Электроснабжение цеха

2.4 Расчёт сети 0,38кВ

Выбор аппаратов защиты

Выбор сечения проводника для отдельного электроприемника покажем на примере гальваничфеской ванны №9 на плане. Сечение питающего проводника выбираем по допустимому нагреву:

, (25)

где: I_доп - допустимый ток проводника, А

· Определяем расчетный ток:

, (26)

где: з - коэффициент полезного действия, з =0,9 [1, прил. 16]

,

· Выбираем сечение провода. Данному току соответствует провод АПВ - 16 ммІ, I_доп = 60 А [4, табл. 1.3.5]

· Проверяем выбранное сечение по допустимым потерям напряжения:

(27)

где: ?U_доп - допустимые потери напряжения, ?U_доп = 5% [4];

?U_р - расчётные потери напряжения, %

(28)

где: L - длина проводника, км;

r_o - активное сопротивление 1 км проводника, r_o = 1,95 Ом/км, [5, табл. 2-5];

x_o - реактивное сопротивление 1 км проводника, x_o = 0,068 Ом/км, [5, табл. 2-5];

т.к. ?U_р < ?U_доп, то сечение 10 ммІ соответствует допустимым потерям напряжения.

В качестве аппарата защиты выбираем предохранитель по следующим условиям:

, (29)

, (30)

, (31)

где: U_ном.пр - номинальное напряжение предохранителя, В;

I_ном.пр - номинальный ток предохранителя, А;

I_пл.вс - номинальный ток плавкой вставки, А;

I_пик - пиковый ток, А;

б - коэффициент, учитывающий условия пуска, б = 2,5 [1, табл. 6.1]

_, (32)

где: К_п - кратность пускового тока, К_п = 5 [1, прил. 16]

По условиям (29), (30), (31) запишем:

,

,

Выбираем предохранитель ПН-2 Uном.пр.=380В, I_ном=100А, I_пл.вс=120А [1, табл. 6.2]

· Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию:

, (33)

где: Кз - кратность допустимого тока проводника по отношению к току срабатывания аппарата защиты, Кз=1 [1, табл. 6.5];

Iз - ток срабатывания защиты, А.

Т.к. 60 < 1•120, то провод АПВ-10мм² не соответствует аппарату защиты, поэтому выбираем провод АПВ-50 мм², Iдоп = 130А [4, табл. 1.3.5]

Расчёт для группы электроприёмников покажем на примере ШР-1.

Т.к. I_р = 293,896А (см. табл. 2 разд. 2.2), то по условию (27) выбираем 2 провода АПВ-70 мм² [4, табл. 1.3.5]. I_доп =2•165=330 А.

Проверяем выбранный провод по допустимым потерям напряжения в соответствии с условием (27).

По формуле (28) определяем расчетные потери напряжения на участке ТП - ШР 1:

Суммарные потери напряжения от ТП до электроприемника №1 составят:

Провод 2 х АПВ - 70 ммІ удовлетворяет допустимым потерям напряжения.

В качестве аппарата защиты примем к установке предохранитель, который выбираем по условиям (29), (30), (31)

Находим пиковый ток:

I_пик = I_р - К_и • I_р.нб + I_{пуск.нб.} (34)

где: I_р.нб - ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от данного ШР, А;

I_{пуск.нб} - пусковой ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от данного ШР, А

I_пик = 293,896 - 0,6 •25,322 + 126,612 =405,314А

По условиям (29), (30), (31) запишем:

,

,

Выбираем предохранитель ПН - 2 U_ном.пр=380В, I_ном=400А, I_пл.вс=200А [1, табл. 6.2]

· Проверяем предохранитель по селективности.

Номинальный ток плавкой вставки на вводе ШР для выполнения селективности должен быть больше на две ступени номинального тока наибольшей плавкой ставки отходящих линий - условие не выполняется, предохранитель на вводе селективен.

Для остальных электроприемников и шкафов распределительных расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 5

Таблица 5

2.5 Расчет сети напряжением 6 кВ

Находим экономическое сечение:

(35)

где: J_э - экономическая плотность тока, J_э =1,3 [1, табл. 6.8].

По формуле (17) находим расчетный ток:

Выбираем ближайшее стандартное сечение 35. Выбираем кабель АСБ сечением (3х35).

Проверяем выбранный кабель по термической стойкости к току короткого замыкания (к.з.).

(36)

где: I - установившееся значение периодической составляющей тока КЗ,

I= 2824,997 (см. разд. 2.6);

С - коэффициент характеризующий разность выделенного тепла до и после к.з., С = 95 [1, с. 200];

t_пр - приведенное (фиктивное) время к.з., при tg =1,5 с, = 1,5, tпр =1,6с [1, рис. 15.10.].

Кабель АСБ - 3х35 ммІ термически неустойчив к токам к.з. Выбираем кабель АСБ - 3х70 ммІ.

2.6 Расчет токов короткого замыкания

Составляем расчетную схему и схему замещения. Расчетная схема и схема замещения приведены на рис. 3.

Расчет ведем в относительных единицах при базисных условиях, принимаем, что базисная мощность S_б = 100 МВА, базисное напряжение U_б = 6,3 кВ.

Рис. 3

Рассчитываем сопротивление отдельных элементов цепи к.з.

Сопротивление воздушной линии:

(37)

где: U_ср.ном. - среднее номинальное напряжение ступени, кВ.

Сопротивление трансформатора:

, (38)

Находим реактивное сопротивление кабельной линии по формуле (34):

Определяем активное сопротивление кабельной линии:

 (39)

Используя признаки параллельного и последовательного соединения сопротивлений, определяем результирующие сопротивление цепи к.з.:

Так как R_рез*б >Х_рез*б / 3, то полное результирующее сопротивление до точки К определяем по формуле:

(40)

Определяем ток к.з. в точке К:

(41)

где: I_б - базисный ток, определяется по формуле (17)

Определяем ударный ток:

i_у = 2,55 I_кз (42)

Находим мощность к.з.:

(43)

2.7 Выбор оборудования подстанции

Выключатель нагрузки выбирают по условиям:

U_ном.в ? U_ном., (44)

I_ном.в ?. I_р, (45)

i_a ? i_у, (43)

IІt • t ? IІ кз • tпр, (46)

где: U_ном.в-номинальное напряжение выключателя, кВ;

I_ном.в-номинальный ток выключателя, А;

i_a - амплитудное значение предельного сквозного тока к.з., кА;

I_t - предельный ток термической стойкости, кА;

t - допустимое время действия предельного сквозного тока термической стойкости, с.

Номинальные данные выключателя нагрузки находим по [3, табл. 31.5].

Предохранители выбираются по условиям:

(47)

(48)

, (49)

, (50)

где: U_ном.пр - номинальное напряжение предохранителя, кВ;

I_ном.пр. - номинальный ток предохранителя, А;

I_отк - номинальный ток отключения предохранителя, кА;

S_отк - номинальная мощность отключения предохранителя, МВА.

(51)

Номинальные данные предохранителя находим по табл. 31.14 [3].

Результаты выбора сведены в табл. 6

Таблица 6

2.8 Расчет сети заземления

Находим расчетное удельное сопротивление грунта по формуле:

, (52)

где: - коэффициент сезонности,= 1,7 [3, табл. 9.1];

- измеренное удельное сопротивление грунта, для чернозема [5, с. 157].

В качестве вертикальных электродов принимаем к установке сталь круглую диаметром 12 мм длиной ? = 5 м, расположенных на расстоянии а = 10 м друг от друга по периметру здания цеха.

Находим сопротивление одиночного вертикального электрода:

(53)

В соответствии с периметром намечаем число электродов N:

Находим суммарное сопротивление вертикальных электродов по формуле:

(54)

где: з - коэффициент использования вертикальных электродов, для N=16 шт. и а/? = 2 з = 0,69 [5, табл. 9.2].

Т.к. для сети 0,38 кВ нормированное сопротивление заземляющего устройства [3] и < 4 Ом, то конструкция заземляющего устройства выполнена верно.

Заключение

При проектировании получены следующие результаты:

1. В соответствии с силовыми нагрузками с учетом экономических показателей для электроснабжения цеха необходимо установить трансформаторную подстанцию 6/0,4 кВ с одним трансформатором мощностью 400 кВА.

2. На стороне 6 кВ ТП 6/0,4 кВ нужно установить выключатель нагрузки ВН - 16 УЗ в комплекте с предохранителями серии ПКТ.

3. Для приема и распределения электроэнергии в цехе следует установить 3 распределительных шкафа с рубильниками и предохранителями ПН 2 на вводе и отходящих линиях.

4. Силовые сети 0,38 кВ целесообразно выполнить проводом марки АПВ, проложенным в трубах в подготовке пола, силовые сети 6 кВ - кабелем марки АСБ сечением 3х70 ммІ, проложенным в земле.

Спецификация на оборудование представлена в табл. 7, спецификация на материалы - в табл. 8

Таблица 7

Таблица 8

Список использованной литературы

1. Постников Н.П., Рубашев Г.М. Электроснабжение промышленных предприятий. - Л.: Стройиздат, 1990.

2. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. - М.: Высшая школа, 1981.

3. А.А. Федоров. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию. Том 2. Электрооборудование. - М.: Высшая школа, 1992.

4. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1997.

5. Проектирование кабельных сетей и проводников / Под общ. ред. Хромченко Г.Е. - М.: Высшая школа, 2000.

Размещено на Allbest.ru