Электроснабжение цеха №17 ремонтно-механического завода

Недостаток: большой расход кабельной продукции обусловливает высокую стоимость системы. Кроме того, при одиночных радиальных линиях невысока надежность электроснабжения.

Магистральные схемы делят на следующие группы:

одиночные или однолучевые (с одно- и двусторонним питанием);

многолучевые (двух-, трехлучевые и др.).

Магистрали могут дополняться резервными элементами. В зависимости от объема резервирования различают схемы без резервирования, с частичным резервированием и с полным резервированием. Одиночная магистраль без резервирования может применяться для электроснабжения приемников III категории, если перерыв питания на отыскание, отключение и восстановление поврежденного участка не превышает 1 суток. В противном случае применяют резервирование. Одиночная магистраль с двухсторонним питанием {петлевая схема) применяется также для приемников III категории. К указанной категории в ГРС относятся потребители с суммарной нагрузкой не выше 400 кВА.

Среди многолучевых магистралей наибольшее распространение получили двухлучевые.

Магистральные схемы имеют следующие достоинства:

- лучшая загрузка линий, т. к. к каждой линии подключена не одна, а группа ТП;

- меньший расход кабелей;

- на ЦП и РП нужно устанавливать меньшее количество выключателей.

Недостатки одиночных магистралей заключаются в трудностях при отыскании места повреждения магистрали и в более низкой надежности электроснабжения по сравнению с радиальной схемой. Последнее объясняется тем, что на надежность работы магистрали влияют показатели надежности стороны ВН ТП, включая силовые трансформаторы. Применение двухстороннего питания одиночных магистралей (петлевая схема) не решает проблемы обеспечения надежности и решения трудностей при отыскании места повреждения. Двойные магистрали с двухсторонним питанием (двухлучевые схемы) могут обеспечить достаточную надежность электроснабжения всех категорий электроприемников. Это обусловило их широкое распространение в электроснабжении городов. С целью облегчения поиска поврежденных элементов в настоящее время широко используют указатели короткого замыкания, срабатывающие при прохождении по ним токов КЗ [2,7,8].

Сопоставив перечисленные схемы электроснабжения, можно сделать следующие выводы.

1. Наиболее простыми и отвечающими требованиям III категории надежности являются сети, выполненные по радиальной схеме без резервирования и с одиночными магистралями.

2. Требованиям II категории надежности отвечают широко распространенные магистральные многолучевые схемы, чаще всего двухлучевые.

3. Электроснабжение приемников I категории удобно производить с помощью радиальных схем с резервированием, а также двухлучевых схем. Во всех случаях питания приемников I категории должен применяться АВР.

В данном случае было бы весьма удобно применить радиальную схему электроснабжения, разбив все электроприемники на 3 группы, питающиеся от отдельных РП (рисунок 2.3).

Рисунок 2.3 - Схема электроснабжения цеха № 17 ремонтно-механического завода

3. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК, ПРИБЛИЖЕННЫЙ РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ

3.1 Расчет электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок ведется по методу упорядоченных диаграмм, в соответствии с распределением нагрузки по РП или шинопроводу (ШРА). Расчет ведется автоматизировано с помощью пакета прикладных программ PRES1 или вручную. Расчет необходимо провести по каждому РП, ШРА и по цеху в целом. Исходные данные для всего цеха приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - исходные данные для расчета электрических нагрузок цеха №17 ремонтно-механического завода

Значение электрических нагрузок необходимо для выбора и проверки проводников и трансформаторов по пропускной способности и экономической плотности тока, а также для расчета потерь и отклонений напряжений, колебания напряжения, выбора защиты, и компенсирующих устройств. Электрическая нагрузка рассчитывается методом упорядоченных диаграмм.

Для расчета необходимо подготовить исходные данные. При подготовке исходных данных к расчету все ЭП объекта делятся на группы однотипных ЭП. Каждой группе присваивается номер от 1 до 100. В группу входят ЭП, которые имеют одинаковые номинальные мощности (P_ном), коэффициент мощности (), коэффициент использования (К_и), независимо от местположения и назначения.

В данной работе расчет электрических нагрузок проводится для цеха и распределительного пункта (РП).

Исходные данные для расчета РП ремонтно-механического цеха приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Исходные данные РП (3)

В таблицах 3.1 и 3.2 приняты следующие обозначения

ni - количество ЭП в группе, шт;

Рном I - номинальная активная мощность одного ЭП в группе, кВт;

cos ц - коэффициент реактивной мощности группы, о. е.;

К_И - коэффициент использования группы, о.е.

Расчет электрических нагрузок произведен автоматизировано с помощью программы PRES. Результаты расчета представлены на с. 20.

3.2 Приближенный расчет электрического освещения

Производственное освещение бывает:

- Естественным: обусловлено прямыми солнечными лучами и рассеянным светом небосвода. Меняется в зависимости от географической широты, времени суток, степени облачности, прозрачности атмосферы. По устройству различают: боковое, верхнее, комбинированное.

- Искусственным: создается искусственными источниками света (лампа накаливания и т.д.). Применяется при отсутствии или недостатке естественного.

По назначению освещение бывает: рабочим, аварийным, эвакуационным, охранным, дежурным.

По устройству освещение бывает: местным, общим, комбинированным.

Установленная мощность осветительной нагрузки предприятий определяется на основании светотехнических расчетов и представляет собой сумму мощностей всех ламп данной установки. Установленная мощность всегда бывает больше средней, т.е. действительно затрачиваемой, т.к. в зависимости от характера производства и назначения помещений часть ламп по разным причинам обычно не включена. Поэтому для получения средней мощности вводят поправочный коэффициент, называемый коэффициентом спроса освещения (К_СО) [9].

При расчетах принимается освещенность Е = 300 лк.

Коэффициент, характеризующий удельную плотность осветительной нагрузки на 100 лк - W₁₀₀, который зависит от площади цеха А, приведен в таблице 2.4.5 [2].

Определяем площадь цеха (А, м²):

А = a * b (3.1)

где a - ширина цеха, b - длина цеха.

А = 24 * 36 = 864 м²

По таблице 2.4.5 [2] определяем значение W₁₀₀:

(3.2)

Определим номинальную активную мощность освещения (P_{ном о}, кВт):

(3.3)

Определим среднюю активную мощность освещения (P_{C О}, кВт)

, (3.4)

где К_{С О} - коэффициент спроса освещения,

К_{С О} = 0,91, т.к. производственное здание состоит из крупных пролетов [2].

Определим среднюю реактивную мощность освещения (Q_{С О}, квар):

, (3.5)

где .

4. ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

В настоящее время в цехах промышленных предприятий распространение имеют комплектные трансформаторные подстанции (КТП).

На подстанциях всех напряжений, как правило, применяются не более двух трансформаторов по соображениям технической и экономической целесообразности. В большинстве случаев это обеспечивает надежное питание потребителей и в то же время дает возможность применять простейшие блочные схемы подстанций без сборных шин на первичном напряжении, что резко упрощает их конструктивные решения и уменьшает стоимость.

Однотрансформаторные цеховые подстанции напряжением 6 (10) кВ можно применять при наличии складского резерва для потребителей всех групп по надежности.

Однотрансформтаорные подстанции ТП 6(10)/0,4 кВ применяются при питании нагрузок, допускающих перерыв электроснабжения на время не более 1 суток, необходимый для ремонта или замены поврежденного элемента (питание электроприемников III категории), а также для питания электроприемников на вторичном напряжении, или при наличии складского резерва трансформаторов [10].

Для выбора числа и мощности трансформаторов нам необходимы следующие исходные данные:

P_С = 82,253 кВт - средняя активная мощность (с. 20)

Q_С = 164,74 квар - средняя реактивная мощность (с. 20)

А = 864 м² - площадь цеха (приложение B)

категория ЭП по степени надежности электроснабжения - вторая

Определяем полную среднюю мощность (S_С, кВА)

 (4.1)

Определяем номинальную мощность трансформатора (S_{ном т}, кВА)

, (4.2)

где N - количество трансформаторов,

К_З - рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора цеховой ТП (таблица 2.5.1 [2]).

По таблице 5.1.1 [3] выбираем ближайшую стандартную мощность трансформатора. В данном случае выбираем S_{ном т} = 250 кВА и трансформатор типа ТМ-250/10/0,4 со следующими техническими данными:

номинальная мощность трансформатора S_{ном т} = 250 кВА

номинальное высшее напряжение (ВН) U_{ном вн} = 10 кВ

номинальное низшее напряжение (НН) U_{ном нн} = 0,4 кВ

потери холостого хода P_хх = 740 Вт

потери короткого замыкания P_кз = 3700 Вт

напряжение короткого замыкания U_кз = 4,5%

ток холостого хода I_хх = 2,3%

5. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

5.1 Общие сведения

Распределительным устройством называется электроустановка, служащая для приема и распределения электроэнергии и содержащая коммутационные аппараты, сборные и соединительные шины, вспомогательные устройства (компрессорные, аккумуляторы и др.), а также устройства защиты, автоматики и измерительные приборы. Распределительные устройства (РУ) можно рассматривать трех видов: силовые распределительные пункты, комплектные шинопроводы, щитки.

Распределительным пунктом (РП) называется РУ, предназначенное для приема и распределения электроэнергии на одном напряжении без преобразования и трансформации, не входящие в состав подстанции.

Для распределения электроэнергии (ЭЭ) и защиты электрических сетей от токов КЗ применяют распределительные пункты с автоматическими выключателями. Для электрических сетей механического цеха выбираем РП серии ПР85, т.к. он предназначен для силовых установок, работающих на переменном токе, кроме того эти РУ являются наиболее современными.

Жесткий токопровод напряжением до 1000 В заводского изготовления, поставляемой комплектными секциями, называется шинопроводом. Шинопроводы различных серий и типов комплектуются из отдельных секций различной конфигурации и назначения. Секции бывают: прямые, угловые, гибкие, вводные, ответвительные, компенсационные, переходные, подгоночные. Распределительные шинопроводы ШРА предназначены для передачи и распределения электроэнергии напряжением 380/220 В при возможности непосредственного присоединения к ним электроприемников в системах с глухозаземленной нейтралью. Номинальный ток ШРА - 250, 400 и 630 А [4].

5.2 Исходные данные

Расчетный ток группы электроприемников (РП3) (с. 21)

5.3 Выбор РП

Выбор вида РУ определяется схемой электроснабжения: магистральной, радиальной или смешанной.

В цехе №17 ремонтно-механического завода радиальная схема электроснабжения, Распределительным устройством будет РП.

РП применяют для приема и распределения электроэнергии к группам электроприемников 380 В, 50 Гц.

Их выбирают по напряжению, числу подключенных приемников ЭЭ, расчетной нагрузке с учетом охлаждающей среды в рабочей зоне по условию:

, (5.1)

где - номинальный ток РП (по таблице 4.1.1 [3]).

По таблице 4.1.1 [3] РП ПР85-3 001-51-У3

Таблица 5.2 - Сводная ведомость выбора РП для схемы электроснабжения

6. ВЫБОР КОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ

Компенсация реактивной мощности является неотъемлемой частью задачи электроснабжения промышленного предприятия. Компенсация реактивной мощности не только улучшает качество ЭЭ в сетях, но и является одним из основных способов сокращения потерь ЭЭ. На промышленных предприятиях применяют следующие компенсирующие устройства (КУ): для компенсации реактивной мощности - синхронные двигатели и параллельно включаемые батареи силовых конденсаторов; для компенсации реактивных параметров передачи - батареи силовых конденсаторов последовательного включения. Силовые конденсаторы - специальные однофазные или трехфазные емкости, предназначенные для выработки реактивной мощности. Мощность конденсаторов в одном элементе составляет 5…1000 квар, номинальное напряжение - от 220 В до 10 кВ. В установках с большей мощностью и на большее напряжение применяют батареи конденсаторов с параллельным и последовательно-параллельным включением элементов. Увеличение номинального напряжения конденсаторной батареи достигается последовательным включением элементов, а для увеличения мощности применяют параллельное соединение элементов. Конденсаторы по сравнению с СД обладают следующими преимуществами: простотой эксплуатации вследствие отсутствия вращающихся частей; простотой монтажных работ вследствие малой массы; малыми потерями активной мощности на выработку реактивной (2,5…5 т/квар) [11].

Исходные данные

1) расчетная активная нагрузка на цех с учетом осветительной нагрузки

, (6.1)

где Р_ст = 82,253 кВт (с. 20), P_со = 10,614 кВт (с. 18).

кВт

2) расчетная реактивная нагрузка на цех с учетом осветительной нагрузки

, (6.2)

где Q_ст = 164,74 квар (с. 20), Q_со = 5,137 квар (с. 19).

квар

3) номинальная мощность трансформатора кВА (с. 23)

4) высшее напряжение трансформатор кВ (с. 23)

5) низшее напряжение трансформаторакВ (с. 23)

6) коэффициент загрузки трансформатора

7) режим работы - двухсменный

8) тариф на ЭЭ: одноставочный, т.к.

9) плата за 1 кВт максимальной нагрузки р/кВт*мес, данные ОАО "Чувашэнерго";

10) стоимость 1 кВт*ч ЭЭ р/кВт*ч, данные ОАО "Чувашэнерго";

11) удельная стоимость конденсаторных батарей (КБ) р/квар, данные ОАО "Чувашэнерго";

Исходные данные синхронных двигателей (СД);

1) номинальное напряжение кВ

2) количество групп СД: 1

3) количество СД в группе: 1

4) номинальная мощность кВт

5) скорость вращения: любая

6) коэффициент загрузки

Схема для расчета КРМ приведена на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1 - Расчетная схема КРМ

Расчет произведен в программе PRES1 "КРМ" (расчет представлен на с. 30). Полученные данные приведены в таблице 6.1 (по таблице 6.1.1 [3])

Таблица 6.1 - Сводная ведомость КУ

Так как требуется установить КБ, то схема, представленная на рисунке 2.5, примет вид, представленный на рисунке 6.1

Рисунок 6.1 - Радиальная схема электроснабжения цеха №17 ремонтно-механического завода с ККУ

7. ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ

7.1 Выбор плавких предохранителей

Общие сведения

Предохранитель -- электрический аппарат, выполняющий защитную функцию. Предохранитель защищает электрическую цепь и ее элементы от перегрева и возгорания при протекании тока высокой силы. В цепи обозначается буквами FU.

Обычно предохранители бывают плавкими (одноразовыми).

Плавкий предохранитель обычно представляет из себя стеклянную или фарфоровую оболочку, на основаниях которой располагаются контакты, а внутри находится тонкий проводник из относительно легкоплавкого металла. Определенной силе тока срабатывания соответствует определенное поперечное сечение проводника. Если сила тока в цепи превысит максимально допустимое значение, то легкоплавкий проводник перегревается и расплавляется, защищая цепь со всеми ее элементами от перегрева и возгорания.

Плавкие предохранители устанавливаются во всех нормально незаземленных фазах. Запрещается их установка в нулевых проводниках. Защита плавкими предохранителями осуществляется или только от коротких замыканий (КЗ), или от КЗ и перегрузок.

Защита только от КЗ устанавливается в тех случаях, когда перегрузка невозможна по технологическим причинам или функции защиты от перегрузки передана другому аппарату, например магнитному пускателю, установленному последовательно в этой же цепи [12].

Исходные данные.

В нашем случае выбор плавкого предохранителя производится для схемы показанной на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1 - Расчетная схема для выбора предохранителя

Плавкий предохранитель защищает только от токов К.З. так как функция защиты от перегрузок передана магнитному пускателю.

Защищаемыми потребителями являются двигатели (АД) (данные по таблице 1.3 [3]) со следующими исходными данными, приведенными в таблице 7.1

Таблица 7.1 - Данные асинхронных двигателей (АД)

В таблице 7.1приняты следующие обозначения:

P_ном - номинальная активная мощность АД (кВт).

U_ном - номинальное напряжение АД (кВ).

N - скорость вращения АД (об/мин).

I_пуск. - пусковой ток АД (А).

I_ном - номинальный ток АД (А).

cos - номинальный коэффициент мощности.

з - коэффициент полезного действия (%).

Определяем номинальный ток АД (_Iном,АД)

: (7.1)

Номинальный ток АД для двигателя типа 4А160S2У3:

А

Номинальный ток АД для двигателя типа 4А180М2У3:

А

Номинальный ток АД для двигателя типа 4А71А2У3:

А

Номинальный ток АД для двигателя типа 4А90L2У3:

А

Номинальный ток АД для двигателя типа 4А80В2У3:

А

Номинальный ток АД для двигателя типа 4А100S2У3:

А

Пусковой ток АД (I_{пуск,АД}) вычисляется по формуле:

: (7.2)

Пусковой ток АД для двигателя типа 4А160S2У3:

Пусковой ток АД для двигателя типа 4А180М2У3:

Пусковой ток АД для двигателя типа 4А71А2У3:

Пусковой ток АД для двигателя типа 4А90L2У3:

Пусковой ток АД для двигателя типа 4А80В2У3:

Пусковой ток АД для двигателя типа 4А100S2У3:

Ток плавкой вставки (I_{ном, В}) выбирается по условию:

, (7.3)

где 2,5 - коэффициент запаса при лёгком пуске.

Ток плавкой вставки для двигателя типа 4А160S2У3:

Ток плавкой вставки для двигателя типа 4А180М2У3:

Ток плавкой вставки для двигателя типа 4А71А2У3:

Ток плавкой вставки для двигателя типа 4А90L2У3:

Ток плавкой вставки для двигателя типа 4А80В2У3:

Ток плавкой вставки для двигателя типа 4А100S2У3:

По таблице 2.4 [3] выбираем ближайший больший ток I_{ном, В} и по этому току выбираем предохранители со следующими номинальными данными, которые приводятся в таблице 7.2

Таблица 7.2 - Номинальные параметры предохранителей

Согласование плавкой вставки с защищаемым проводником

Поскольку предохранитель защищает АД только от КЗ, то условием согласования является следующее:

I_ном,В<3*I_доп, (7.4)

где I_доп - допустимый ток защищаемого проводника, который определяется по формуле:

I_доп ? I_{ном.АД .} (7.5)

По таблице 3.4.1[3]:

Допустимый ток защищаемого проводника для предохранителя 4А160S2У3: I_доп1 = 34 А;

Допустимый ток защищаемого проводника для предохранителя 4А180М2У3 I_доп2 = 75 А;

Допустимый ток защищаемого проводника для предохранителя 4А71А2У3: I_доп3 = 25 А;

Допустимый ток защищаемого проводника для предохранителя 4А90L2У3: I_доп4 = 25 А;

Допустимый ток защищаемого проводника для предохранителя 4А80В2У3: I_доп5 = 25 А;

Допустимый ток защищаемого проводника для предохранителя 4А100S2У3: I_доп6 = 25 А;

Проверяем условие (7.4):

I_ном,В<3*I_доп, (7.6)

;

;

;

;

;

.

Условие выполняется, следовательно, предохранители ПР2-100 (I_ном,В = = 100 А), ПР2-200 (I_ном,В = 200 А), ПР2-15 (I_ном,В = 6 А), ПР2-60 (I_ном,В = 20 А), ПР2-15 (I_ном,В = 15 А), ПР2-60 (I_ном,В = 25 А) согласуются с соответственно защищаемыми ими проводниками.

7.2 Выбор автоматических воздушных выключателей

Общие сведения

Автоматические выключатели размыкают питающие цепи в случае увеличения выше номинального значения протекающего через них тока, осуществляя, таким образом, отключение электрооборудования от сети [13].

Кроме того, они имеют возможность замыкания цепи (функция включения), в том числе повторного.

Исходные данные

Необходимо выбрать автомат, защищающий линию, питающую РП (рисунок 7.2).

Рисунок 7.2 - Исходная схема для выбора автомата

Определяем коэффициент мощности нагрузки (cosц_нг)

, (7.7)

где P_р = 60,2 кВт (с. 21),

S_р = 92,615 кВА (с. 21).

Определяем коэффициент спроса для группы ЭП, (К_С):

, (7.8)

где К_М = 2,908 (с. 21), К_И = 0,17 (с. 21).

Пиковый ток группы ЭП (I_пик):

, (7.9)

где I_р = 140,72 A (с. 21), I_пуск = 420 A (с. 35), I_ном = 56 A (с. 34).

А

Выбор автомата по условиям нормального режима

Автомат не должен срабатывать в нормальном режиме, для этого должно выполняться условие:

I_ном,Р > 0,95*I_Р, (7.10)

где I_р = 140,72 А. (с. 21).

Тогда:I_ном,Р > 133,684 А

По этому условию по таблице 2.1.1, 2.2, 2.3 [3] выбираем ближайший больший расцепитель, а по нему все возможные автоматы, параметры которых приводятся в таблице 7.3.

Таблица 7.3 - Данные выбранных автоматов

В таблице 7.3 приняты следующие обозначения:

I_ном,А - номинальный ток автомата, А;

I₀ - ток отсечки, о.е;

I_ном,Р - номинальный ток расцепителя, А;

I_откл,А - ток отключения, кА.

Проверка автоматов в пиковом режиме:

, (7.11)

где - кратность уставки.

Из неравенства (7.10) получим: 10 > 4,9

Автомат типа ВА51-33 с кратностью 10 проходит проверку в пиковом режиме. Согласование расцепителя с защищаемым проводником.

Допустимый ток защищаемого проводника (ЗП) I_доп должен удовлетворять условию:

I_доп > I_ном,Р. (7.12)

По таблице 3.4.2 [3] получим I_доп = 180 А

По условию (7.11) получим: 180 А > 160 A

Следовательно, условие выполняется, значит автомат ВА 51-33 согласуется с защищаемым проводником.

7.3 Выбор тепловых реле (ТР)

Общие сведения

Тепловые реле серии РТЛ предназначены для защиты асинхронных двигателей (АД) от перегрузок и обрыва фаз.

Это наиболее современные реле, трехполюсные, встраиваемые в магнитные пускатели ПМЛ [3].

Исходные данные.

Тепловые реле выбираются согласно условию:

(7.13)

Ток теплового реле для двигателя типа 4А160S2У3: I_тр1 ? 35,58 А

Для двигателя типа 4А160S2У3 по таблице (приложение А [3]) выбираем ТР типа РТ2-2355, которое работает совместно с контактором КМС-032;-040;-050;-065;

Ток теплового реле для двигателя типа 4А180М2У3: I_тр2 ? 70 А

Для двигателя типа 4А180М2У3 выбираем ТР типа РТ2-3363, которое работает совместно с контактором КМС-080;

Ток теплового реле для двигателя типа 4А71А2У3: I_тр3 ? 2,125 А

Для двигателя типа 4А71А2У3 выбираем ТР типа РТ2-1307, которое работает совместно с контактором КМС-009;-025;

Ток теплового реле для двигателя типа 4А90L2У3: I_тр4 ? 7,66 А

Для двигателя типа 4А90L2У3 выбираем ТР типа РТ2-1312, которое работает совместно с контактором КМС-009;-025;

Ток теплового реле для двигателя типа 4А80В2У3: I_тр5 ? 5,78 А

Для двигателя типа 4А80В2У3 выбираем ТР типа РТ2-1310, которое работает совместно с контактором КМС-009;-025;

Ток теплового реле для двигателя типа 4А100S2У3: I_тр6 ? 9,87 А

Для двигателя типа 4А100S2У3 выбираем ТР типа РТ2-1314, которое работает совместно с контактором КМС-009;-025;

8 ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ НА ПЕРВОМ, ВТОРОМ И ЧЕТВЕРТОМ УРОВНЕ

8.1 Выбор сечения проводника на первом уровне

Общие сведения

К электроустановке проложен провод с резиновой и ПВХ изоляцией, трехжильный, в трубе (нулевой проводник в расчет не принимается, т. к. он не обтекается в нормальном режиме током).

Минимальное сечение для алюминиевых изолированных проводов в стационарных силовых электроустановках 2,5 мм² [4].

Здесь кроме фазных используется нулевой защитный проводник РЕ.

Исходные данные

Кабель и провода выбираются по условию:

I_доп ? I_ном.АД, (8.1)

где I_ном.АД = 28,47 А для двигателя типа 4А160S2У3 (с. 34),

I_ном.АД = 56 А для двигателя типа 4А180М2У3 (с. 34),

I_ном.АД = 1,7 А для двигателя типа 4А71А2У3 (с.34),

I_ном.АД = 6,13 А для двигателя типа 4А90L2У3 (с. 34),

I_ном.АД = 4,63 А для двигателя типа 4А80В2У3 (с. 34),

I_ном.АД = 7,9 А для двигателя типа 4А100S2У3 (с. 35).

По таблице 3.4.1 [3] выбираем сечение провода (S)

Сечение провода для двигателя типа 4А160S2У3: S₁ = 4 мм²

Если взять такое сечение провода плавкая вставка предохранителя ПР2-100 (I_ном,В = 100 А) не согласуется с защищаемым проводником, выбираем I_доп = 34 А с S = 5 мм².

Сечение провода для двигателя типа 4А180М2У3 S₂ = 16 мм²

Сечение провода для двигателя типа 4А71А2У3 S₃ = 2,5 мм²

Сечение провода для двигателя типа 4А90L2У3 S₄ = 2,5 мм²

Сечение провода для двигателя типа 4А80В2У3 S₅ = 2,5 мм²

Сечение провода для двигателя типа 4А100S2У3 S₆ = 2,5 мм²

По таблице 3.2.7 [3] выбираем четыре одножильных провода марки ВПВ.

8.2 Выбор сечения проводника на втором уровне

Общие сведения

К РП проложен кабель с бумажной пропитанной изоляцией, четырехжильный, проложенный в воздухе. В КП используется совмещенный нулевой рабочий и нулевой защитный проводник - PEN. Тогда минимальное сечение кабеля 16 мм² (I_доп = 60А).

Исходные данные

На втором уровне выбираем проводник из условия согласования теплового расцепителя автомата с допустимым током проводника:

I_доп > I_р, (8.2)

где I_доп = 145 А (данные по таблице 3.4.2 [3]),

I_р = 140,72 А (с. 21).

145 А > 140,72 А

По таблице 3.4.2 [3] S = 50 мм²

Если выбрать такое сечение проводника, то автомат ВА51-33 не будет согласовываться с защищаемым проводником, выбираем I_доп = 180 А с S = 70 мм²

По таблице 3.1.4. [3] выбираем проводник СРГ с резиновой изоляцией.

8.3 Выбор сечения проводника на четвертом уровне

Общие сведения

Кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение

6 кВ номинальной частотой 50 Гц для сетей с заземленной и изолированной нейтралью. Для прокладки в земле (в траншеях), если кабель защищен от механических повреждений. Предназначены для эксплуатации при прокладке в земле независимо от степени коррозионной активности грунтов.

Допускается прокладка этих кабелей на воздухе, в т.ч. в кабельных сооружениях, при условии обеспечения дополнительных мер противопожарной защиты, например, нанесения огнезащитных покрытий [14].

Исходные данные

1)Расчетная активная мощность P_р = 92,9 кВт (с. 31)

2)Расчетная реактивная мощность

Qґ_р = Q_р - Q_бк, (8.3)

где Q_р = 169,9 квар (с. 31),

Q_БК = 10,7 квар (с. 31).

Qґ_р = 169,9 - 10,7 = 159,2 квар

Условие выбора кабеля:

1. По экономической плотности тока

, (8.4)

где I_р - расчетный ток кабеля,

I_эк - экономическая плотность тока,

j_эк = 1,4 - т.к. двухсменный режим работы.

Определим расчетный ток кабеля (I_р)

, (8.5)

где U_ном = 0,4 кВ (с. 23).

Тогда по формуле (8.4) получим:

мм²

По таблице 3.41 [2] выбираем стандартное сечение S_т = 240 мм².

2. По нагреву током рабочего утяжеленного режима

В утяжеленном режиме должно выполняться условие

, (8.6)

где I_{доп,наг} - допустимый ток кабеля по условию нагрева,

К_{перегр.кл} - коэффициент перегрузки кабеля,

К_{перегр.т} - коэффициент перегрузки трансформатора,

I_ном.т - номинальный ток трансформатора, определяется по формуле (8.7).

Для однотрансформаторной подстанции К_{перегр.кл} = К_{перегр.т} = 1.

Определяем номинальный ток трансформатора (I_ном.т):

; (8.7)

.

Тогда по формуле (8.6) получим:

.

По таблице 3.41 [5] I_{доп,наг} = 390 А с S_т = 120 мм²

Из двух условий предварительно выбираем сечение высоковольтного кабеля S_т=240 мм².

По таблице 3.33 [5] выбираем кабель марки АОСБГУ с бумажной изоляцией в металлической оболочке.

9. РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ (КЗ)

освещение замыкание трансформатор проводник

Общие сведения

В случае питания электрических сетей до 1000В от понижающих трансформаторов при расчете токов короткого замыкания следует исходить из условия, что подведенное к трансформатору напряжение неизменно и равно его номинальному напряжению". Т. о. на высшей стороне трансформатора подключена система бесконечной мощности с неизменной ЭДС [15].

За кабельной линией в схеме подключен предохранитель, но его сопротивление очень мало и в расчете токов КЗ не учитывается.

Расчетная схема

Расчетная схема представлена на рисунке 9.1

Рисунок 9.1 -Схема для расчета токов трехфазного КЗ

Исходные данные

Схема: количество элементов - 6

Трансформатор:

= 10 кВ; (с. 23)

= 0,4 кВ; (с. 23)

= 250 кВА; (с. 23)

тип трансформатора - ТМ-250/10/0,4; (с. 23)

= 4,5%; (с. 23)

=3700 Вт; (с. 23)

3) Автомат (вводной):

номинальный ток вводного автомата I_ном.а = 630 А для S_ном.т = 250 кВА (таблица 2.10.1 [2]);

Вводной автомат подставляется в комплекте с трансформатором. Примем по таблице 2.10.1 [2].

активное сопротивление автомата R_а = 0,00041Ом (таблица 2.10.2 [2])

реактивное сопротивление автомата X_а =0,00013 Ом(таблица 2.10.2 [2])

Значение сопротивления автоматических выключателей представлены в таблице 2.10.2 [2].

4) Автомат для защиты РП:

номинальный ток автомата I_ном.а = 160 А

активное сопротивление автомата R_а = 0,0013Ом (таблица 2.10.2 [2])

реактивное сопротивление автомата X_а = 0,0007 Ом (таблица 2.10.2 [2])

5) Линии (параметры линий представлены в таблице 9.1)

Таблица 9.1 - Параметры линий

Значения удельных сопротивлений представлены в таблице 2.10.3 [5].

Расчет выполнен при КЗ за каждым элементом схемы. Расчет ведется в именованных единицах (и.е).

; (9.1)

кВ

10. ПРОВЕРКА ОБОРУДОВАНИЯ НА ДЕЙСТВИЕ ТРЕХФАЗНОГО КЗ

10.1 Проверка предохранителя по отключающей способности

Предельный ток отключения предохранителя должен быть больше периодической составляющей тока короткого замыкания (Iк), происшедшего сразу за предохранителем (в точке 4 на рисунке 9.1), т.е должно выполнятся условие:

I_откл > I_{п ,} ,(10.1)

где I_откл = 11 кА (по таблице 7.2),

I_п = 7,219 кА (с. 55).

11 кА > 7,219 кА

Следовательно, предохранитель ПР2-200 проходит по отключающей способности.

Вывод:

Проверенный предохранитель занесем в сводную ведомость проверки предохранителей (таблица 10.1).

Таблица 10.1 - Сводная ведомость проверки предохранителей

10.2 Проверка автомата на коммутационную способность

Предельный ток отключения автомата должен быть больше периодической составляющей тока короткого замыкания (I_п), происшедшего сразу за автоматом (в точке 3 на рисунке 9.1), т. е. должно выполнятся условие:

I_откл > I_п, (10.2)

где I_откл = 12,5 кА (по таблице 7.3),

I_п = 7,653 кА (с. 55).

12,5 кА > 7,653 кА.

Следовательно, автомат ВА51-33 проходит по коммутационной способности.

Вывод

Проверенный автомат занесен в сводную ведомость проверки автоматических выключателей (таблица 10.2).

Таблица 10.2 - Сводная ведомость проверки автоматических выключателей

11. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте представлен расчет системы электроснабжения цеха №17 ремонтно-механического завода, с целью создания рациональной схемы электроснабжения данного цеха.

В результате расчетов была выбрана радиальная схема электроснабжения, представленная на рисунке 2.5, а также все необходимые аппараты защиты, коммутации и пуска, провода и кабели, необходимые для нормальной работы схемы электроснабжения, которые полностью согласованы с заданным электрооборудованием.

Выбрана однотрансформаторная подстанция с трансформатором типа ТМ-250/10/0,4

Выбран распределительный пункт типа РП ПР85-3 001-51-У3

Для связи распределительного пункта с трансформаторной подстанцией выбран кабель с резиновой изоляцией трехжильный, проложенный в воздухе, с сечением S = 70 мм² марки СРГ.

Для защиты линии, питающей РП, выбран автомат ВА 51-33.

Выбран проводник, связывающий электроприемник с распределительным пунктом с ПВХ изоляцией сечением S = 16 мм² марки ВПВ.

Для защиты от короткого замыкания установлен предохранитель ПР2-200, для защиты от перегрузок выбираем тепловое реле типа РТ2-3363, которое работает совместно с контактором КМС-080.

В результате проделанных расчетов можно сделать вывод, что выбранная схема электроснабжения цеха №17 ремонтно-механического завода будет соответствовать всем требованиям, приведенным в нормативной документации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Кацман М.М. Справочник по электрическим машинам / М.М. Кацман - Учебное пособие для студ. Образоват. Учреждений сред. Проф. Образования. - М.: Издательский центр "Академия", 2005 - 480 с.

Мясникова Т.В. Методические указания к курсовому проектированию по электроснабжению отрасли / Т.В. Мясникова - 2007. - 47 с.

Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению / В.П. Шеховцов - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006. - 136 с. - (Профессиональное образование).

Правила устройства электроустановок (7-е издание) - М.: Издательство "Омега - Л", 2010. - 268 с.

Справочник по проектированию электрических сетей / под ред. Д.Л. Файбисовича - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ЭНАС, 2009. - 392 с.

Большая энциклопедия нефти и газа [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.ngpedia.ru/id614486p1.html - 13.10.11

Клуб проф. строителей [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.baurum.ru/_library/?cat=construction-networks&id=3864 - 13.10.11

dabarov.narod.ru [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://dabarov.narod.ru/gosy/043.htm - 13.10.11

Минпромторг России [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.minpromtorg.gov.ru/ministry/concours/5/288 - 13.10.11

ipages.ru [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.ipages.ru/index.php?ref_item_id=4300&ref_dl=1 - 13.10.11

ДонНТУ [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://masters.donntu.edu.ua/2011/etf/ugochukwu/diss/index.htm - 13.10.11

Электроника квартир и офисов [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://uspehelectro.ru/statti/predohranitel.html - 13.10.11

Электрика в доме [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://mega-faza.ru/avtomati.html - 13.10.11

Компания "Катрейдинг" [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www.catrade.ru/ - 13.10.11

Википедия [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Вторичный_источник_электропитания - 13.10.11

Размещено на Allbest.ru