5.5 Выбор кабелей для ремонтно-механического цеха
Выполняем чертёж плана механического цеха с нанесёнными на него марками кабелей, способа их прокладки, мест установки распределительных пунктов, порядковых номеров приёмников с указанием их мощности.
Выбор проводников цеха выполняем при следующем условии:
Проводники, питающие один приёмник выбираются по номинальному току. Проводники питающие силовые пункты и шинопроводы выбираем по расчётному току, приведённому в таблице №2. (Следует учесть. Что сечение проводника, питающего силовой пункт не должно быть меньше сечения проводника питающего электроприёмник, присоединённый к этому силовому пункту.)
Номинальный ток [1]:
(5.15)
По току выбираем сечение проводника. Согласно [16] сечение четвёртой (нулевой) жилы можно занизить.
Для выбранных проводников по заданному сечению определяем удельное активное и реактивное сопротивления проводников. Длину проводников определяем по плану цеха, значения tg определяем из Таблицы 5.3.
Расчёт потерь напряжения для рассматриваемого проводника:
Потери напряжения [1]:
(5.16)
Относительные потери напряжения [1]:
(5.17)
Расчёт приведён в Таблице 5.4.
Таблица 5.4. Выбор проводников механического цеха
№ п/п |
Длина. м |
Pн, кВт |
cos |
Iн, А |
Iдоп, А |
Марка |
Сечение, мм2 |
Rуд, Ом/км |
Xуд, Ом/км |
Потери напряжения, % |
Дополнение |
Диаметр трубы, мм |
|
РП-1 |
14 |
25 |
0,65 |
58,44 |
85 |
АПВ |
3 (1х35)+1х25 |
0,89 |
0,0637 |
0,227 |
в трубе |
40 |
|
РП-2 |
11 |
25 |
0,65 |
58,44 |
85 |
АПВ |
3 (1х35)+1х25 |
0,89 |
0,0637 |
0,191 |
в трубе |
40 |
|
РП-3 |
9 |
25 |
0,65 |
58,44 |
85 |
АПВ |
3 (1х35)+1х25 |
0,89 |
0,0637 |
0,155 |
в трубе |
40 |
|
РП-4 |
7 |
25 |
0,65 |
58,44 |
85 |
АПВ |
3 (1х35)+1х25 |
0,89 |
0,0637 |
0,120 |
в трубе |
40 |
|
РП-CП1 |
17 |
88,2 |
0,63 |
212,71 |
280 |
АПВ |
6 (1х70)+2х50 |
0,443 |
0,086 |
0,580 |
в канале |
- |
|
СП1-20 |
13 |
17,6 |
0,65 |
41,14 |
55 |
АПВ |
3 (1х16)+1х10 |
1,94 |
0,0675 |
0,327 |
в трубе |
30 |
|
СП1-21 |
8 |
17,6 |
0,65 |
41,14 |
55 |
АПВ |
3 (1х16)+1х10 |
1,94 |
0,0675 |
0,196 |
в трубе |
30 |
|
СП1-22 |
2 |
17,6 |
0,65 |
41,14 |
55 |
АПВ |
3 (1х16)+1х10 |
1,94 |
0,0675 |
0,046 |
в трубе |
30 |
|
СП1-23 |
9 |
10,3 |
0,65 |
24,08 |
39 |
АПВ |
3 (1х10)+1х8 |
3,1 |
0,073 |
0,199 |
в трубе |
25 |
|
СП1-24 |
16 |
10,3 |
0,65 |
24,08 |
39 |
АПВ |
3 (1х10)+1х8 |
3,1 |
0,073 |
0,366 |
в трубе |
25 |
|
СП1-30 |
20 |
5,9 |
0,55 |
16,30 |
23 |
АПВ |
4х4 |
7,24 |
0,095 |
0,610 |
в трубе |
20 |
|
СП1-31 |
24 |
5,9 |
0,55 |
16,30 |
23 |
АПВ |
4х4 |
7,24 |
0,095 |
0,710 |
в трубе |
20 |
|
СП1-33 |
26 |
3 |
0,65 |
7,01 |
19 |
АПВ |
4х2,5 |
12,5 |
0,117 |
0,681 |
в трубе |
15 |
|
РП-СП2 |
28 |
90 |
0,65 |
210,38 |
280 |
АПВ |
6 (1х70)+2х50 |
0,443 |
0,086 |
0,946 |
в канале |
- |
|
СП2-25 |
7 |
14,7 |
0,65 |
34,36 |
55 |
АПВ |
3 (1х16)+1х10 |
1,94 |
0,0675 |
0,142 |
в трубе |
30 |
|
СП2-26 |
10 |
14,7 |
0,65 |
34,36 |
55 |
АПВ |
3 (1х16)+1х10 |
1,94 |
0,0675 |
0,200 |
в трубе |
30 |
|
СП2-27 |
1 |
14,7 |
0,65 |
34,36 |
55 |
АПВ |
3 (1х16)+1х10 |
1,94 |
0,0675 |
0,030 |
в трубе |
30 |
|
СП2-28 |
6 |
12,6 |
0,65 |
29,45 |
39 |
АПВ |
3 (1х10)+1х8 |
3,1 |
0,073 |
0,170 |
в трубе |
25 |
|
СП2-29 |
12 |
12,6 |
0,65 |
29,45 |
39 |
АПВ |
3 (1х10)+1х8 |
3,1 |
0,073 |
0,322 |
в трубе |
25 |
|
СП2-32 |
7 |
20,7 |
0,65 |
48,39 |
55 |
АПВ |
3 (1х16)+1х10 |
1,94 |
0,0675 |
0,200 |
в трубе |
30 |
|
РП-СП3 |
30 |
82,7 |
0,66 |
190,38 |
280 |
АПВ |
6 (1х70)+2х50 |
0,443 |
0,086 |
0,927 |
в канале |
- |
|
СП3-15 |
9 |
1,1 |
0,65 |
2,57 |
19 |
АПВ |
4х2,5 |
12,5 |
0,117 |
0,090 |
в трубе |
15 |
|
СП3-16 |
4 |
40 |
0,65 |
93,50 |
140 |
АПВ |
3 (1х70)+1х50 |
0,443 |
0,086 |
0,056 |
в трубе |
70 |
|
СП3-17 |
2 |
40 |
0,65 |
93,50 |
140 |
АПВ |
3 (1х70)+1х50 |
0,443 |
0,086 |
0,024 |
в трубе |
70 |
|
СП3-18 |
4 |
0,8 |
0,8 |
1,52 |
19 |
АПВ |
4х2,5 |
12,5 |
0,117 |
0,029 |
в трубе |
15 |
|
СП3-19 |
9 |
0,8 |
0,8 |
1,52 |
19 |
АПВ |
4х2,5 |
12,5 |
0,117 |
0,060 |
в трубе |
15 |
|
РП-СП4 |
11 |
107,2 |
0,65 |
250,00 |
340 |
АПВ |
6 (1х95)+2х70 |
0,326 |
0,083 |
0,355 |
в канале |
- |
|
СП4-8 |
5 |
30 |
0,65 |
70,13 |
120 |
АПВ |
3 (1х50)+1х35 |
0,62 |
0,0625 |
0,067 |
50 |
||
СП4-9 |
5 |
30 |
0,65 |
70,13 |
120 |
АПВ |
3 (1х50)+1х35 |
0,62 |
0,0625 |
0,067 |
в трубе |
50 |
|
СП4-10 |
6 |
1,1 |
0,65 |
2,57 |
19 |
АПВ |
4х2,5 |
12,5 |
0,117 |
0,058 |
в трубе |
15 |
|
СП4-11 |
15 |
15 |
0,65 |
35,06 |
55 |
АПВ |
3 (1х16)+1х10 |
1,94 |
0,0675 |
0,312 |
в трубе |
30 |
|
СП4-12 |
12 |
1,1 |
0,65 |
2,57 |
19 |
АПВ |
4х2,5 |
12,5 |
0,117 |
0,113 |
в трубе |
15 |
|
СП4-13 |
14 |
15 |
0,65 |
35,06 |
55 |
АПВ |
3 (1х16)+1х10 |
1,94 |
0,0675 |
0,290 |
в трубе |
30 |
|
СП4-14 |
16 |
15 |
0,65 |
35,06 |
55 |
АПВ |
3 (1х16)+1х10 |
1,94 |
0,0675 |
0,340 |
в трубе |
30 |
|
РП-СП5 |
4 |
81,1 |
0,65 |
189,57 |
280 |
АПВ |
6 (1х70)+2х50 |
0,443 |
0,086 |
0,118 |
в канале |
- |
|
СП5-5 |
4 |
40 |
0,65 |
93,50 |
140 |
АПВ |
3 (1х70)+1х50 |
0,443 |
0,086 |
0,066 |
в трубе |
70 |
|
СП5-6 |
2 |
40 |
0,65 |
93,50 |
140 |
АПВ |
3 (1х70)+1х50 |
0,443 |
0,086 |
0,024 |
в трубе |
70 |
|
СП5-7 |
5 |
1,1 |
0,65 |
2,57 |
19 |
АПВ |
4х2,5 |
12,5 |
0,117 |
0,045 |
в трубе |
15 |
5.6 Выбор силовых пунктов
В качестве вводного шкафа выберем ШВРАУ 380/16 2 0 П с вводными и секционными автоматами марки ВА57-39 на 630 А [1].
Для ремонтно-механического цеха используем СП ПР11М с вводными автоматами марки ВА57-35 на 260 А. [1] Результаты в Таблице 5.5.
Таблица 5.5. Выбор СП ремонтно-механического цеха
СП |
Рн э/п, кВт |
Iн э/п, А |
Расчётный ток шкафа, А |
Номинальный ток шкафа, А |
Тип шкафа |
|
СП-1 |
17,6 |
41,14 |
212,71 |
250 |
ПР11М-3068-21-УХЛ3 на 8 отходящих выключателей |
|
17,6 |
41,14 |
|||||
17,6 |
41,14 |
|||||
10,3 |
24,08 |
|||||
10,3 |
24,08 |
|||||
5,9 |
16,30 |
|||||
5,9 |
16,30 |
|||||
3 |
7,01 |
|||||
СП-2 |
14,7 |
34,36 |
210,38 |
250 |
ПР11М-3060-21-УХЛ3 на 6 отходящих выключателей |
|
14,7 |
34,36 |
|||||
14,7 |
34,36 |
|||||
12,6 |
29,45 |
|||||
12,6 |
29,45 |
|||||
20,7 |
48,39 |
|||||
СП-3 |
1,1 |
2,57 |
190,38 |
250 |
ПР11М-3060-21-УХЛ3 на 6 отходящих выключателей |
|
40 |
93,50 |
|||||
40 |
93,50 |
|||||
0,8 |
1,52 |
|||||
0,8 |
1,52 |
|||||
СП-4 |
30 |
70,13 |
250,00 |
250 |
ПР11М-3068-21-УХЛ3 на 8 отходящих выключателей |
|
30 |
70,13 |
|||||
1,1 |
2,57 |
|||||
15 |
35,06 |
|||||
1,1 |
2,57 |
|||||
15 |
35,06 |
|||||
15 |
35,06 |
|||||
СП-5 |
40 |
93,50 |
189,57 |
250 |
ПР11М-3060-21-УХЛ3 на 6 отходящих выключателей |
|
40 |
93,50 |
|||||
1,1 |
2,57 |
5.7 Выбор автоматических выключателей
Для защиты электроприёмников используем автоматы серии ВА57-25 и ВА57-35 оснащенные тепловыми и электромагнитным расцепителями [1].
Выбор осуществляется с учётом токов возможной перегрузки и пусковых токов. В основании время-токовой характеристики автоматов принимается решение о токовой уставке аппарата.
Результаты в Таблице 5.6.
Таблица 5.6. выбор автоматических выключателей механического цеха
№ЭП |
Рн, кВт |
Iн, А |
Iн*1,5 |
Iп, А |
Iн. авт., А |
Iуст. авт., А |
Серия |
|
1 |
25 |
58,436 |
87,654 |
146,090 |
250,000 |
100 |
ВА57-35 |
|
2 |
25 |
58,436 |
87,654 |
146,090 |
250,000 |
100 |
ВА57-35 |
|
3 |
25 |
58,436 |
87,654 |
146,090 |
250,000 |
100 |
ВА57-35 |
|
4 |
25 |
58,436 |
87,654 |
146,090 |
250,000 |
100 |
ВА57-35 |
|
5 |
40 |
93,498 |
140,247 |
233,745 |
250,000 |
160 |
ВА57-35 |
|
6 |
40 |
93,498 |
140,247 |
233,745 |
250,000 |
160 |
ВА57-35 |
|
7 |
1,1 |
2,571 |
3,857 |
6,428 |
25,000 |
8 |
ВА57-25 |
|
8 |
30 |
70,123 |
105,185 |
175,309 |
250,000 |
120 |
ВА57-35 |
|
9 |
30 |
70,123 |
105,185 |
175,309 |
250,000 |
120 |
ВА57-35 |
|
10 |
1,1 |
2,571 |
3,857 |
6,428 |
25,000 |
8 |
ВА57-25 |
|
11 |
15 |
35,062 |
52,593 |
87,654 |
250,000 |
63 |
ВА57-35 |
|
12 |
1,1 |
2,571 |
3,857 |
6,428 |
25,000 |
8 |
ВА57-25 |
|
13 |
15 |
35,062 |
52,593 |
87,654 |
250,000 |
63 |
ВА57-35 |
|
14 |
15 |
35,062 |
52,593 |
87,654 |
250,000 |
63 |
ВА57-35 |
|
15 |
1,1 |
2,571 |
3,857 |
6,428 |
25,000 |
8 |
ВА57-25 |
|
16 |
40 |
93,498 |
140,247 |
233,745 |
250,000 |
160 |
ВА57-35 |
|
17 |
40 |
93,498 |
140,247 |
233,745 |
250,000 |
160 |
ВА57-35 |
|
18 |
0,8 |
1,519 |
2,279 |
3,798 |
25,000 |
8 |
ВА57-25 |
|
19 |
0,8 |
1,519 |
2,279 |
3,798 |
25,000 |
8 |
ВА57-25 |
|
20 |
17,6 |
41,139 |
61,709 |
102,848 |
250,000 |
63 |
ВА57-35 |
|
21 |
17,6 |
41,139 |
61,709 |
102,848 |
250,000 |
63 |
ВА57-35 |
|
22 |
17,6 |
41,139 |
61,709 |
102,848 |
250,000 |
63 |
ВА57-35 |
|
23 |
10,3 |
24,076 |
36,114 |
60,189 |
25,000 |
25 |
ВА57-25 |
|
24 |
10,3 |
24,076 |
36,114 |
60,189 |
25,000 |
25 |
ВА57-25 |
|
25 |
14,7 |
34,360 |
51,541 |
85,901 |
250,000 |
63 |
ВА57-35 |
|
26 |
14,7 |
34,360 |
51,541 |
85,901 |
250,000 |
63 |
ВА57-35 |
|
27 |
14,7 |
34,360 |
51,541 |
85,901 |
250,000 |
63 |
ВА57-35 |
|
28 |
12,6 |
29,452 |
44,178 |
73,630 |
250,000 |
63 |
ВА57-35 |
|
29 |
12,6 |
29,452 |
44,178 |
73,630 |
250,000 |
63 |
ВА57-35 |
|
30 |
5,9 |
16,298 |
24,447 |
40,746 |
25,000 |
25 |
ВА57-25 |
|
31 |
5,9 |
16,298 |
24,447 |
40,746 |
25,000 |
25 |
ВА57-25 |
|
32 |
20,7 |
48,385 |
72,578 |
120,963 |
250,000 |
100 |
ВА57-35 |
|
33 |
3 |
7,012 |
10,519 |
17,531 |
25,000 |
12,5 |
ВА57-25 |
5.8 Выбор компенсирующих устройств
Т.к. для выбора конденсаторных батарей с точки зрения экономической целесообразности невозможно, из-за недостаточности данных, то выбор будем производить по расчётной реактивной мощности. Установки будут располагаться на низкой стороне ТП, питающей цех (две одинаковых установки на разных секциях).
Наибольшая суммарная реактивная нагрузка [1]:
Qм1 = Кнс, в * Qр (5.18)
Qм1 = 0,95 * 114,434 = 108,712
где, Кнс, в = 0,95 - для нефтеперерабатывающей отрасли.
На основании этого выбираем две комплектные регулируемые конденсаторные установки УКМ-58-0,4-133-33,3 - УЗ мощностью 133 кВАр.
5.9 Выбор числа и мощности питающих трансформаторов
В связи с тем, что ремонтно-механический цех находится в некотором удалении от расположенных рядом административного корпуса, столовой, цехе установки каталитического крекинга и ЦЗП, имеющих сравнительно небольшую расчётную нагрузку, а потому питающихся от одной, общей КТП, установленной в цехе установки каталитического крекинга. Поэтому ремонтно-механический цех не имеет собственной КТП.
Заключение
В дипломном проекте произведен расчет показателей надежности схем электроснабжения нефтеперерабатывающего завода. На основании расчетов доказано, что разработанная схема электроснабжения, является наиболее приемлемой с точки зрения надежности и финансовых затрат.
Рассчитаны токи короткого замыкания в системе электроснабжения завода, на основании которых проверено электрооборудование и рассчитаны уставки срабатывания релейной защиты.
Произведена проверка вакуумных выключателей, на основании которой принят к установке вакуумный выключатель ВВ/ TEL производства «Таврида Электрик». На основании сравнения современных устройств релейной защиты и автоматики принят к установке блок цифровой защиты SEPAM 1000+ производства SCHNEIDER ELECTRIC.
Также была разработана внутренняя схема электроснабжения ремонтно-механического цеха.
Список литературы
1. Фёдоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 368 с.
2. Томилев Ю.Ф., Никулин Л.Г., Селедков М.С. Электроснабжение промышленных предприятий: Методические указания к курсовому проектированию. - Архангельск; РИО АЛТИ, 1986. - 36 с.
3. Большман Я.М., Крупович В.И., Самовер М.Л. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередач и сетей. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1975. - 696 с.
4. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986. - 400 с.
5. Голубев М.Л. Расчёт токов короткого замыкания в электросетях 0,4-35 кВ. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 88 с.
6. Фёдоров А.А. Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. М.: Энергия, 1979.
7. Барсуков А.Н. Федоров А.А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. М.: Энергоатомиздат, 1987.
8. Электротехнический справочник. В 3 т./ Под общ. ред. И.Н. Орлова и др. - 7-е изд., испр. и доп. - М.:Энергоатомиздат, 1985
9. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.
10. Федоров А.А. Сербиновский Г.В. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. М.: Энергия, 1973.
11. Усов С.В. Электрическая часть электростанций: Учебник для вузов Л.: Энергатомиздат, 1987 г.
12. Гук Ю.Б., Кантан В.В., Петрова С.С. Проектирование электрической части станций и подстанций: Учеб. пособие для вузов. - Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 312 с.
13. Андреев В.А. Релейная защита, автоматика и телемеханика в системах электроснабжения: Учебник для студентов вузов спец. «Электроснабжение промышленных предприятий, городов, и сельского хозяйства». - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1985. - 391 с.
14. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.
15. Байтер И.И., Богданова Н.А. Релейная защита и автоматика питающих элементов собственных нужд тепловых электростанций. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 112 с.
16. Правила устройства электроустановок. - 6-е изд., перераб. и доп. с изм. - М.: Министерство топлива и энергетики, 1998.
17. Большман Я.М., Крупович В.И., Самовер М.Л. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередач и сетей. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1975. - 696 с.
18. Байтер И.И. Защита и АВР электродвигателей собственных нужд, - М.: Энергия, 1972. - 96 с.
19. Защита электрических сетей: Каталог / SEPAM 1000+ MERLIN GERIN, серия 20/40. - Schneider Electric. 2002. - 44 c.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Разработка схемы электроснабжения подстанции с учетом модернизации установки сернокислотного алкилирования (СКА) нефтеперерабатывающего завода. Расчет токов короткого замыкания, сопротивлений элементов ЭУ. Внедрения нового оборудования релейной защиты.
дипломная работа [1000,3 K], добавлен 29.06.2012Расчет внешнего и внутреннего электроснабжения, компенсации реактивной мощности, релейной защиты. Выбор оборудования и схемы на основе технико-экономического сравнения вариантов. Проектирование электроремонтного цеха, безопасность и экологичность проекта.
дипломная работа [7,8 M], добавлен 26.06.2011Описание электрического оборудования и технологического процесса цеха и завода в целом. Расчет электрических нагрузок завода, выбор трансформатора и компенсирующего устройства. Расчет и выбор элементов электроснабжения. Расчет токов короткого замыкания.
дипломная работа [286,7 K], добавлен 17.03.2010Расчет электрических нагрузок завода и термического цеха. Выбор схемы внешнего электроснабжения, мощности трансформаторов, места их расположения. Определение токов короткого замыкания, выбор электрических аппаратов, расчет релейной защиты трансформатора.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 30.05.2015Проект внутреннего и внешнего электроснабжения нефтеперерабатывающего завода. Расчет электрических нагрузок, выбор числа цеховых трансформаторов, силовых кабелей; компенсация реактивной мощности. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [452,4 K], добавлен 08.04.2013Определение электрических нагрузок от силовых электроприёмников. Выбор количества и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор напряжения и схемы электроснабжения. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор и проверка оборудования и кабелей.
курсовая работа [817,1 K], добавлен 18.06.2009Категория надёжности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения цеха. Выбор источника света. Размещение осветительных приборов. Расчет нагрузки освещения штамповочного участка, выбор числа и мощности трансформатора. Расчет токов короткого замыкания.
курсовая работа [360,3 K], добавлен 26.05.2016- Проектирование системы электроснабжения предприятия по изготовлению бетонных строительных материалов
Расчет электрических нагрузок. Построение схемы электроснабжения. Выбор сечения кабелей и шинопроводов. Проверка электрической сети на потери напряжения. Расчет токов короткого замыкания, защиты генераторов. Выбор основного электрооборудования.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 29.03.2016 Планировка участка с двумя печами ДСП-200 и одной ДСП-100. Графики нагрузки участка. Расчет токов короткого замыкания. Расчет параметров срабатывания релейной защиты. Разработка силовой схемы питания ДСП-100. Схема управления, защиты и сигнализации.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 05.02.2013Выбор линий электропередач для системы электроснабжения. Определение номинального первичного тока трансформатора. Анализ схемы замещения для расчёта токов короткого замыкания. Вычисление сопротивления асинхронных двигателей при номинальной нагрузке.
курсовая работа [355,8 K], добавлен 08.06.2017