Электроснабжение механического цеха
Разработка однолинейных и развернутых схем электроснабжения и расчет сменных и максимальных активных, реактивных и полных нагрузок электроприемников методом коэффициента использования и коэффициента максимума, выбранных с условием всех требований ПУЭ.
Рубрика | Производство и технологии |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.02.2014 |
Размер файла | 411,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Примечание. График может быть построен при обратном соотношении, т.е.
КУ = F(XK/RK);
д) действующего значения ударного тока, кА:
IУ = qIK(3),
где q - коэффициент действующего значения ударного тока,
q = v1+2(КУ - 1)2.
- Сопротивление схем замещения определяются следующим образом.
1. Для силовых трансформаторов по таблице 1.9.1 или расчетным путем из соотношений:
RT = PK(UHH/ST)2*106;
ZT = uK(U2HH/ST)*104;
XT = ,
где PK - потери мощности КЗ, кВт;
uK - напряжение КЗ, %;
UHH - линейное напряжение обмотки НН, кВ;
ST - полная мощность трансформатора, кВ*А.
2. Для токовых трансформаторов по таблице 1.9.2.
3. Для коммутационных и защитных аппаратов по таблице 1.9.3. Сопротивление зависят от IН.А аппарата.
Примечание. Сопротивление предохранителей не учитывается, а у рубильников учитывается только переходное сопротивление контактов.
4. Для ступеней распределения по таблице 1.9.4.
5. Для линий ЭСН кабельных, воздушных и шинопроводов из соотношений
RД = r0LЛ; XД = x0LЛ,
где r0 и x0 - удельное активное и индуктивное сопротивление, мОм/м;
LЛ - протяженность линии, м.
Удельное сопротивление для расчета 3 - фазных и 2 - фазных токов КЗ определяются по таблицам 1.9.5 - 1.9.7.
При отсутствии данных r0 можно определить расчетным путем:
r0 = 103/гS,
где S - сечение проводов, мм2;
г - удельная проводимость материала, м/(Ом *мм2).
Принимается: г = 30 м/(Ом*мм2) - для алюминия,
г = 50 м/(Ом*мм2) - для меди,
г = 10 м/(Ом*мм2) - для стали.
При отсутствии данных x0 можно принять равным:
x0ВЛ - 0,4 мОм/м - для воздушных линии,
x0КЛ - 0,06 мОм/м - для кабельных линий,
x0ПР - 0,09 мОм/м - для проводов,
x0Ш - 0,15 мОм/м - для шинопроводов.
При расчете 1 - фазных токов КЗ значение удельных индуктивных сопротивлений петли "фаза - нуль" принимается равным:
x0П = 0,15 мОм/м - для КЛ до 1 кВ и проводов в трубах,
x0П - 0,6 мОм/м - для ВЛ до 1 кВ,
x0П - 0,4 мОм/м - для изолированных открыто проложенных проводов,
x0П - 0,2 мОм/м - для шинопроводов.
Удельное сопротивление петли "фаза - нуль" определяется для любых линий по формуле:
r0П = 2r0.
1. Составляется схема замещения и номеруются точки КЗ в соответствии с расчетной схемой.
2. Вычисляются сопротивления элементов и наносится на схему замещения.
Для системы:
IC = ST/v3UC = 1000/1,73*10 = 57,8 А;
x0 = 0,4 Ом/км;
X/0 = x0LC = 0,4*3 = 1,2 Ом;
г = 30 м/(Ом*мм2);
r0 = 103/гS = 103/30*10 = 3,33 Ом/км;
R/C = r0LC = 3,33*3 = 10 Ом.
Сопротивление приводит к НН:
RC = R/C(UHH/UВН)2 = 10(0,4/10)2*103 = 16 мОм;
XC = X/0(0,4/10)2*103 = 1,9 мОм.
Для трансформатора по таблице 1.9.1:
RT = 1,7 мОм, XT = 8,6 мОм, ZT = 8,8 мОм.
Для автоматов по таблице 1.9.3:
1SF R1SF = 11,12 мОм, X1SF = 0,13 мОм, RП1SF = 0,25 мОм;
SF1 RSF1 = 0,15 мОм, XSF1 = 0,17 мОм; RПSF1 = 0,15 мОм;
SF RSF = 0,15 мОм, XSF = 1,8 мОм; RПSF = 0,25 мОм.
Для кабельных линий по таблице 1.9.5:
КЛ1 r0 = 3,12 мОм/м, x0 = 0,099 мОм/м;
RКЛ1 = r0LКЛ1 = 0,12*40 = 4,8 мОм;
XКЛ1 = x0LКЛ1 = 0,099*40 = 3,96 мОм.
КЛ2 r0 = 0,62 мОм/м, x0 = 0,085 мОм/м;
RКЛ2 = r0LКЛ2 = 0,62*5 = 3,1 мОм/м;
XКЛ2 = x0LКЛ2 = 0,085*5 = 0,42 мОм/м.
Для троллейных шинопроводов ШТЛ 400 по таблице 1.9.7:
r0 = 0,197 мОм/м, x0 = 0,12 мОм/м.
RШ = r0LШ = 0,197*2 = 0,39 мОм/м;
XШ = x0LШ = 0,12*6,5 = 0,78 мОм/м.
Для ступеней распределения по таблице 1.9.4:
RС1 = 15 мОм, RС2 = 20 мОм.
3. Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между токами КЗ и наносятся на схему (рис. 1.9.4):
RЭ1 = RС+RТ+R1SF+RП1SF+RС1 = 16+1,7+11,12+0,25+15 = 44,07 мОм;
XЭ1 = XС+XТ+X1SF = 1,9+8,6+0,13 = 10,63 мОм;
RЭ2 = RSF1+RПSF1+RКЛ1+RШ+RС2 = 0,15+0,25+4,8+0,39+20 = 25,6 мОм;
XЭ2 = XSF12+XКЛ+XШ = 0,17+3,96+0,78 = 4,91 мОм;
RЭ3 = RSF+RПSF+RКЛ2 = 0,15+0,25+3,1 = 3,5 мОм;
XЭ3 = XSF+XКЛ2 = 1,8+0,42 = 2,22 мОм.
4. Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ и заносятся в "Сводную ведомость":
RК1 = RЭ1 = 44,07 мОм, XК1 = XЭ1 = 10,63 мОм;
ZК1 = = = 45,33 мОм;
RК2 = RЭ1+RЭ2 = 44,07+25,6 = 69,67 мОм;
XК2 = XЭ1+ XЭ2 = 10,63+4,91 = 15,54 мОм;
ZК2 = = = 71,38 мОм;
RК3 = RК2+RЭ3 = 69,67+3,5 = 73,17 мОм;
XК3 = XК2+ XЭ3 = 15,54+2,22 = 17,76 мОм;
ZК3 = = = 75,29 мОм;
RК1/XК1 = 44,07/10,63 = 4,14; RК2/XК2 = 69,67/15,54 = 4,48;
RК3/XК3 = 73,17/17,76 = 4,11 мОм.
5. Определяются коэффициенты КУ и q:
КУ1 = F(RК1/XК1) = F(4,14) = 1,0;
КУ2 = F(RК2/XК2) = F(4,48) = 1,0;
КУ3 = F(RК3/XК3) = F(4,11) = 1,0;
q1 = v1+2(КУ1 - 1)2 = 1;
q2 = q3 = 1.
6. Определяются 3 - фазные и 2 - фазные токи КЗ и заносятся в "Ведомость":
IK1(3) = UK1/v3ZK1 = 0,63*103/1,73*45,33 = 8,03 кА;
IK2(3) = UK2/v3ZK2 = 0,38*103/1,73*71,38 = 3,07 кА;
IK3(3) = UK3/v3ZK3 = 0,38*103/1,73*75,29 = 2,91 кА;
IУК1 = q1IK1(3) = 8,03 кА;
IУК2 = q2IK2(3) = 3,07 кА;
IУК3 = q3IK3(3) = 2,91 кА;
iУК1 = v2КУ1IК1(3) = 1,41*1,0*8,03 = 11,32 кА;
iУК2 = v2КУ2IК2(3) = 1,41*1,0*3,07 = 4,32 кА;
iУК3 = v2КУ3IК3(3) = 1,41*1,0*2,91 = 4,1 кА;
IK1(2) = v3/2*IK1(3) = 0,87*8,03 = 6,98 кА;
IK2(2) = v3/2*IK2(3) = 0,87*3,07 = 2,67 кА;
IK3(2) = v3/2*IK3(3) = 0,87*2,91 = 2,53 кА.
Для кабельных линий:
XПКЛ1 = x0ПLКЛ1 = 0,15*40 = 6 мОм;
RПКЛ1 = 2r0LКЛ1 = 2*3,12*40 = 249,6 мОм;
RПШ = r0ПШLШ = 0,4*2 = 0,8 мОм;
XПШ = x0ПШLШ = 0,15*2 = 0,3 мОм;
RПКЛ2 = 2r0LКЛ2 = 2*0,62*5 = 6,2 мОм;
XПКЛ2 = x0ПLКЛ2 = 0,15*5 = 0,75 мОм;
ZП1 = 249,67 мОм;
RП2 = RС1+RПКЛ1+RПШ+RС2 = 15+249,6+0,8+20 = 285,4 мОм;
XП2 = XПКЛ1+XПШ = 6+0,3 = 6,3 мОм;
ZП2 = = = 285,46 мОм;
RП3 = RП2+RПКЛ2 = 285,4+6,2 = 291,6 мОм;
XП3 = XП2+XПКЛ2 = 6,3+0,75 = 7,05 мОм;
ZП3 = = = 291,68 мОм;
IK1(1) = UКФ/ZП1+ZТ/3 = 0,23*103/249,67+8,8/3 = 0,91 кА;
IK2(1) = UКФ/ZП2+ZТ/3 = 0,23*103/285,46+8,8/3 = 0,8 кА;
IK3(1) = UКФ/ZП3+ZТ/3 = 0,23*103/291,68+8,8/3 = 0,78 кА.
Таблица 8 - Сводная ведомость токов КЗ по точкам
Точка КЗ |
Трехфазные токи КЗ |
Двухфазные токи КЗ |
Однофазные токи КЗ |
||||||||||
XK, мОм |
RK, мОм |
ZK, мОм |
КУ |
q |
IK(3), кА |
iУ, кА |
IK(2), кА |
XП, мОм |
RП, мОм |
ZП, мОм |
IK(1), кА |
||
К1 |
10,63 |
44,07 |
45,33 |
1,0 |
1 |
8,03 |
11,32 |
6,98 |
6 |
249,6 |
249,67 |
0,91 |
|
К2 |
15,54 |
69,67 |
71,38 |
1,0 |
1 |
3,07 |
4,32 |
2,76 |
6,3 |
285,4 |
285,46 |
0,8 |
|
К3 |
17,76 |
73,17 |
75,29 |
1,0 |
1 |
2,91 |
4,1 |
2,53 |
7,05 |
291,6 |
291,68 |
0,78 |
|
2.4.1 ПРОВЕРКА ЭЛЕМЕНТОВ ЦЕХОВОЙ СЕТИ
- Аппараты защиты проверяют:
1) на надежность срабатывания, согласно условиям
IK(1) > 3IВС (для предохранителей);
IK(1) > 3IН.Р (для автоматов с комбинированным расцеплением);
IK(1) > 1,4IО (для автоматов только с максимальным расцепителем на
IН.А < 100 А);
IK(1) > 1,25IО (для автоматов только с максимальным расцепителем на
IН.А > 100 А),
где IK(1) - 1 - фазный ток КЗ, кА;
IВС - номинальный ток плавкой вставки предохранителя, кА;
IН.Р - номинальный ток расцепителя автомата, кА;
IО - ток отсечки автомата, кА;
2) на отключающуюся способность, согласно условию
IОТКЛ > v2I?(3),
где IОТКЛ - ток автомата по каталогу, кА;
I?(3) - 3 - фазный ток КЗ в установившимся режиме, кА;
3) на отстройку от пусковых токов, согласно условиям
IО = IУ(КЗ) > IП (для электродвигателей);
IО = IУ(КЗ) > IПИК (для распределительного устройства с группой ЭД),
где IУ(КЗ) - ток установки автомата в зоне КЗ, кА;
IП - пусковой ток электродвигателя, кА).
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ ДО 1 кВт
Расцепитель - чувствительный элемент, встроенный в автомат, при срабатывании воздействующий на механизм отключения.
Расцепитель максимального тока (электромагнитный или полу проводниковый) - устройство мгновенного срабатывания при токе КЗ.
Тепловой расцепитель (биметаллический или полупроводниковый) - устройство, срабатывающее с выдержкой времени при перегрузке.
Расцепитель минимального напряжения - устройство, срабатывающее при недопустимом снижении напряжения в цепи (до 0,3…0,5 от UНОМ).
Независимый расцепитель - устройство дистанционного отключения автомата или по сигналам внешних защит.
Максимальный и силовой расцепители устанавливаются во всех фазах автомата, остальные по одному на автомат.
Ток срабатывания расцепителя (ток трогания) - наименьший ток, вызывающий отключения автомата.
Установка тока расцепителя - настройка его на заданный ток срабатывания.
Ток отсечки - установка тока максимального расцепителя на мгновенное срабатывание.
Номинальный ток расцепителя - это наибольший длительный ток расцепителя, не вызывающий отключения и перегрева.
Отключающая способность - наибольший ток КЗ, при котором отключение произойдет без повреждений.
- Проводки (кабели) проверяют:
1) на соответствие выбранному аппарату защиты, согласно условию
IДОП > КЗЩIУ(П) (для автоматов и тепловых реле);
IДОП > КЗЩIВС (для предохранителей),
где IДОП - допустимый ток проводника по каталогу, А;
IУ(П) - ток установки автомата в зоне перегрузки, А;
КЗЩ - кратность (коэффициент) защиты;
2) на термическую стойкость, согласно условию
SКЛ > SКЛ.ТС,
где SКЛ - фактическое сечение кабельной линии, мм2;
SКЛ.ТС - термически стойкое сечение кабельных линий, мм2.
- Шинопроводы проверяют:
3) на динамическую стойкость, согласно условию
уШ.ДОП > уШ,
где уШ.ДОП - допустимое механическое напряжение на шинопроводе, Н/см2;
уШ - фактическое механическое напряжение в шинопроводе, Н/см2;
4) на термическую стойкость, согласно условию
SШ > SШ.СТ,
где SШ - фактическое сечение шинопровода, мм2;
SШ.СТ - термически стойкое сечение шинопровода, мм2.
- Действие токов КЗ бывает динамическим и термическим.
Динамическое. При прохождении тока в проводниках возникает механическая сила, которая стремится их сблизить (одинаковое направление тока) или оттолкнуть (противоположное направление тока).
Максимальное усиление на шину определяется по формуле:
FМ(3) = 0,176iУ2,
где FМ(3) - максимальное усиление, Н;
l - длина пролета между соседними опорами, см;
а - расстояние между осями шин, см;
iУ - ударный ток КЗ, трехфазный, кА.
Примечание. При отсутствии данных l принимается равным кратному числу от 1,5 м, т.е. 1,5 - 3 - 4,5 - 6 м.
Величина а принимается равной 100, 150, 200 мм.
Наибольший изгибающий момент (ММАКС, Н*см) определяется следующим образом :
ММАКС - 0,125FМ(3)l (при одном или двух пролетах),
ММАКС - 0,1FМ(3)l (при трех и более пролетах).
Напряжение (у, Н/см2) в материале шин от изгиба определяются по формуле
у = ММАКС/W,
где W - момент сопротивления сечения, см3:
W = bh2/6 - при расположении шин широкими сторонами друг к другу (на ребро);
W = b2h/6 - при расположении шин плашмя;
W = 0,1d3 - для круглых шин с диаметром d, см.
Шины будут работать надежно, если выполнено условие
уДОП > у.
Для сравнения с расчетным значением принимают
уДОП = 14*103 Н/см2 - для меди;
уДОП = 7*103 Н/см2 - для алюминия;
уДОП = 16*103 Н/см2 - для стали.
Если при расчете оказалось, что у > уДОП, то для выполнения условия необходимо увеличить расстояние между шинами (а) или уменьшить пролет между опорами - изоляторами .
Примечание. На динамическую стойкость проверяют шины, опорные и проходные изоляторы, трансформаторы тока.
Термическое. Ток КЗ вызывает дополнительный нагрев токоведущих частей и аппаратов. Повышение температуры сверх допустимой снижает прочность изоляции, так как время действия тока КЗ до срабатывания защиты невелико (доли секунды - секунды), то согласно ПУЭ допускается
кратковременное увеличение температуры токоведущих частей (таблица 1.10.2).
Минимальное термически стойкое сечение определяется по формуле
SТС = бI?(3)vtПР,
где б - термический коэффициент, принимается:
б = 6 - для меди,
б = 11 - для алюминия,
б = 15 - для стали;
I?(3) - установившийся 3 - фазный ток КЗ, кА;
tПР - приведенное время действия тока КЗ, с (таблица 1.10.3).
Время действия тока КЗ tД (таблица 1.10.3) имеет две составляющих: время срабатывания защиты tЗ и время отключения выключателя tВ:
tД = tЗ+tВ.
Должно быть выполнено условие термической стойкости
SШ > SШ.ТС.
Примечание. Отсчет ступеней распределения ведется от источника.
Если условие не выполняется, то следует уменьшить tД (быстродействие защиты).
Проверка по потере напряжения производится для характерной линии ЭСН.
Характерной линией является та, у которой КПIНL - наибольшая величина
где КП - кратность пускового тока (для линии с ЭД) или тока перегрузки (для линии без ЭД);
IН - номинальный ток потребителя, А;
L - расстояние от начала линии до потребителя, м.
Принимается при отсутствии данных:
КП = 6…6,5 для СД и АД с КЗ - ротором;
КП = 2…3 для АД с Ф - ротором МПТ.
Примечание. Обычно это линия с наиболее мощным ЭД или наиболее удаленным потребителем.
Для выполнения проверки составляется расчетная схема. В зависимости от способа задания нагрузки применяется один из трех вариантов:
а) по токам участков
?U = v3*102/UHIl(r0cos+x0sin);
б) по токам ответвлений
?U = v3*102/UHiL(r0cos+x0sin);
в) по напряжениям ответвлений
?U = 105/UH2(Pr0+Qx0)L;
где ?U - потеря напряжения, %;
UН - номинальное напряжение, В;
I - ток участка, А;
i - ток отвлетвления, А;
l - длина участка, км;
L - расстояние от начала отвлетвления;
P - активная мощность отвлетвления, кВт;
Q - реактивная мощность отвлетвления, кВар;
r0, x0 - удельные активное и индивидуальное сопротивление, Ом/км.
Данную формулу следует применить для всех участков с различным сечением, а затем сложить результаты.
Должно быть выполнено условие ?U < 10% от UНОМ
Решение:
1. Согласно решениям по токам КЗ АЗ проверяются:
- на надежность срабатывания:
1SF: IК1(3) > 3IН.Р(1SF) = 8,03 > 3*0,63 кА;
SF1: IК2(3) > 3IН.Р(SF1) = 3,07 > 3*0,4 кА;
SF: IК3(3) > 3IН.Р(SF) = 2,91 > 3*0,31 кА.
Надежность автоматов обеспечена;
- на отключающую способность:
1SF: IОТКЛ(1SF) > v2IК1?(3) = 25 > 1,41*8,03 кА;
SF1: IОКТЛ(SF1) > v2IК2?(3) = 25 > 1,41*3,07 кА;
SF: IОТКЛ(SF) > v2IК3?(3) = 25 > 1,41*2,91 кА.
Автомат при КЗ отключается не разрушаясь;
2. Согласно условиям проводники проверяются:
- на термическую стойкость:
КЛ (ШНН - ШМА): SКЛ1 > SКЛ1.ТС = 3x9 > 63,14 мм2;
SКЛ1.ТС = бIК2?(3)vtПР(1) = 11*3,07*v3,5 = 63,14 мм2.
По таблице 1.10.3 vtПР(1) = 3,5 с.
КЛ (ШМА - Н): SКЛ2 > SКЛ2.ТС = 50 > 41,61 мм2;
SКЛ2.ТС = бIК3?(3)vtПР(2) = 11*2,91*v1,7 = 41,61 мм2.
По таблице 1.10.3 vtПР(2) = 1,7 с.
По термической стойкости кабельные линии удовлетворяют;
- на соответствие выбранному аппарату защиты:
учтено при выборе сечения проводника
IДОП > КЗЩIУ(П)
3. Согласно условиям шинопровод проверяется:
- на динамическую стойкость:
уШ.ДОП > уШ.
Для алюминиевых шин уДОП = 7*103 Н/см2.
уШ = ММАКС/W = 3441/5,3 = 649,24 Н/см2;
ММАКС = 0,125FМ(3)l = 0,125*91,76*3*102 = 3441 Н*см,
Так как LШ = 2 м, то то достаточно иметь 1 пролет l = 3 м.
FМ(3) = 0,176iУК22 = 0,176**4,172 = 91,76 Н.
Принимается установить шины "плашмя" с а = 100 мм:
W = b2h/6 = (5*10-1)2*8*10-1/6 = 3,46 см3
(7*103) уШ.ДОП > уШ (0,649*103)
Шинопровод динамически устойчив;
- на термическую стойкость:
SШ > SШ.ТС;
SШ = 5*80 = 400 мм2;
SШ.ТС = бIК2?(3)vtПР(1) = 11*3,07*v3,5 = 63,14 мм2;
(400 мм2) SШ > SШ.ТС (63,14 мм2).
Шинопровод термически устойчив, следовательно, он выдержит кратковременно нагрев при КЗ до 200 оС.
4. По потере напряжения линия ЭСН должна удовлетворять условию
?U < 10% от UН.
?UКЛ1 = v3*102/UН*I1LКЛ1(r01cos+x01sin) =
= 1,73*100/380*326,8*40*10-3*(0,12*0,94+0,099*0,34) = 0,24%;
?UШ = v3*102/UН*I1LШ(r0Шcos+x0Шsin) =
= 1,73*100/380*326,8*2*10-3*(0,197*0,94+0,12*0,34) = 0,31%
или
?UШ = ?W0LШ = 8,5*10-2*2 = 17*10-2 В;
?UКЛ2 = v3*102/UН*I2LКЛ2(r02cos+x02sin) =
= 1,73*100/380*59,2*5*10-3(0,62*0,94+0,085*0,34) = 0,25%;
?U = ?UКЛ1+?UШ+?UКЛ2 = 0,24+0,31+0,25 = 0,8%;
?U < ?UДОП, 0,8% < 10%,
что удовлетворяет силовые нагрузки.
Расчет и выбор элементов релейной защиты (рз) цехового трансформатора
Рассчитать релейную защиту (РЗ) - это значит:
- выбрать вид и схему;
- выбрать токовые трансформаторы и токовые реле;
- определить чувствительность защиты.
Основные понятия
Ток срабатывания реле (IСР) - наименьший ток, при котором реле срабатывает.
Напряжение срабатывания реле (UСР) - наименьшее напряжении, при котором реле срабатывает.
Ток возврата реле UСР - наибольший ток, при котором реле возвращается в исходное состояние.
Напряжение возврата реле (UВ.Р) - наибольшее напряжение, при котором реле возвращается в исходное положение.
Коэффициент возврата (КВ) - это отношение тока или напряжения возврата к току или напряжению срабатывания, соответственно:
КВ = IВ.Р/IСР = UВ.Р/UСР.
Ток срабатывания защиты (IС.З) - наименьший первичный ток, при котором срабатывает защита.
Ток отсечка (ТО) - МТЗ с ограниченной зоной действия и токовым реле мгновенного действия (без реле времени).
Ток срабатывания ТО (IС.ТО) - наименьший ток мгновенного срабатывания защиты в первичной цепи.
Выбор токовых трансформаторов
- Определяется номинальный ток нагрузки на ВН (IН)
IН.Т = SТ/v3UН (для трансформатора).
- Выбираются по I1Н и I2Н трансформаторы тока для установки (таблица 1.12.1) и определяется номинальный коэффициент трансформации
КТ = I1Н/I2Н.
- Выбирается тип реле тока для защиты (таблица 1.12.2) и определяется установка срабатывания по току
IСР(МТЗ) = КЗАПКНКСХ/КВКТ*IНБ,
где IСР(МТЗ) - ток срабатывания реле, расчетный, А;
IНБ - наибольший ток нагрузки защищаемого участка, А;
КЗАП - коэффициент самозапуска ЭД;
КН - коэффициент надежности отстройки, учитывающий погрешность реле и ТТ (таблица 1.12.3);
КВ - коэффициент возврата реле;
КСХ - коэффициент схемы включения реле.
Коэффициент схемы (КСХ) - это отношение тока реле (IР) к току фазы (IФ).
КСХ = IР/IФ.
В зависимости от вида защищаемого участка принимаются следующие значения наибольшего тока (IНБ):
IНБ = IН - линии без электродвигателей;
IНБ = IП - линии с электродвигателем;
IНБ = IК.МАКС - для расчета токовой отсечки;
где IН, IП и IК.МАКС - ток номинальный в линии, пусковой ток ЭД и ток короткого замыкания (максимальный) в линии.
В зависимости от схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока и вида короткого замыкания принимаются следующие значения коэффициента схемы (КСХ):
КСХ = 1 - при соединении обмоток по схеме "неполная звезда",
КСХ = 1,73 - во всех случаях при 3 - фазном КЗ,
КСХ = 1 - при КЗ двух фаз и одном токовом трансформаторе,
КСХ = 2 - при КЗ двух фаз и включении на разность токов обмоток двух ТТ.
Другие коэффициенты схемы на основании опыта эксплуатации принимаются:
КЗАП = 1 - при отсутствии в линии ЭД,
КЗАП = 2,5…3,0 - при наличии ЭД в линии,
КН = 1,1…2,0 - уточняется по таблице 1.12.3,
КВ = 0,8…0,85.
По расчетному значению тока срабатывания (IСР.Р) выбирается его каталожное значение (IСР.К) согласно условию:
IСР.К > IСР.Р.
Если применяется блокировка минимального напряжения, то
UСР = UР.МИН/КНКВКU,
где UР.МИН - минимальное рабочее напряжение нормального режима, В, принимают UР.МИН = 0,7UН;
КН = 1,1;
КВ < 1,2;
КU - коэффициент трансформации трансформатора напряжения,
КU = U1/U2; U2 = 100 В.
Определение коэффициента чувствительности защиты
КЧ = IК.МИН/IС.З = IК.МИН/IСРКТ (без блокировки по напряжению),
где IК.МИН - минимальный ток КЗ в конце защищаемого участка, А;
IС.З - ток срабатывания защиты, А.
МТЗ надежно сработает, если
КЧ > 1,2…1,5.
При наличии блокировки минимального напряжения аналогично:
КЧ = UК.МАКС/UС.З = UК.МАКС/UСРКU,
где UК.МАКС - максимальное остаточное напряжение в месте установки защиты, кВ, принимают UК.МАКС = 0,6UН.
Примечание. При токовой отсечке
IС.ТО = КНКСХ/КТ*IК.МАКС.
Решение:
1. Выбирают токовые трансформаторы.
- Определяем ток в линии ЭСН
I1 = SТ/v3U1 = 1000/1,73*10 = 57,8 А.
- Так как в линии ЭСН нет ЭД, то отсрочка от пусковых токов не требуется.
Принимаются к установке в РЗ трансформаторы тока типа ТЛМ - 10 с I1 = 300 А и I2 = 5 А в количестве 2 штук по таблице 1.12.1.
- Определяется коэффициент трансформации
КТ = I1/I2 = 57,8/5 = 15.
2. Выбираем реле ТО типа РТ.
- Определяется ток срабатывания реле
IСР.Р(ТО) = КНКСХ/КТ*IК2.МИН = 0,4*103 = 80 А.
По таблице 1.12.3 КН(ТО) = 1,8.
IК.МАКС(3) будет при 3 - фазном токе КЗ, тогда КСХ = 1,73.
- По таблице 1.12.2 выбирается РТМ - IV, IСР = 80 А;
- Определяется КЧ(ТО) и надежность срабатывания ТО при наименьшем (2 - фазном) токе КЗ в начале линии ЭСН:
КЧ(ТО) = IК1(2)/IС.З = 6,98*7,57/15*80 = 0,04;
IК.МИН = IК1(2) = 6,98*IК1(3);
IС.З = КТIСР.
Условие надежности КЧ > 1,2 выполнено, следовательно, ТО срабатывает надежно.
3. Выбираем реле МТЗ типа РТВ.
- Определяется ток срабатывания реле
IСР.Р(МТЗ) = КЗАПКНКСХ/КВКТ*IНБ = *400 = 100 А.
IСР.Р>IНБ/КТ; КЗАП = 1 (нет ЭД); КН = 1,8;
IНБ = 400 А.
- По таблице 1.12.2 выбирается РТМ - IV, IСР = 128 А.
РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЯЮЩЕГО УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК
Рассчитать заземляющее устройство (ЗУ) в электроустановках (ЭУ) с изолированной нейтралью (ИН) - это значит:
- определить расчетный ток замыкания на землю (IЗ) и сопротивление ЗУ (RЗ);
- определить расчетное сопротивление грунта (сР);
- выбрать электроды и рассчитать их сопротивление;
- уточнить число вертикальных электродов и разместить их на плане.
Примечание. При использовании естественных заземлений
RИ = RЕRЗ/RЕ - RЗ,
где RИ, RЕ - сопротивление искусственных и естественных заземлений, Ом.
Сопротивление заземления железобетонных фундаментов здания, связанных между собой металлическими конструкциями, определяются по формуле
RЕ = с/vS,
где с = 100 Ом*м (суглинок);
S - площадь, ограниченная периметром здания, м2.
Определение IЗ и RЗ
В любое время года согласно ПУЭ
RЗ < 250/IЗ,
где RЗ - сопротивление заземляющего устройства, Ом (не более 10 Ом);
IЗ - расчетный ток замыкания на землю, А;
Расчетный (емкостный) ток замыкания на землю определяется приближенно
IЗ = UН(35LКЛ+LВЛ)/350,
где UН - номинальное линейное напряжение сети, кВ;
LКЛ, LВЛ - длина кабельных и воздушных электрических связанных линий, км.
Примечание. В электроустановках с ИН до 1 кВ
RЗ < 125/IЗ (не более 4 Ом).
При мощности источника до 100 кВ*А - не более 10 Ом.
По этой же формуле рассчитывают РЗ, если ЗУ выполняется общим для сетей до и выше 1 кВ.
При совмещении ЗУ различных напряжений применяется РЗ наименьшее из требуемых значений (таблица 1.13.1).
Определение сР грунта
сР = КСЕЗс,
где сР - расчетное удельное сопротивление грунта, Ом*м;
КСЕЗ - коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта,
КСЕЗ = F(климатическая зона, вид заземлителей), принимается по таблице 1.13.2.
Выбор и расчет сопротивления электродов
Выбор электродов - по таблице 1.13.4.
Приближенно сопротивление одиночного вертикального заземления определяется по формуле
rB = 0,3сР.
Сопротивление горизонтального электрода (полосы) определяется по формуле
rР = 0,4сР/LПlg2LП2/bt,
где LП - длина полосы, м;
b - ширина полосы, м; для круглого горизонтального заземлителя b = 1,1d;
t - глубина заложения, м.
Определение сопротивлений с учетом коэффициента использования.
RВ = rB/зВ; RГ = rГ/зГ,
где RВ и RГ - сопротивление вертикального и горизонтального электродов с учетом коэффициентов использования, Ом;
зВ и зГ - коэффициенты использования вертикального и горизонтального электродов, определяется по таблице 1.13.5:
з = F(тип ЗУ, вид заземлителя, , NB),
где а - расстояние между вертикальными заземлителями, м;
L - длина вертикального заземлителя, м;
NB - число вертикальных заземлителей.
Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом соединительной полосы
RВ < RГRЗ/RГ - RЗ.
Уточнение числа вертикальных элементов
Необходимое число вертикальных заземлителей определяется следующим образом:
NB/ = RВ/RИзВ (при использовании естественных и искусственных заземлителей);
NB/ = RВ/RЗзВ (при использовании только искусственных заземлителей);
NB/ = rВ/RИзВ.УТ,
где зВ.УТ - уточненное значение коэффициента использования вертикальных заземлителей.
Решение:
1. Определяется расчетное сопротивление одного вертикального электрода
rB = 0,3сКСЕЗ.В = 0,3*300*1,5 = 135 Ом.
По таблице 1.13.2 КСЕЗ.В (верт., III) = 1,5;
2. Определяется расчетное сопротивление совмещенного ЗУ
RЗУ1 < 125/IЗ = 125/12 = 10,41 Ом (для ЛЭП ВН);
IЗ = UЛЭП*35*LВЛ/350 = 20*35*6/350 = 10,41 А;
Применяется RЗУ2 4 Ом (наименьшая из двух).
Но так как с > 100 Ом*м, то для расчета применяется
RЗУ < 4 = 4* = 12 Ом.
3. Определяется количество вертикальных электродов:
- без учета экранирования (расчетное)
NB.Р/ = rВ/RЗУ = 135/12 = 11,25. Принимается NB.Р/ = 12;
- с учетом экранирования
NB.Р = NB.Р//зВ = 12/0,64 = 18,75. Принимается NB = 20.
По таблице 1.13.5 зВ = F(тип ЗУ, вид заземлителя, , NB) = F(контурное, вертикальное, 2, 12) = 0,64.
4. Определяются уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов:
RВ = rB/NВзВ = 135/20*0,64 = 10,54 Ом,
RГ = 0,4/LПзГсКСЕЗ.Вlg2LП2/bt = *300*1,5lg = 67 Ом,
так как вертикальный электрод круглый, то b = 1,1*12 = 13,2 мм.
5. Определяется фактическое сопротивление ЗУ
RЗУ.Ф = RВRГ/RВ+RГ = 10,54*67/10,54+67 = 9,1 Ом
(12 Ом)RЗУ > RЗУ.Ф(9,1 Ом), следовательно, ЗУ будет эффективным.
3 СОСТАВЛЕНИЕ ВЕДОМОСТИ МОНТИРУЕМОГО ЭО
Производство электромонтажных работ регламентируется технической и директивной документацией.
Основными документами служат проект электроустановка, в строгом соответствии с которым и должны производится электромонтажные работы, действующие правила устройств электроустановок (ПУЭ) и Строительные Нормы и Правила (СНиП).
На первой стадии выполнения электромонтажных работ проводим ознакомление со всеми чертежами, паспортами, инструкциями. Выполняем некоторые организационные мероприятия: подготовить графики поставки оборудования, изделий, материалов с учетом технологической последовательности производства работ; подготовить перечень электрооборудования, монтируемого с привлечением начальника - монтажного персонала предприятий поставщиков; разработать и согласовать условия транспортирования к месту монтажа тяжелого и крупногабаритного электрооборудования; принять необходимое помещение для размещения бригад рабочих ИТР, производственной базы для складирования материалов, инструментов, провести ознакомление ИТР и бригадиров с рабочей документацией, сметами, организационными и техническими решениями ППР; осуществить приемку по акту строительной части объекта под монтаж.
На второй стадии осуществляют заготовительные работы в мастерских электромонтажных заготовок подготовительные непосредственно на монтажных объектах. В мастерских (вне зоны монтажа и независимо от строительной готовности монтируемого объекта) изготовляют и собирают укрупненные блоки - шинные, трубные заземления, электропроводок, кабельных линий и т.п.
Непосредственно на монтажной площадке при определенной готовности строительных работ производят разметку и подготовку трасс электрических сетей и заземляющих устройств; закладку труб в фундамент и другие строительные основания при переходе из одного помещения в другое и при выходе наружу.
Осуществляют контроль за установкой строителями или выполняют установку закладных элементов и деталей для последующего крепления к ним электрооборудования и конструкций; осуществляют контроль за образованием в процессе строительства проемов, ниш, гнезд, борозд,
необходимо для установки электрооборудования и монтажа электропроводок.
На третьей стадии выполняют электромонтажные работы непосредственно на монтажном объекте. В эти работы входят установка на подготовленные места электрооборудования и электроконструкций, прокладка по подготовленным трассам готовых элементов электропроводок. Подключение электрических сетей к установленному электрооборудованию, аппаратам и приборам.
Производство электромонтажных работ должны вестись с применением узлового - комплектно блочного метода строительства с установкой оборудования, поставляемого укрупненными блоками, не требующими при установке плавки, резки, сверления или других подгоночных операций и регулировки.
4 ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ БЕЗОПАСНОГО ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ДО 1 кВ
Организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность работ в электроустановках:
- оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
- допуск к работе;
- надзор во время работы;
- оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончание работы.
Ответственными за безопасное ведение работ являются:
- выдающий наряд, отдающий распоряжения, утверждающий перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
- ответственный руководитель работ;
- допускающий;
- производитель работ;
- наблюдающий;
- члены бригады.
Выдающий наряд, отдающий распоряжение определяет необходимость и возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде (распоряжений), мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначения ответственных за безопасность, а также за соответствие выполняемой к работе групп перечисленных в наряде работников, проведение целевого инструктажа ответственного руководителя работ (производителя работ, наблюдающего).
Право выдачи нарядов и распоряжений предоставляется работникам из числа административно - технического персонала организации, имеющим группу V - в электроустановках напряжением выше 1 кВ и группу IV - в электроустановках напряжением до 1 кВ.
В случае отсутствия работников, имеющих право выдачи нарядов и распоряжений, при работах по предотвращению аварий или ликвидации их последствий допускается выдача нарядов и распоряжений работниками из числа оперативного персонала, имеющими группу IV. Предоставление оперативному персоналу права выдачи нарядов должно быть оформлено письменным указанием руководителя организации.
Ответственный руководитель работ назначается, как правило, при работах в электроустановках напряжением выше 1 кВ. В электроустановках напряжением до 1 кВ, ответственный руководитель, как правило, не назначается.
Ответственный руководитель работ отвечает за выполнение всех указанных в наряде мер безопасности и их достаточность, за принимаемые им дополнительные меры безопасности, необходимые по условиям выполнения работ, за полноту и качество целевого инструктажа бригады, в том числе проводимого допускающим и производителем работ, а также за организацию безопасного ведения работ.
Ответственными руководителями работ назначаются работники из числа административно - технического персонала, имеющие группу V в электроустановках напряжением выше 1 кВ, и группу IV в электроустановках до 1 кВ. В тех случаях, когда отдельные работы (этапы работы)необходимо выполнять под надзором и управлением ответственного руководителя работ, выдающий наряд должен сделать запись об этом в строке "Отдельные указания" наряда.
Ответственный руководитель работ назначается при выполнении работ в одной электроустановке (ОРУ, ЗРУ):
- с использованием механизмов и грузоподъемных машин при работах в электроустановках, а на ВЛ - при работах в охранной зоне ВЛ;
- с отключением электрооборудования, за исключением работ в электроустановках, где напряжение снято со всех токоведущих частей, в электроустановках с простой и наглядной схемой электрических соединений, на электродвигателях и их присоединениях в РУ;
- на КЛ и КЛС в зонах расположения коммутаций и интенсивного движения транспорта;
- по установке и демонтажу опор всех типов, замен элементов опор ВЛ;
- в местах пересечения ВЛ с другими ВЛ и транспортными магистралями, пролетах пересечения проводов в ОРУ;
- по подключению вновь сооруженной ВЛ;
- по изменению схем присоединений проводов и трос ВЛ;
- на оборудовании и установках СДТУ по устройству мачтовых переходов, испытанию КЛС, при работах с аппаратурой НУП (НРП), на фильтрах присоединений без включения заземляющего ножа конденсатора связи.
Необходимость назначения ответственного руководителя работ определяет выдающий наряд, которому разрешается назначать ответственного руководителя работ, и при других работах, помимо перечисленных.
- на отключенной цепи много цепной ВЛ с расположением цепей одна на другую или числом цепей более двух, когда одна или все остальные цепи остаются под напряжением;
- при одновременной работе двух и более бригад в данной электроустановке;
- по фазному ремонту ВЛ, под наведенным напряжением;
- без снятия напряжения на токоведущих частях с изоляцией человека от земли.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Курсовой проект по предмету "Электроснабжение объектов" рассчитан согласно рекомендованным методикам. В процессе выполнения курсового проекта по теме "Электроснабжение механического цеха" я изучил техническую и справочную литературу, научился составлять однолинейные и развернутые схемы электроснабжения. Я рассчитал сменные и максимальные активные, реактивные и полные нагрузки электроприемников методом коэффициента использования и коэффициента максимума. Все коэффициенты я выбрал из справочной литературы, с условием всех требований ПУЭ. электроприемник электроснабжение реактивный
Электроприемники, работающие в повторно - кратковременном режиме были приведены мной к длительному режиму работы, а однофазные нагрузки - к условию трехфазной мощности. Также я обосновал выбор силового трансформатора с учетом категории электроснабжения механического цеха, определил коэффициент загрузки трансформатора с учетом компенсирующих устройств. В процессе выполнения курсового проекта я рассчитал защиты для всех электроприемников и выбрал марку кабеля по сечению и допустимому току, согласно требованиям ПУЭ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Александров К.К.и др. Электрические чертежи и схемы. М.: Энергоавтомиздат, 1990.
2. Ангарова Т.В.и др. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. М.: Энергоавтомиздат, 1981.
3. Астахов Б.А.и др. Справочник по электрическим установкам высокого напряжения. М.: Энергоавтомиздат, 1989.
4. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122 - 87. М.: Энергоавтомиздат, 1981.
5. Шеховцов В.П.Справочник - пособие по ЭО и ЭСН. Обнинск: Фабрика офсетной печати, 1994.
6. Смирнов А.Д.и др. Справочник книжка энергетика. М.: Энергоавтомиздат, 1987.
7. Рожкова Л.Д., Козулин В.С.Электрооборудование станций и подстанций. М.: Энергоавтомиздат, 1987.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика производства и электроприемников. Рассмотрение электроснабжения и электрооборудования механического цеха завода среднего машиностроения. Расчет нагрузки освещения цеха и заземляющих устройств. Определение числа и мощности трансформатора.
курсовая работа [124,6 K], добавлен 23.04.2019Станкостроительный завод: электроснабжение, графики нагрузок, центр электрических нагрузок, схема электроснабжения, мощность конденсаторных установок и трансформаторов, выбор напряжений, сетей завода и токов, экономическая часть и охрана труда.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 20.07.2008Расчет рационального варианта электроснабжения электромеханического цеха. Общие требования к электроснабжению. Выбор трансформаторов, аппаратов защиты и распределительных устройств, сечения шинопроводов и кабельных линий. Расчет токов короткого замыканий.
курсовая работа [224,1 K], добавлен 16.11.2009Конструкция и служебное назначение детали "шестерня". Обоснование способа получения заготовки. Расчет массы и коэффициента использования материала; припуски и допуски на механическую обработку. Разработка маршрута обработки детали, выбор оборудования.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 14.07.2016Проектирование компоновочного плана механического цеха для выпуска заданного количества металлорежущих станков в год. Характеристика объектов производства. Расчёт количества производственного станочного оборудования. Активная мощность электроприемников.
курсовая работа [598,2 K], добавлен 06.01.2015Общая характеристика исследуемого предприятия и анализ его деятельности. Технологические возможности станка, его устройство и принцип работы. Расчет и выбор мощности двигателя, частотного преобразователя. Расчет системы электроснабжения цеховой сети.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 21.07.2015Описание конструкции и служебного назначения детали, контроль чертежа и анализ технологичности. Выбор и характеристика принятого типа производства, обоснование способа обработки заданной заготовки. Расчет массы и коэффициента использования материала.
дипломная работа [361,9 K], добавлен 19.06.2015Определение и анализ электрических нагрузок системы электроснабжения объекта. Ознакомление с процессом выбора числа и мощности цеховых трансформаторов. Характеристика основных аспектов организации технического обслуживания электрооборудования цеха.
дипломная работа [7,1 M], добавлен 08.02.2022Расчет массы заготовки и коэффициента использования материала для данной детали. Выбор рациональных режимов резания и определение норм времени на 4 разнохарактерные операции механической обработки. Составление управляющей программы для станка с ЧПУ.
дипломная работа [695,1 K], добавлен 14.07.2016Проектирование электроснабжения цехов цементного завода. Расчет электрических нагрузок: цехов по установленной мощности и коэффициенту спроса, завода в целом, мощности трансформаторов. Определение центра нагрузок и расположения питающей подстанции.
курсовая работа [142,1 K], добавлен 01.02.2008Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии.
дипломная работа [653,6 K], добавлен 20.07.2008Исследование и характеристика электроприёмников, анализ и выбор категории электроснабжения. Расчет электрических нагрузок цеха. Ознакомление с процессом выбора низковольтных аппаратов защиты. Рассмотрение особенностей проверки провода на селективность.
курсовая работа [209,8 K], добавлен 25.10.2022Определение коэффициента использования металла и трудоемкости станочной обработки. Расчет припусков на обработку резанием. Ознакомление с особенностями схемы обработки заготовки на станке. Разработка и характеристика переходов и схем наладки инструмента.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 03.08.2017Обоснование типа производства. Расчет коэффициента закрепления операции. Расчет припусков с допусками на две операции. Назначение, область применения и технические данные радиально-сверлильного станка модели 2М55. Конструирование режущего инструмента.
дипломная работа [262,5 K], добавлен 21.02.2012Химические и физические свойства карбамида (мочевины). Расчет коэффициента теплопередачи и поверхности теплопередачи выпарного аппарата, уравнение аддитивности термических сопротивлений. Методика расчета коэффициента теплопередачи с использованием ЭВМ.
курсовая работа [54,6 K], добавлен 08.05.2010Расчет сборочной размерной цепи методом полной взаимозаменяемости и вероятностным методом. Решение размерной цепи методом максимума-минимума и вероятностным методом. Допуски составляющих размеров при вероятностном методе и по методу максимума-минимума.
задача [242,3 K], добавлен 22.04.2009Анализ вариантов технологических схем изготовления детали. Расчет технологических параметров: определение размеров заготовки; расчет коэффициента использования материала; расчет усилия резки листа на полосы. Описание конструкции штампа, принцип действия.
курсовая работа [881,9 K], добавлен 04.12.2010Общая характеристика проектируемого цеха. Расчет электроосвещения. Расчет вентиляционной установки для цеха. Разработка схемы управления мостового крана. Расчет и построение графиков переходного процесса при пуске электродвигателя. Охрана труда.
курсовая работа [560,7 K], добавлен 28.03.2007Проектирование механического цеха первого класса, изготавливающего изделия машиностроения, с учетом различных организационно-технических факторов. Расчет основных технико-экономических показателей цеха. Определение экономической эффективности проекта.
курсовая работа [75,0 K], добавлен 03.09.2009Анализ вариантов технологических схем изготовления детали. Определение усилия вырубки развертки детали и подбор пресса. Расчет ширины полосы материала для изготовления заготовки. Определение усилий гибки. Расчет коэффициента использования материала.
курсовая работа [171,6 K], добавлен 20.03.2016