Размещено на http://www.allbest.ru/

• СОДЕРЖАНИЕ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ
• 2. РАСЧЕТ СИЛОВЫХ И ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ НАГРУЗОК
• 2.1 Расчет силовых нагрузок цеха
• 2.2 Расчет осветительных нагрузок цеха
• 3. ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
• 3.1 Выбор схемы электроснабжения
• 3.2 Выбор кабельной лини10 кВ
• 3.3 Выбор кабельных линий 0,4 кВ
• 3.4 Выбор распределительных шкафов
• 4. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
• 4.1 Расчет токов короткого замыкания на стороне 10 кВ
• 4.2 Расчет токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ
• 5. ВЫБОР И ПРОВЕРКА КОММУТАЦИОННО-ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ
• 5.1 Выбор выключателей 10 кВ
• 5.2 Выбор трансформаторов тока
• 5.3 Выбор выключателей нагрузки
• 5.4 Выбор ограничителей перенапряжения
• 6. РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
• 6.1 Расчет релейной защиты питающей кабельной линии 10 кВ
• 6.2 Расчет защиты силового трансформатора
• 6.3 Расчет защиты линий 0,4 кВ
• 7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
• 7.1 Оценка затрат на производство работ
• 7.2 Организация электромонтажных работ по вводу схемы в эксплуатацию
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ А. Данные потребителей цеха
• ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Выбор кабелей 0,4 кВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ В. Расчет токов КЗ на стороне 0,4 кВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Выбор автоматических выключателей


ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время к качеству электроэнергии предъявляются высокие требования. Качество электроэнергии должно соответствовать ГОСТ 32144- 2013. трансформатор электромонтажный кабельный

Прогресс в технике, конкурентоспособные технологии выдвигают новые требования к проектированию энергообъектов. Некоторые элементы существующих систем устарели физически.

Кроме того, появились новые материалы и современное энергетическое оборудование более надежное и с большим ресурсом работы.

Энергоснабжающие организации постоянно проводят технические мероприятия по повышению надежности работы оборудования и уменьшению аварийности в направлениях: совершенствование схем электроснабжения (ЭС), сокращение протяженности линий распределительных сетей 10 кВ и 35 кВ, строительство ВЛ для резервирования подстанций.

При проектировании электроснабжения необходимо правильно принимать технические решения по электрическим схемам электрических соединений подстанций всех категорий.

Место размещение подстанции выбирается вблизи центра электрических нагрузок, автомобильных дорог и железнодорожных станций. Подстанция (ПС) должна располагаться, как правило, на незаселенной или занятой кустарниками территории; по возможности вне зон интенсивных природных и промышленных загрязнений. Важным требованием при размещении ПС является обеспечение удобных заходов ВЛ.

Рациональное проектирование сетевых ПС всех типов и категорий и, в частности, рациональное и экономичное построение главных электрических схем, выбор параметров оборудования и аппаратуры, а также оптимальная их расстановка представляет собой сложную и ответственную задачу.



1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ПРОЕКТИРОВАНИЯ

По категории надежности электроприемники цеха по выращиванию овощей являются потребителями III. Питание электроприемников обеспечивается от одного источника питания.

Все потребители электрической энергии являются потребителями трехфазного напряжения 380В переменного тока с частотой 50Гц. Потребители имеют разные режимы работы. Вся осветительная нагрузка цеха однофазная. Характеристики потребителей цеха приведены в ПРИЛОЖЕНИИ А.

Цех по выращиванию овощей является частью тепличного хозяйства. Для качественного обогрева к нему подведена тепловая магистраль с котельной, находящейся на этом же предприятии. Рядом располагается скважина с водой, подключенная от соседнего цеха и все водяные коммуникации проведены от неё. Вся выращиваемая продукция вывозится с помощью погрузчиков работающих на аккумуляторах.

Водоснабжение цеха осуществляется из скважины, находящейся на территории. Котельная и система подачи воды запитаны от другой подстанции.



2. РАСЧЕТ СИЛОВЫХ И ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ НАГРУЗОК

2.1 Расчет силовых нагрузок цеха

Расчет производится по методу упорядоченных диаграмм.

Среднесменная активная мощность электроприемника Р_{см, i} определяются по формуле:

Р_{см, i} = К_и·Р_ном,I , кВт, (2.1)

где К_и - коэффициент использования электроприемника;

Р_ном,i - номинальная мощность электроприемника, кВт.

Среднесменная реактивная мощность электроприемника Q_{см, i} определяются по формуле:

Q_{см, i} = К_и Р_ном,I tgц, квар, (2.2)

где К_и - коэффициент использования электроприемника;

Р_ном,i - номинальная мощность электроприемника, кВт;

tgц - тангенс угла.

Расчетная мощность для потребителей, работающих в повторно-кратковременном режиме Pн, вычисляется по формуле:

, кВт, (2.3)

где Р_пасп - паспортная мощность, кВт;

ПВ - продолжительность включения.

Коэффициент использования для группы электроприемников К_и, вычисляется по формуле



, (2.4)

где Р_смi - среднесменная активная нагрузка;

Р_номi - номинальная мощность электроприемника, кВт.

Эффективное число электроприемников определяется по формуле:

, шт. (2.5)

Расчетная нагрузка группы потребителей электроэнергии определяется по формуле:

, кВт, (2.6)

где К_р - коэффициент расчетный;

К_иi - коэффициент использования;

P_номi - номинальнальная активная мощность, кВт.

Расчетная реактивная мощность группы потребителей Q_р определяется в зависимости от эффективного числа электроприемников по выражениям:

При n_эф?10

, квар. (2.7)

При n_эф>10

, квар, (2.8)

где - соответствует tgц, принятому для данного потребителя.

Полную расчетную мощность определяем по выражению:

, кВт. (2.9)

Расчетный ток для группы потребителей определяется по выражению:

, А, (2.10)

где S_p - расчетная нагрузка, кВт;

U_ном = 0,4 - номинальное напряжение сети, кВ.

Произведем расчет нагрузок для цеха:

Найдем Р_см для трехфазных электроприемников.

Р_см.3ф1э = 82,72 кВт.

Т.к. нет однофазных потребителей, то суммарная среднесменная мощность:

Р_см? = Р_см3ф, кВт; (2.21)

Р_см.У1э = 82,72 кВт.

Т.к. нет однофазных потребителей, то суммарная номинальная нагрузка определяется (без учете коэффициента использования):

Р_н? = Р_н3ф, кВт; (2.12)

Р_нУ1э = 103,4 кВт.

Найдем средневзвешенный коэффициент использования:

.

Эффективное число электроприемников определяется по (2.5), либо по формуле:

, шт, (2.13)

где Р_н? - номинальная активная суммарная мощность, кВт;

Р_н,max - номинальная,максимальная мощность, кВт.

шт.

Определяем значение коэффициента расчетной нагрузки K_Р для сетей напряжением до 1 кВ [10]:

K_p=1.

Найдем суммарную расчетную активную и реактивную мощности с учетом коэффициента использования согласно:

Р_Р1э = 1? 82,72 = 82,72 кВт.

Расчетная реактивная мощность равна:

Q_р1э = 48,5 квар.

Полная мощность равна:

кВА.

2.2 Расчет осветительных нагрузок цеха

Расчет осветительных нагрузок цеха производим по методу удельных мощностей. Устанавливаем III разряд зрительных работ. Освещенность Е=200 лк. Освещение выполним газоразрядными лампами ДНАЗ, tgц=0,4. Коэффициенты отражения от потолка, стен и рабочей поверхности:р_п = 0,5, р_с = 0,3, р_р = 0,1. Коэффициент спроса:k_с = 0,9 . Коэффициент пускорегулировочной аппаратуры для газоразрядных ламп К_ПРА = 1,2.

Высота подвеса светильников над полом: h=6 м. Находим удельную мощность осветительной установки из [10]:Р_уд=4,2 . Площадь цеха: F=600 м².

Рассчитаем активную мощность осветительной нагрузки.

Установленная мощность находится по формуле:

Р_уст = Р_уд?F, кВт. (2.14)

Расчетная мощность освещения равна:

Р_р.осв = k_c?К_ПРА?Р_уст, кВт. (2.15)

Расчетная реактивная мощность освещения равна:

Q_р.осв = Р_р.осв?tgц, квар; (2.16)

Р_уст = 0,0042?600 = 2,52 кВт;

Р_р.осв = 0,9?1,2?2,52 = 2,72 кВт;

Q_р.осв = 2,72?0,4 = 1,09 квар.

3 ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Итоговая нагрузка по цеху:

Р_рэ = 82,72 + 2,72 = 85,44 кВт;

Q_рэ = 48,5 + 1,09 = 49,59 квар;

кВА.

Так же от данной ТП питается склад: P_{p.хл.пек}=62кВт, cosц=0,85.



, кВт;

, кВА;

кВА.

Итоговая нагрузка:

Р_р? = 85,44 + 62 = 147,44 кВт;

Q_р = 49,59 + 38,42 = 88,01квар;

кВА.

При выборе числа и мощности трансформаторов учитывается категория надёжности электроснабжения потребителей и их коэффициент загрузки, К_з который зависит от системы охлаждения трансформатора:

Для I категории - К_з=0,65 (сухие) и К_з=0,7 (масляные);

для II категории - К_з=0,7 (сухие) и К_з=0,8 (масляные);

и для III категории - К_з=0,9 (сухие) и К_з=0,9 (масляные).

Принимаем К_з=0,9.

Количество трансформаторов N определяется по выражению:

, шт, (3.1)

где S_н.тр - номинальная мощность трансформатора, кВт;

S_p? - сумарная мощность трансформаторов, кВт;

К_з - коэффициент загрузки трансформатора.

Рассмотрим возможность применения КТП с силовыми трансформаторами типа ТСЗ - 250/10/0,4 и ТСЗ-160/10/0,4.

;

.

Реактивная мощность, передаваемая через трансформаторы из сети ВН в сеть НН, определяется по выражению:

, квар; (3.2)

квар;

квар.

Определяем реактивную мощность, которую необходимо скомпенсировать по выражению:

Q_КУ = Q_р - Q_ВН, квар; (3.3)

Q_КУ1э = 88,01- 198,79 = -110,78 квар;

Q_КУ2э = 88,01 - 180,4 = -92,39 квар.

Т. к. Q_КУ< 0, то компенсирующее устройство не требуется.

Уточняем коэффициент загрузки трансформатора по выражению:

; (3.4)

; (3.5)

;

;

.

Коэффициент загрузки не превышает предельных значений. Имеется возможность запитать другие потребители от находящейся рядом подстанции, по этому принимаем к установке 1 трансформатор ТСЗ-250/10/0,4.



3. ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

3.1 Выбор схемы электроснабжения

Электроснабжение цеха осуществляется от однотрансформаторной КТП 10/0,4 кВ.

КТП питается по кабельной линии от ПС110/35/10 кВ. Кабельная линия прокладываются в земле на улице и в металлических кабельных лотках внутри помещений.

3.2 Выбор кабельной линий 10 кВ

Выбор кабелей осуществляется:

По экономической плотности тока:

, мм², (4.1)

где I_н - ток нагрузки, А;

J_ЭК - экономическая плотность тока, для Т_max = 7000 ч. J_ЭК = 1,2, А/м².

По нагреву:

, (4.2)

где - длительно допустимый ток, А;

- поправочный коэффициент, учитывающий отличие температуры в цехе от температуры, при которой задан , ;

- расчетный ток потребителя, для одиночного электроприемника;

- поправочный коэффициент, учитывающий снижение допустимой токовой нагрузки для кабелей при их многослойной прокладке в коробах, .

По потере напряжения:

, %, (4.3)

где , - активное и реактивное удельные сопротивления линии, Ом/км;

- длинна линии, км;

ц- угол сдвига между напряжением и током в линии.

Расчетный ток:

, А; (4.4)

А.

Проверка по экономической плотности тока:

мм².

Для КТП выбираем кабель ААБЛ-10 3х50

Проверка по нагреву расчетным током:

9,91А<1•1•146 А.

Проверка на потерю напряжения:

.

3.3 Выбор кабельных линий 0,4 кВ

Выбор кабелей осуществляется аналогично кабелям 10 кВ с учетом того что проверке по экономической плотности тока не подлежат: сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1 кВ при числе часов использования максимума нагрузки предприятий до 4000- 5000;ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1 кВ, а также осветительные сети промышленных предприятий

Выбор кабелей сведен в ПРИЛОЖЕНИЕ Б

4.4 Выбор распределительных шкафов

Выбор силовых пунктов осуществляется по степени защиты в зависимости от характера среды в цехе, по комплектации предохранителями или автоматическими выключателями.

Условия выбора силовых пунктов:

Номинальный ток силового пункта I_нСП должен быть больше расчетного тока I_р группы приемников

I_нСП>I_р. (4.5)

Число присоединений к силовому пункту не должно превышать количества отходящих от силового пункта линий

N_ПРИС ? N_доп. (4.6)

Выбираем низковольтные комплектные устройства ПР-СЭЩ, подвод кабеля осуществляется снизу, количество присоединений - 12, I_{н шин}=250А



4. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

4.1 Расчет токов короткого замыкания на стороне 10 кВ

Расчет проводится для выбора и проверки уставок релейной защиты и автоматики и проверки параметров оборудования.

Введем ряд допущений, упрощающих расчет и не вносящих существенных погрешностей:

1 Линейность всех элементов схемы;

2 Приближенный учёт нагрузок;

3 Симметричность всех элементов за исключением мест короткого замыкания;

4 Пренебрежение активными сопротивлениями, если X/R>3;

5 Токи намагничивания трансформаторов не учитываются;

Погрешность расчетов при данных допущениях не превышает 2ч5 %.

Рисунок 5.1 - Расчетная схема 10 кВ



Рисунок 5.2- Схема замещения 10 кВ

Расчет токов короткого замыкания упрощается при использовании схемы замещения. Расчет токов КЗ проводим в именованных единицах.

Мощность короткого замыкания:

, МВ·А, (5.1)

где I_кз - ток короткого замыкания на шинах РУ 10кВ ПС.

МВ·А.

Параметры системы:

, МВ·А, (5.2)

где U_cp- среднее напряжение, кВ;

- мощность трёхфазного КЗ на шинах подстанции , МВА.

Ом.

ЭДС системы:

Е_С = 10,5 кВ. (5.3)

Параметры кабельной линии:

R_КЛ = r₀ •l, Ом; (5.4)

X_КЛ = x₀ •l, Ом. (5.5)

R_КЛКТП-1 = 0,625 •0,58 = 0,36 Ом;

X_КЛКТП-1 = 0,0625·0,58 = 0,04 Ом.

Расчёт токов КЗ выполняется для напряжения той стороны, к которой приводятся сопротивления схемы.

, А, (5.6)

где - полное суммарное эквивалентное сопротивление от источника питания до расчётной точки КЗ, Ом.

Установившееся значение тока при двухфазном КЗ определяется по значению тока трёхфазного КЗ:

, А. (5.7)

Ударный ток:

А, (5.8)

где к_уд - ударный коэффициент.

Расчёт токов КЗ производим без учёта подпитки со стороны нагрузки.

; (5.9)

. (5.10)

Расчёт токов КЗ производим без учёта подпитки со стороны нагрузки.

кА;

кА;

;

;

кА.

4.2 Расчет токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ

Приведем пример расчета для потребителя№31.

Рисунок 5.3 - Расчетная схема 0,4 кВ



Рисунок 5.4 - Схема замещения 0,4 кВ

Система С:U_НН = 0,4 кВ;

Трансформатор Т: S_н.тр=250кВА; U_к=4,5%; ДР_к=3,7 кВт;

Линия W1: r₀ = 0,625 мОм/м; х₀ = 0,0625 мОм/м; L=50 м;

Линия W2: r₀ = 7,4 мОм/м; х₀ = 0,116 мОм/м; L=30 м;

Выключатель QF1:I_н=320 А;

Выключатель QF2: I_н=160А;

Выключатель QF3: I_н=16А.

Сопротивление питающей системы равно:

, мОм; (5.11)

мОм.

Активное сопротивление трансформатора, приведённое к стороне 0,4 кВ.

, мОм; (5.12)

мОм.

Реактивное сопротивление трансформатора, приведённое к стороне 0,4 кВ.

, мОм; (5.13)

мОм.

Сопротивления кабельных линий:

R_W1 = 0,625· 50= 31,25 мОм;

X_W1 = 0,0625 ·50= 3,125 мОм;

R_W2 = 7,4· 30= 222 мОм;

X_W2 = 0,116 30= 3,48 мОм.

Сопротивления контактов:

R_К1 = 0,0012 мОм;

R_К2 = 0,012 мОм;

R_К3= 0,027 мОм.

Сопротивления автоматических выключателей:

R_QF1 = 0,1 мОм;

X_QF1 =0,05 мОм;

R_QF2 = 0,41 мОм;

X_QF2 =0,13 мОм;

R_QF3 = 1,1 мОм;

X_QF3 =0,5 мОм.

Суммарное сопротивление до точки К3:

R_УК1 = R_тр+R_QF1+R_К1=9,57 мОм;

X_УК1 =X_C+X_тр+X_QF1=29,51 мОм;

R_УК2 = R_УК1+R_QF2+R_W1+R_К2 =41,24 мОм;

X_УК2 =X_УК1+X_QF2 +X_W1=32,77 мОм;

R_УК3 = R_УК2+R_QF3+R_W2+R_К3 = 264,37 мОм;

X_УК3 =X_УК2+X_QF3 +X_W2=36,75 мОм.

Ток КЗ без учета сопротивления дуги:

, кА. (5.14)

Напряжение в стволе дуги:

U_д = Е_Д·l , кВ. (5.15)

Сопротивление дуги равно:

, мОм. (5.16)

Ток КЗ с учетом сопротивления дуги:

, кА. (5.17)

Ударный ток определяется по выражению:

, кА. (5.18)



где k_уд- ударный коэффициент.

; (5.19)

, (5.20)

где f - частота сети.

кА.

Для кабеля сечением 2,5 мм² расстояние между фазами проводников 1,6мм.

U_д = 1,6·1,6 = 2,56 В;

мОм;

кА;

;

;

кА.

Токи однофазного КЗ в сетях с напряжением до 1кВ, как правило, являются минимальными. По их величине проверяется чувствительность защитной аппаратуры.

Действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ I⁽¹⁾_кз определяется по формуле:



, кА, (5.21)

где - полное сопротивление питающей системы, трансформатора, а также переходных контактов точки однофазного КЗ;

Z_п- полное сопротивление петли фаза-ноль от трансформатора до точки КЗ.

, мОм, (5.22)

где X_T1, X_T2, R_T1, R_T2- соответственно индуктивные и активные сопротивления прямой и обратной последовательности силового трансформатора;

X_T0, R_T0 - соответственно индуктивное и активное сопротивления нулевой последовательности силового трансформатора.

, мОм/м, (5.23)

где Z_п-ф-0уд- удельное сопротивление петли фаза-нуль элемента;

L- длина элемента.

Найдем значение тока однофазного КЗ в точке К3:

мОм;

Z_П = 1,48 · 50+ 29,64· 30= 963,2мОм;

кА.

Расчет токов КЗ сведен в ПРИЛОЖЕНИЕ В

5. ВЫБОР И ПРОВЕРКА КОММУТАЦИОННО-ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ

5.1 Выбор выключателей 10 кВ

Выключатели выбираются по номинальному значению тока и напряжения, роду установки и условиям работы, конструктивному исполнению и отключающим способностям.

Выбор выключателей по напряжению производится по формуле:

U_ном ? U_{сети, ном}, (6.1)

где U_ном - номинальное напряжение выключателя, кВ;

U_{сети, ном} - номинальное напряжение сети, кВ.

Выбор выключателей по току производится по формуле:

I_ном ? I_{раб, max}, (6.2)

где I_ном - номинальный ток выключателя, А;

I_{раб, max} - максимальный рабочий ток, А.

Выбор выключателей по отключающей способности производится по формуле:

А, (6.3)

где i_a,r - апериодическая составляющая тока КЗ, составляющая времени до момента расхождения контактов выключателя;

i_a,норм - номинальный апериодический ток отключения выключателя;

Допускается выполнение условия:

(6.4)

где ?_норм - нормативное процентное содержание апериодической составляющей в токе отключения;

ф - наименьшее время от начала короткого замыкания до момента расхождения контактов, с.

ф = ф_{з, мин} + t_соб, с, (6.5)

где ф_{з, мин} = 1,5 - минимальное время действия защит, с;

t_соб - собственное время отключения выключателя, с.

Выбор выключателей на электродинамическую стойкость проверяется по сквозному предельному току короткого замыкания по формуле:

(6.6)

где I_{пр, скв} - действительное значение предельного сквозного тока короткого замыкания;

- начальное значение периодической составляющей тока короткого замыкания в цепи выключателя.

Выбор выключателей на термическую стойкость проверяется по тепловому импульсу по формуле:

(6.7)

где - предельный ток термической стойкости;

- нормативное время протекания тока термической стойкости.

Выбор выключателей РП приведен в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Параметры выключателей, отходящих линий 10 кВ

Условия выбора	Расчетные данные	Тип оборудования
		ВБЭ-10-20/630
UномUсети	Uсети =10 кВ	Uном =10 кВ
IномIраб.мах	Iраб.мах =9,91А	Iном =630 А
IотклIкз	Iкз =3,9 кА	Iоткл =20 кА
i дин i уд	i уд =11 кА	i дин =51 кА
I2t Вк	Вк =45 кА2с	I2t =1200 кА2с

6.2 Выбор трансформаторов тока

Условия выбора трансформаторов тока:

U_ном ?U_сети; (6.8)

I_ном ?I_раб.max; (6.9)

i_дин ?i_уд; (6.10)

I²·t ?В_к . (6.11)

Параметры трансформаторов тока 10кВ приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Параметры трансформаторов тока 10 кВ

Условия выбора	Расчетные данные	Тип оборудования
		ТЛК-10
UномUсети	Uсети =10 кВ	Uном =10 кВ
IномIраб.мах	Iраб.мах =9,91А	Iном =50 А
i дин i уд	i уд =11 кА	iдин =81 кА
I2t Вк	Вк =45 кА2с	I2·t = 768 кА2·с



5.3 Выбор выключателей нагрузки

Условия выбора выключателей нагрузки:

U_ном ?U_сети ; (6.12)

I_ном ?I_раб.max ; (6.13)

i_дин ?i_уд ; (6.14)

I²·t ?В_к . (6.15)

Параметры выключателей нагрузки 10кВ приведены в таблице 6.3

Таблица 6.3 - Параметры выключателей нагрузки 10 кВ

Условия выбора	Расчетные данные	Тип оборудования
		ВНА-10/630-20
UномUсети	Uсети =10 кВ	Uном =10 кВ
IномIраб.мах	Iраб.мах =9,91А	Iном =630 А
i дин i уд	i уд =11 кА	iдин =51 кА
I2t Вк	Вк =45 кА2с	I2·t = 400 кА2·с

5.4 Выбор ограничителей перенапряжения

Ограничители перенапряжения устанавливаются на шины 10 кВ цеховой КТП.

Условие ограничителей перенапряжения:

U_ном=U_сети , (6.16)

где U_ном - номинальное напряжение оборудования , кВ;

U_сети - напряжение сети, кВ.

ОПН-П1-10/11,5/10/2УХЛ1

U_ном=10 кВ;

U_{доп. max}=11 кВ;

U_ост.1000=28,7 кВ;

U_{ост. 10000}=33,8 кВ.



6. РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

6.1 Расчет релейной защиты питающей кабельной линии 10 кВ

Защиту кабельных линий выполним при помощи блоков «Бреслер ТОР-200Л»

На линиях 10 кВ применяется двухступенчатая защита: отсечка и МТЗ.

Максимальная токовая защита определяется по формуле:

, (7.1)

где k_зап - коэффициент запаса, учитывающий погрешность реле, неточности расчета, принимаем k_зап =1,1;

k_в - коэффициент возврата реле, для «Бреслер ТОР-200Л»k_в = 0,95;

k_сз - коэффициент самозапуска, учитывает возможность увеличения тока в защищаемой линии вследствие самозапуска электродвигателей при восстановлении напряжения после отключения К.З.;

I_pmax - максимальный ток в линии в нормальном режиме.

Чувствительность защиты считается достаточной, если при К.З. в конце защищаемого участка К_ч>1,5 , а при К.З. в конце резервируемого участка К_ч>1,2.

Коэффициент чувствительности защиты:

, (7.2)

где I⁽²⁾_к,min - минимальный ток двухфазного короткого замыкания в конце защищаемой линии.

Вторичный ток срабатывания определяется из выражения:

, (7.3)

где К_т - коэффициент трансформации трансформатора тока;

k_сх - коэффициент схемы, зависит от способа соединения трансформаторов тока и имеет значения 1 - при соединении в полную и неполную звезду и - при включении реле на разность токов двух фаз.

Избирательность защиты обеспечивается выбором выдержки времени по условию:

t_с.з.= t_{с.з.пред}+t, с, (7.4)

где t_{с.з.пред} - время срабатывания защиты предыдущей ступени. в нашем случае это время перегорания плавких вставок предохранителей в конце линий 10 кВ. Примем время срабатывания плавких вставок t_пл.вст.=0,5 с.;

t - ступень селективности, в расчетах принимается равной 0,6-1с- для защит с ограниченной зависимостью от тока К.З. характеристикой времени срабатывания и 0,2-0,6с - для защит с независимой характеристикой времени срабатывания.

Токовая отсечка:

1 Отстройка от токов КЗ вне защищаемой зоны:

I_с.о. = kзап I⁽³⁾_кз0,4 , А, (7.5)

где kзап - коэффициент запаса, kзап =1,1;

I⁽³⁾_кз0,4 - максимальный ток трехфазного короткого замыкания на шинах 0,4 кВ КТП подключенных к линии, А.

2 Отстройка от токов намагничивания трансформаторов установленных в линии

I_с.о. = kзап _тр, А, (7.6)

где kзап - коэффициент запаса, kзап =5;

_тр - суммарный ток трансформаторов установленных в линии, А.

Принимаем большее значение.

Коэффициент чувствительности определяется по формуле:

, (7.7)

где I⁽³⁾_к.з -ток трехфазного короткого замыкания в начале защищаемой линии;

Iсз - ток срабатывания защиты, А.

Произведем расчет защит.

А;

;

3958

= 1600 =2.5;

А;

t_с.з.=0,5+0,5=1 с;

I_с.о.КТП = 1,1?298 = 328 А;

Принимаем I_{с.о.КТП1} = 328 А.

;

А .

После выбора реле защиты, схемы защиты и трансформаторов тока, последние необходимо проверить на допустимую погрешность. Проверка на допустимую погрешность осуществляется следующим образом. Определяем коэффициент предельной кратности:

, (7.8)

где I_c.о- ток срабатывания отсечки, А;

I_{1.ном.ТТ} - номинальный первичный ток трансформатора тока, А.

.

Для выбранного типа трансформаторов тока находим допустимое сопротивление нагрузки Z_доп = 1,8 Ом.

Z_расч = 2·R_пр + R_пер + Z_сум, Ом; (7.9)

R_пр - расчётное сопротивление соединительных проводов схемы, Ом;

R_пер - переходное сопротивление контактов, Ом;

Z_сум - суммарное расчётное сопротивление блоков «Сириус», Ом;

Расчётное сопротивление проводов принимаем: Ом;

Расчётное сопротивление контактов принимаем: Ом.

Z_расч = 2·0,05+0,1+0,015=0,215<1,8 Ом.

6.2 Расчет защиты силового трансформатора

Для защиты трансформатора ТП применим плавкие предохранители Условия выбора предохранителей:

U_ном ?U_{сети, ном} , В; (7.10)

I_ном ?2·I_раб.max , А; (7.11)

I_{откл. ном} ?I_КЗ , А. (7.12)

Выбираем предохранители типа:

ПКТ102-10-40-31,5 У3 I_ном = 40 А

6.3 Расчет защиты линий 0,4 кВ

Защиту КЛ 0,4 кВ выполним автоматическими выключателями

Условия выбора и проверки автоматических выключателей:

По напряжению:

U_ном.QF?U_ном. _сети, В. (7.13)

По номинальному току:

I_ном.QF?I_расч. А. (7.14)

По отстройке от пиковых токов:

I_СО ?Кзап·I_пик, А, (7.15)

где I_co - ток срабатывания отсечки, А;

Кзап - коэффициент запаса;

I_пик - пиковый ток, А.

По условию защиты от перегрузки:

I_сп ?I_доп, А; (7.16)

I_сп?1,1·I_ном, . (7.17)

По времени срабатывания:

t_со>t_с.о.в+Дt, с, (7.18)

где t_с.о.в - собственное время отключения выключателя, с;

Дt- ступень селективности.

По условию стойкости к токам КЗ:

ПКС?I⁽³⁾_кзmax , (7.19)

где ПКС - предельная коммутационная способность.

По условию чувствительности:

, (7.20)

где I_{min кз} - минимальный ток короткого замыкания, А;

I_с.о - ток срабатывания отсечки, А;

К_р - коэффициент разброса срабатывания отсечки, К_р=1,4-1,5.

На отходящей линии в ЩР к электроприемнику 1 (I_н = 18,77 А) выбираем выключательABB марки TmaxT1:

I_н.в. = 160 А; I_{э/м.расц} = 150 А; I_перегр = 25 А; ПКС=40кА.

1) 660 В > 380 В;

2) I_н.в. =160А>I_н = 18,77 А;

3) Кзап·I_пик = 3·18,77 = 56,31 А, I_{э/м.расц} = 150 А>56,31 А;

4) I_перегр = 25А<38,24 А;

I_перегр = 25 А>18,7 А.

5) t_{э/м.расц} = 0,02 с;

6) ПКС=40 кА>i_уд = 4,39 кА;

7) ;

.

На отходящей линии к ЩСУ-1 I_р = 142,59А в КТП выбираем выключатель марки TmaxT2:

I_н.в. = 160А;I_перегр = 160 А; I_кзмгн = 1000 А; I_кз = 800 А; ПКС=80 кА.

1) 660 В > 380 В;

2) I_н.в. =160А>I_р = 142,59 А;

3) К_зап·I_пик = 3·142,59 = 427,8 А, I_кз = 800 А>427,8А;

4) I_перегр=160>142,59 А;

I_перегр =160<427,8 А.

5) t_кз = 0,2 с;

6) ПКС=80кА>i_уд = 14,29 кА;

7);

Вводной автоматический выключатель выбирается на номинальный ток трансформатора с учетом коэффициента перегрузки 1,4.

А.

Выбираем автоматический выключатель TmaxT5:

I_н.в. = 630 А; I_кзмгн = 3150А; I_кз = 2520А;I_кз1ф = 1260 А.

I_перегр = 630А; ПКС=80кА.

1) 660 В > 380 В;

2) I_н.в. =630 А>I_н = 505,18 А;

3) К_зап·I_пик = 4·505,18 = 2020,7 А, I_кз = 2520 А>2020,7А ;

4) I_перегр =630>505,18 А;

5) t_кз = 0,4 с;

6) ПКС=80 кА>i_уд = 14,29 кА;

7).

Выбор автоматических выключателей сведен в ПРИЛОЖЕНИЕ Г



7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

7.1 Оценка затрат на производство работ

Полная сметная стоимость монтажных и пусконаладочных работ является обоснованием необходимого объема инвестиций. Для расчетов используются ТЕРм, ТЕРп и прайсы фирм-поставщиков электрооборудования и кабельной продукции. Локальная смета затрат на монтажные работы и стоимость оборудования приведена в таблице Д.1. Локальная смета затрат на пусконаладочные работы приведена в таблице Д.2.

Произведем пересчет локальной сметы согласно МДС 81-35.2004 "Методика определения стоимости строительной продукции на территории РФ" и методическому пособию "Расчет сметной стоимости строительства объектов электроэнергетики" М.?Б.?Перовой, Ю. В. Воропановой.

Затраты на строительно-монтажные и пуско-наладочные работы

Всего прямых затрат:

С_пз = 12603 + (8759+4139) • 1,15 • 1,4 + (36101-4139) = 65333 руб.

Накладные расходы:

С_н = 0,95 • (8759+4139) • 1,15 = 14093 руб.

Сметная прибыль организации:

Р_см = 0,65 • (8759+4139) • 1,15 = 9642 руб.

Всего затрат на монтажные работы в текущих ценах:

С_смр = (65333 + 14093 +9642) • 9,09 = 809629 руб.

Всего затрат на пусконаладочные работы в текущих ценах:

С_пнр = (4195 + 4195 • 0,65 +4195 • 0,4) • 23,15 • 1,15 = 228991 руб.

Всего затрат на работы в текущих ценах:

С_ср = 809629 + 228991 = 1038621 руб.

1. Затраты на приобретение основного и вспомогательного технологического оборудования

Расходы на запасные части:

С_зч = 0,02 • 1264400= 25288 руб.

Расходы на тару и упаковку:

С_ту = 0,015 • 1264400= 18966 руб.

Транспортные расходы:

С_тр = 0,05 • 1264400= 63220 руб.

Снабженческо-сбытовая наценка:

С_сб = 0,05 • 1264400= 63220 руб.

Заготовительно-складские расходы:

Сзс = 0,012 · 1264400= 15173 руб.

Расходы на комплектацию:

Ском = 0,008 · 1264400= 10115 руб.

Всего дополнительных расходов на оборудование:

Сдо = 25288 +18966 +63220 +63220 +15173 +10115 =

= 195983 руб.

Всего расходов на оборудование в текущих ценах:

Соб = 1264400+ 195983 = 1460392 руб.

Сметная стоимость материалов.

Транспортные расходы:

С_тр = 0,05 • 702800= 35140 руб.

Расходы на тару и упаковку:

С_ту = 0,015 • 702800= 10542 руб.

Всего расходов на материалы в текущих ценах:

С _МАТ = 1,012 · (702800+ 35140 + 10542) = 757464 руб.

2. Лимитированные и прочие затраты

Затраты на временные здания и сооружения:

С_вз = 0,039 • 1038621 = 40506 руб.

Затраты на перевозку крупногабаритных и тяжеловесных грузов:

С_гр = 0,0003 • 1038621 = 311 руб.

Затраты на добровольное страхование:

С_стр = 0,03 • 1038621 = 31158 руб.

Затраты, связанные с отчислениями в фонд научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР):

С_ниокр = 0,015 • (1038167 +1264400+702800) = 45087 руб.

Затраты, связанные с премированием за ввод в эксплуатацию в срок построенных объектов:

С_эксп = 0,025 • 1038621 = 25965 руб.

Дополнительные затраты по охране объектов строительства:

С_охр = 0,013 • 1038621 = 13502 руб.

Сумма лимитированных и прочих затрат:

Слп = 40506 + 311 + 31158 + 45087 + 25965 + 13502 =

= 156531 руб.

Размер средств на авторский надзор:

Савт = 0,002 · (1038621 + 1460392 + 757464 +156531) = 6826 руб.

Резерв средств на непредвиденные работы и затраты:

Снепр = 0,03 · (1038621 + 1460392 + 757464 +156531) = 102389 руб.

7.2 Организация электромонтажных работ по вводу схемы в эксплуатацию

Явочная численность бригады электромонтажников по формуле:

, чел, (8.1)

где Т - общие трудозатраты выполнения работ, чел-ч.;

Т_ПЛ - плановый срок выполнения монтажных работ;

К_В - коэффициент выполнения норм труда;

К_И - коэффициент использования рабочего времени.

Списочное число электромонтажников:

Чспис =Чя ?Кнв , чел, (8.2)

где К_НВ - плановый коэффициент невыходов на работу.

ЧЯ =1175168:0,9?1,1 =7 ЧЯ =1175168?0,9?1,1 =7 чел.

ЧСПИС =7?1,1=8 чел.

Ленточный график представлен в приложении Е.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ВКР спроектировано электрооборудование цеха по выращиванию овощей. Рассчитаны нагрузки и выбраны схемы распределительных сетей 10 и 0,4 кВ. Произведен выбор трансформаторов цеховой КТП к установке принят один трансформатор ТСЗ-250/10/0,4.

Для обеспечения необходимой надежности электроснабжения принята радиальная схема распределения электроэнергии.

Коммутационное оборудование выбрано на основании расчета токов КЗ.

В шкафах КТП применяются автоматические выключатели производства ABB.

В экономической части проекта составлена смета на электромонтажные работы, построен график электромонтажных работ.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Щербаков, Е. В. Элетроснабжение и электропотребление на предприятиях: учеб. пособие/ Е.В.Щербаков - Москва: ФОРУМ, 2010. - 496 с.

Правила устройства электроустановок (седьмое издание) - Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2014.-512 с.

Ополева, Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения: справочник/ Г.Н.Ополева -Москва: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006. - 480 с.

Карякин, Р. Н. Нормы устройства сетей заземления/ Р.Н.Карякин - 4-е изд. - Москва. :Энергосервис, 2006. - 355 с.

Козлов, В. А. Справочник по проектированию систем энергоснабжения городов/ В.А.Козлов - Санкт-Петербург: Энергия, 1984 г.- 275с.

Каталог электротехнической продукции [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.nevaeltech.ru.

Вологдаэнергосбыт [Электронный ресурс]:офиц.сайт. - Режим доступа: https://www.vscenergo.ru

Старкова, Л.Е. Проектирование цехового электроснабжения: учебное пособие/Л.Е.Старкова, В.В.Орлов. - Вологда:ВоГТУ, 2003.- 172 с.

Правила устройства электроустановок: все действующие разделы шестого и седьмого изданий с изменениями и дополнениями по состоянию на 1 февраля 2015 г. - Москва: КНОРУС, 2015. - 448с.

Инструктивные и информационные материалы по проектированию электроустановок/ Тяжпромэлектропроект.-Москва,2007.-№5.-96 с.

Немировский, А. Е. Электрооборудование электрических сетей, станций и подстанций: учебное пособие / А. Е. Немировский, И. Ю. Сергиевская, Л. Ю. Крепышева; М-во образ.и науки РФ, Вологод. гос. ун-т. - Вологда:ВоГУ, 2016.

Шабад, М.А. Максимальная токовая защита/ М.А.Шабад - Санкт-Петербург: Энергоатомиздат., 2009. - 96 с., ил. (Библиотека электромонтёра; Вып. 640).

Организация производства электромонтажных работ на энергообъекте: методические указания для выполнения курсовых (контрольных) работ. - Вологда: ВоГТУ, 2015. - 40 с.

Территориальные единичные расценки на пусконаладочные работы. Сборник № 1 «Электротехнические устройства»: ТЕРп-2001-01/Госстрой России. - Введ. 15.11.2000. - М., 2007. - 63 с.

Территориальные единичные расценки на монтаж оборудования. Сборник № 8 «Электротехнические установки»: ТЕРм 81-03-08-2001/ Официальное издание. - Вологодская область, 2006. - 74 с.

Кудрин, Б.И. Электроснабжение/Б.И.Кудрин - Москва: Академия, 2015. - 352 с.

Андреев, В.А. Релейная защита и автоматика систем электроснабжения: учеб. для вузов. - 4-е изд. перераб. и доп./А.В.Андреев - Москва: Высш. шк., 2006. - 639 с.

Перова, М.Б. Оценка эффективности инвестиционных проектов объектов электроэнергетики: учебное пособие / М. Б. Перова, Ю. В. Воропанова. - Вологда: ВоГТУ, 2006. - 79 с.



ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

Данные потребителей цеха

Таблица А.1 - Данные потребителей цеха

№ по плану	Наименование	Рн , кВт	Ки	cosц
1	Приводы фрамуг	10,5	0,8	0,85
2	Вентиляторы	13,5	0,8	0,9
3	Насосы полива	12	0,8	0,9
4	Насосы смешивания	8	0,8	0,85
5	Вентиляторы	11,6	0,8	0,85
6	Насосы	10,8	0,8	0,85
7	Приводы фрамуг	11,2	0,8	0,85
8	Насосы полива	10,4	0,8	0,85
9	Насосы смешивания	8	0,8	0,85
10	Вентиляторы	7,4	0,8	0,85



ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(обязательное)

Выбор кабелей 0,4 кВ

Таблица Б.1 - Выбор кабелей 0,4 кВ

Потребитель	Iр, А	Марка кабеля	Iдоп, А	L, м	r, мОм/м	x, мОм/м	ДU, %
ЩР	142,59	АВБбШв 4х50	175	50	0,625	0,0625	1,21
1	18,77	ВВГнг (5х2,5)	204	расп	7,4	0,116	1,63
2	24,13	ВВГнг (5х2,5)	204	40	7,4	0,116	2,79
3	21,45	ВВГнг (5х2,5)	204	45	7,4	0,116	2,79
4	14,30	ВВГнг (5х2,5)	77	35	7,4	0,116	1,45
5	20,73	ВВГнг (5х2,5)	77	35	7,4	0,116	2,10
6	19,30	ВВГнг (5х2,5)	1158	32	7,4	0,116	1,79
7	20,02	ВВГнг (5х2,5)	37	37	7,4	0,116	2,14
8	18,59	ВВГнг (5х2,5)	204	30	7,4	0,116	1,61
8	14,30	ВВГнг (5х2,5)	204	30	7,4	0,116	1,24
10	13,23	ВВГнг (5х2,5)	204	50	7,4	0,116	1,91



ПРИЛОЖЕНИЕ В

(обязательное)

Расчет токов КЗ на стороне 0,4 кВ

Таблица В.1 - Расчет токов КЗ на стороне 0,4 кВ

Потребитель	I(3)max, кА	I(3)min, кА	Та	Куд	iуд, кА	I(1)кз, кА
ЩР	4,39	4,38	0,0025	1,02	6,31	2,00
1	0,87	0,86	0,0004	1,00	1,22	0,23
2	0,68	0,67	0,0004	1,00	0,96	0,22
3	0,61	0,60	0,0003	1,00	0,86	0,21
4	0,76	0,74	0,0004	1,00	1,07	0,21
5	0,76	0,73	0,0004	1,00	1,07	0,20
6	0,82	0,79	0,0004	1,00	1,16	0,20
7	0,73	0,69	0,0004	1,00	1,02	0,19
8	0,87	0,82	0,0004	1,00	1,22	0,19
8	0,87	0,81	0,0004	1,00	1,22	0,19
10	0,56	0,52	0,0003	1,00	0,79	0,18



ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(обязательное)

Выбор автоматических выключателей

Таблица Г.1- Выбор автоматических выключателей

QF	Iр, А	Тип	Iн, А	Iперегр, А	Iкз.мгн, А	Iкз, А	Iкз1ф, А	Кч	Кч1ф	ПКС, кА
ЩР	142,59	ТmaxT2	160	160	800	500		5,07	2,76	80
1	18,77	Тmax T1	25	25	150		25	10,51	49,86	40
2	24,13	Тmax T1	25	25	150		25	8,92	41,20	40
3	21,45	Тmax T1	25	25	150		25	7,71	35,10	40
4	14,30	Тmax T1	16	16	96		16	6,07	16,80	40
5	20,73	Тmax T1	25	25	150		25	8,06	22,15	40
6	19,30	Тmax T1	25	25	150		25	6,07	16,80	40
7	20,02	Тmax T1	25	25	150		25	3,99	6,89	40
8	18,59	Тmax T1	25	25	150		25	9,55	45,99	40
8	14,30	Тmax T1	16	16	96		16	10,17	49,86	40
10	13,23	Тmax T1	16	16	96		16	10,86	54,44	40

Размещено на Allbest.ru

...