Проектирование схемы электроснабжения первого отделения пылеулавливания плавильного цеха ОАО "КазЦинк"

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Технология производства

Из плавильного цеха в первое отделение пылеулавливания плавильного цеха ОАО «КазЦинк» поступают печные газы. В первом отделении пылеулавливания плавильного цеха происходит очистка печных газов от свинцовой пыли. Печные газы втягиваются 13 высоковольтными дымососами и проходят через фильтры находящиеся в блоках на отметке +6,5. С фильтров пыль стряхивается и попадает в шнеки находящиеся в блоках на отметке 0,00. При помощи шнеков пыль попадает в бункер, затем машинами вывозится на утилизацию, а газы по трубам уходят в отделение тонкой очистки (находящееся в другом блоке). После чего уже очищенный воздух уходит в атмосферу.

2. Обоснование принятых технических решений схемы электроснабжения первого отделения пылеулавливания

В проектируемом отделении пылеулавливания 20% потребителей второй категории, 75% третьей категории. Тринадцать дымососов относится к потребителям первой категории. Проектируемый объект расположен от центрального распределительного пункта (ЦРП) на расстоянии одного километра. Поэтому предусмотрено высоковольтное распределительное устройство (РУ) в проектируемом объекте, с двумя секциями шин напряжением 6 киловольт, с автоматическим включением резерва (АВР) на секционном выключателе. Со сборных шин РУ получают питание тринадцать высоковольтных дымососа и четыре силовых сухих трансформатора типа TRIAL мощностью по 1000 кВА. На секционном выключателе 0,4 кВ выполнена АВР. Высоковольтное РУ получает питание от двух независимых источников, то есть с разных секций шин ЦРП. В свою очередь ЦРП получает питание по кабельным линиям с разных секций шин главной понизительной подстанции (ГПП) (смотри рисунок 4.1).

В проектируемом цехе температура +25⁰с, среда запыленная, сеть не требует защиты от перегрузки. На основании вышеизложенного и расположения электроприемников на планах проектируемого объекта принята радиальная схема электроснабжения.

Шкафы распределительные (ШР) укомплектованные автоматами типа ВА57-35. На подстанции установлены панели ЩО-70, они укомплектованы автоматическими выключателями: вводные ВА74-45, линейные ВА74-40, секционный ВА74-43. Для питания ШР от подстанции принят кабель АВВГ, а для питания электроприемников от ШР принят провод АПВ затянутый в трубах. Магнитные пускатели приняты ПМЛ с тепловыми реле РТЛ.

Высоковольтное РУ запитываются от ЦРП кабелем ААШВу-6-3(3х120) проложенных в траншее, по три кабеля на ввод. В высоковольтном РУ установлены ячейки КСО-292. Все ячейки КСО-292, укомплектованны вакуумными выключателями ВВ/TЕL-10 со встроенными приводами, линейными и шинными разъединителями РВФ-6 с приводами ПР-10 (смотри лист-2 графической части).

Комплектные конденсаторные установки не устанавливаются. Компенсацию реактивной мощности выполняют тринадцать высоковольтных синхронных двигателей (смотри лист-2 графической части).

Релейная защита выполнена с применение терминалов SEPAM, АВР на секционном выключателе 6 кВ выполнено так же с применением терминалов SEPAM, а АВР на секционном выключателе 0,4 кВ выполнено на микропроцессорах LOGO-230.

В цехе для освещения установлены светильники ЖСП01 с натриевыми лампами ДНаТ-150 получающими питание по пяти проводной линии проводом АПВ-5(1х2,5) затянутым в трубы. Шкаф освещения принят марки ПР11-3078 получающий питание по четырех проводной линии кабелем АВВГ-1(4х4) и укомплектованный автоматами ВА 47-29.

3. Расчет электрических нагрузок

3.1 Расчет электрических нагрузок до и выше 1000 В

Расчет электрических нагрузок проводится по «Указаниям расчета электрических нагрузок РТМ 36. 18. 32.4-92». Указания, введённые в действие с 1 января 1993 года. Расчет выполняется по форме Ф636-92. Расчётные нагрузки являются исходными данными для проектирования систем электроснабжения потребителей электроэнергии для всех отраслей народного хозяйства. Указания не распространяются на определение нагрузок электроприёмников с резко переменным графиком нагрузки.

Расчет электрических нагрузок электроприемников напряжением до 1000В производится для каждого узла питания (распределительного шкафа, сборки, щита станции управления, магистрального шинопровода), а так же по цеховой трансформаторной подстанции. Исходные данные для расчёта графы 1-6 заполняются на основании собранных данных по проектируемому объекту, а графы 5,6 согласно справочным материалам. В графах 7 и 8 соответственно записываются построчно величины К_иР_н и К_иР_нtgб. В итоговой строке определяются суммы этих величин ?К_иР_н и ?К_иР_нtgб, где К_и, Р_н - коэффициент использования и номинальная мощность электроприёмника, а tgб - найденный по косинусу взятрму из справочника для данного электроприемника.

Групповой коэффициент использования для данного узла питания определяется как отношение суммарной промежуточной мощности по узлу к суммарной номинальной мощности.

Эффективное число электроприёмников определяется как отношение суммарной номинальной мощности по узлу в квадрате, к сумме квадратов мощностей отдельных приёмников по узлу. В зависимости от средневзвешанного коэффициента использования и эффективного числа электроприёмников определяется коэффициент расчётной нагрузки К_р. Коэффициент расчётной нагрузки при определении расчётной нагрузки по подстанции берётся, по узлам (ШР, ШРА, ШСУ) руководящих указаний.

Расчётная активная мощность подключённая к узлу питания до 1 кВ определяется по формуле как промежуточная мощность по узлу на групп повой расчётный коэффициент.

Расчётная реактивная мощность определяется в зависимости от эфективного числа электроприёмников (n_э) , по формулам:

при n_э ? 10, Q_р =1,1 ?К_иР_нtgб; (3.1)

при n_э ?10, Q_р =?К_иР_нtgб.

Для магистральных шинопроводов и на шинах цеховых трансформаторных подстанций, а также при определении реактивной мощности в целом по цеху, корпусу, предприятию определяется по формуле:

Q_р = К_р ?К_иР_нtgб = Р_р tgб. (3.2)

Расчет электрических нагрузок по ГПП производится аналогично при веденному расчёту на 0,4кВ, с учётом следующих особенностей:

1) расчётная нагрузка цеховых трансформаторных подстанций, с учётом осветительной нагрузки, потерь в трансформаторах и мощности компенсирующих устройств суммируются по РУ в графы 7 и 8;

2) определяется число присоединений на 6 киловольт на сборных шинах РУ(графа 2 итоговой строки);

3) эффективное число приёмников не определяется и графы 9 и 10 не заполняются;

4) в зависимости от числа присоединений и группового коэффициента использования занесённого в графу 5 итоговой строки, по таблице 3. определяется значение коэффициента одновремённости К_о, который заносится в графу 10;

5) Расчётная мощность определяется по выражениям

(3.3)

(3.4)

(3.5)

3.2 Расчет осветительной нагрузки по удельной мощности

Рисунок 3.1 - Размеры цеха

Определяем площадь цеха:

S=A*B=114*60=6840 м². (3.6)

где А - длинна цеха (смотри лист-1 графической части);

В - ширина цеха (смотри лист-1 графической части).

На основании высоты подвеса светильников (550 мм), площади цеха (6840 м²⁾, типа светильников (ЖСП01) и нормы освещенности (100 лк), выбираем удельную мощность освещения:

Р_УД=5,4 кВт/м² - для ламп ДНаТ [10].

Номинальная суммарная мощность для ламп ДНаТ:

Р_Н=К*Р_УД*S*10=1,12*5,4*6840*10=41,37 кВт, (3.7)

где К = 1,12 для ламп ДНаТ [10].

Расчетная мощность осветительных приемников:

Р_Р=К_С*Р_Н=0,95*41,37=39 кВт, (3.8)

где Кс=0,95 - коэффициент спроса [1].

Расчетный ток рабочего освещения:

I_РО=== 56,72 А (3.9)

Расчетный ток аварийного освещения:

I_АО=0,1*I_РО=0,1*5,672=3,949 A. (3.10)

3.3 Компенсация реактивной мощности на стороне 0,4 и 10 кВ

Суммарная расчетная мощность батарей конденсаторов в сетях до 1000 В определяется двумя последовательными расчетными этапами:

- выбор экономически оптимального числа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций;

- определение дополнительной мощности батарей конденсаторов в целях оптимального снижения потерь в трансформаторах и в сети 6-10 кВ предприятия, питающие эти трансформаторы.

Выбор экономически оптимального числа трансформаторов цеховых трансформаторных подстанций:

1) Определяем минимальное число трансформаторов:

 (3.11)

где Р_Р - расчетная мощность по проектируемому объекту;

в_Т - коэффициент загрузки трансформатора;

S_Т - принятая мощность силового трансформатора;

ДN - добавка до ближайшего целого числа.

2) Определяем экономически оптимальное число трансформаторов:

(3.12)

m=f(N_T.MIN; ДN)=f(3;0,03)=1 - [3].

3) Определяем ту реактивную мощность, которую нужно пропустить через трансформаторы:

(3.13)

4) Определяем какую мощность нужно скомпенсировать по первому этапу:

(3.14)

так как Q_Н.К.1 ? 0, то по первому этапу компенсирующее устройство не устанавливается.

Определение дополнительной мощности батарей конденсаторов в целях оптимального снижения потерь в трансформаторах и в сети 6-10 кВ предприятия, питающие эти трансформаторы определяется в зависимости от:

1) г =f(К₁; К₂)=f(16;7)=0,5,

где г - [3] таблица 8.4-8.5;

К₁ - удельный коэффициент потерь - [3] таблица 8.1

К₂ - зависит от мощности трансформаторов и длинны кабельной линии 6-10 кВ - [3] таблица 8.2

2) Определяем какую мощность нужно скомпенсировать по второму этапу:

(3.15)

так как Q_Н.К.2 ? 0, то по второму этапу компенсирующее устройство не устанавливается.

Поскольку Q_Н.К.1 и Q_Н.К.2 ? 0 значит установка батарей конденсаторов не целесообразна.

3.4 Выбор силовых трансформаторов

Принимаем расчетный коэффициент загрузки К_ЗТ=0,7 - 0,75для потребителей первой категории.

S_Р=1437,6кВА - полная расчетная мощность второй подстанции (таблица 3.3).

N=2 - число трансформаторов.

Мощность трансформатора:

S_ТР===958,66 кВА. (3.16)

Принимаем два трансформатора по 1000кВ.А

Таблица 3.1 - Каталожные данные силового трансформатора

Sнт	Рхх	Ркз	Uкз	Iхх
кВА	кВт	кВт	%	%
1000	2	8,8	6	1,2

Определяем промежуточную суммарную мощности:

S_ПР===1685,4 кВА, (3.17)

где Р_ПР - промежуточная суммарная мощность - таблица 3.6;

Q_ПР - промежуточная реактивная мощность - таблица 3.6.

Промежуточный коэффициент загрузки:

К_ПР=== 0,843. (3.18)

Расчетный коэффициент загрузки:

К_Р=== 0,719. (3.19)

Потери реактивной мощности в силовом трансформаторе:

1) При холостом ходе:

Q_ХХ=*S_НТ=*1000 =12 кВАр; (3.20)

2) При коротком замыкании:

Q_КЗ=*S_НТ=*1000 =60 кВАр. (3.21)

Промежуточные потери активной и реактивной мощности в силовых трансформаторах:

Р_ПР=N*(P_ХХ+К_ПР²*Р_КЗ)=2*(2+0,843²*8,8) = 16,5 кВт; (3.22)

Q_ПР=N*(Q_ХХ+К_ПР²*Q_КЗ)=2*(12+0,843²*60) =109,2 кВАр. (3.23)

Расчетные потери активной и реактивной мощности в силовом трансформаторе:

Р_Р=N*(Р_ХХ+К_Р²*Р_КЗ)=2*(2+0,719²*8,8)=13,1 кВт; (3.24)

Q_Р=N*(Q_ХХ+К_Р²*Q_КЗ)=2*(12+0,719²*60)=86 кВАр. (3.25)

Найденные потери проставляем в таблицу 3.3.

4. Расчет токов короткого замыкания

4.1 Расчет токов короткого замыкания на шинах 6 кВ ЦРП

Для проверки электрооборудования на устойчивость к токам короткого замыкания производим их расчет. Намечаем точки короткого замыкания на шинах 6 кВ ЦРП, на шинах 6 кВ РУ и на шинах 0,4 кВ. Расчет токов короткого замыкания производится в относительных единицах, задаются базисными величинами и все сопротивления выражают относительно базисных величин.

Рисунок 4.1 - Исходная схема токов короткого замыкания



Рисунок 4.2 - Схема замещения для расчетов токов короткого замыкания

Задаемся базисными условиями:

Базисной мощностью- S_Б=100 МВА;

Базисным напряжением - U_Б=U_СР=115 кВ.

Определяем базисный ток для 115 кВ:

I_Б= == 0,5кА. (4.1)

Определяем сопротивление воздушной лини:

 (4.2)

Двух обмоточного трансформатора:

(4.3)

Реактора:

(4.4)

Кабельной линии:

(4.5)

(4.6)

Сворачиваем схему до точки К-1:



Рисунок 4.3 - Свернутая схема замещения

Определяем результирующие активное и индуктивное, полное сопротивления:

(4.7)

(4.8)

(4.9)

Так как S_С=? расчет токов короткого замыкания в точке К-1 проводим как от системы с неограниченной мощностью.

Базисный ток:

(4.10)

Действующее значение токов короткого замыкания в начальный момент времени, который будет равен установившемуся действующему значению токов короткого замыкания:

(4.11)

Ударный ток короткого замыкания:

(4.12)

где К_у= f(- ударный коэффициент в соответствии с [5] таблица 6.2.

Полное действующее значение тока короткого замыкания:

(4.13)

Мощность тока короткого замыкания:

(4.14)

4.2 Выбор кабеля ввода для питания РУ 6 кВ

Рисунок 4.4 - Схема питания РУ от ЦРП

Исходные данные:

Т_М=7000 часов - [1];

I_Р(А)=811,1А;

P_Р=8235,88 кВт;

Q_Р=1738,84 кВАр таблица 3.4;

Q_КУ= 0 кВАр.

I^ll = 8,52 кА - подпункт 4.1.12;

t^l₀= +15C - температура грунта;

Определяем максимальный расчетный ток нормального режима:

(4.15)

Выбор кабеля по допустимому току:

(4.16)

(4.17)

где К_t - коэффициент учитывающий температуру окружающей среды и при t^l₀= +15C К_t=1, [1] таблица 1.3.3;

К_ПВ=1 - режим продолжительный - коэффициент учитывающий режим работы приемника [1] параграф 1.3.4;

К_n= 0,81, при n=6 - коэффициент учитывающий количество рядом лежащих кабелей, [1] таблица 1.3.26;

К_*=1,25 - коэффициент учитывающий допустимую перегрузку кобелей в послеаварийном режиме, [1] таблица 1.3.2.

По таблице 1.3.16 [1] выбираем кабель:



Определяем коэффициент загрузки кабеля:

(4.18)

согласно [1] таблица 1.3.2.

Выбор кабеля по экономической плотности тока.

Определяем предельно-минимальное допустимое сечение кабеля:

(4.19)

где j_Э - экономическая плотность тока [1] таблица 1.3.26.

K_У - [1] параграф 1.3.29;

j_Э=

при Т_мах - число часов использования максимума нагрузки предприятия в год;

По таблице [1] 1.3.16 выбираем кабель с близким сечением:

Для выбора кабеля по термической устойчивости определяем полное действующее время прохождения токов короткого замыкания:

 (4.20)

где t_РЗ=1,43 с - время срабатывания релейной защиты, принято с учетом селиктивности (ступень селиктивности 0,35 с);

tВ=0,025 с - время срабатывания вакуумного выключателя (технические данные вакуумного выключателя ВВ/TEL-10).

Определяем максимальное сечение:

(4.21)

где С=85 [5] параграф 3.3.

Выбираем кабель с близким сечением по [1] таблица 1.3.16.

Из трёх выбранных кабелей принимаем наиболее требуемое значение и проверяем его по потере напряжения:

Находим активное и реактивное сопротивления для выбранного сечения:

Определяем сопротивление кабеля:

l=1 километр;

(4.22)

 (4.23)

Потери напряжения

(4.24)

Потери напряжения в процентах

(4.25)

4.3 Расчет токов короткого замыкания на РУ 6 кВ

Для расчета токов короткого замыкания во второй точке К-2 составляем схему замещения

Определяем сопротивления кабельной линии:

(4.26)

(4.27)



Рисунок 4.5 - Схема питания РУ от ЦРП

Рисунок 4.6: а - схема замещения; б - свернутая схема

Определяем результирующие активное и индуктивное сопротивления:

(4.28)

(4.29)

Находим полное сопротивление:

(4.30)

Так как S_С=? расчет токов короткого замыкания ведем как от системы с неограниченной мощностью.

Расчет проводим аналогично расчету токов короткого замыкания в первой точке (смотри формулы 4.10 - 4.14)

(4.31)

(4.32)

(4.33)

где К_у=f(- ударный коэффициент в соответствии [5] таблица 6.2.

(4.34)

(4.35)

4.4 Расчет подпитки высоковольтных двигателей

При коротком замыкании на шинах напряжение резко снижается, а накопленная кинетическая энергия приводимого механизма и самого двигателя продолжает вращать приводимый механизм в том же самом направлении и двигатель переходит в генераторный режим, посылает к месту короткого замыкания в первый момент времени токи подпитки короткого замыкания, которые в некоторых случаях могут быть сопоставимы с токами короткого замыкания от системы, и даже может превышать их, поэтому их необходимо учитывать.

Исходные данные:

СД-500 - [3] приложение 14;

Р_Н = 500 кВт;

U_Н = 6 кВ;

n=7 на одной секции шин;

Ку=1,82 - [5] таблица 6.1.

Определяем номинальный ток двигателя:

(4.36)

Сверх переходное ЭДС:

(4.37)

где X_d^II = 0,154 - сверх переходное сопротивление в соответствии с [5] приложение 13.

Ток подпитки в начальный момент времени:

 (4.38)

Ударный ток подпитки короткого замыкания:

(4.39)

Мощность короткого замыкания:

(4.40)

Определяем суммарный ток подпитки синхронных двигателей:

(4.41)

(4.42)

Мощность тока короткого замыкания:

(4.43)

где n - количество высоковольтных двигателей на одной секции шин (смотри лист 2 графической части). Подпитка учитывается только на тех шинах, к которым присоединены высоковольтные двигатели.

Суммарный ток с учетом подпитки:

 (4.44)

(4.45)

(4.46)

Данные подставляем в таблицу 4.1.

4.5 Расчет токов короткого замыкания на стороне 0,4 кВ цеховой подстанции

Примечание: Расчет проводится в именованных единицах, все сопротивления выражают в миллиомах.

R⁰₁₃ = 15мОм - сопротивление первичных обмоток трансформаторов тока, сопротивление шин, болтовых соединений, контактов рубильников, автоматов, сопротивление дуги.

а) б)

Рисунок 4.7: а - схема силового трансформатора; б - схема замещения.

Согласно руководящих указаний по силовому оборудованию, если эти сопротивления не известны, учитываются совокупно 15 мОм., активного сопротивления при расчете токов короткого замыкания на шинах 0,4 кВ.

Переводим сопротивления со стороны 6 кВ выраженные в относительных единицах, к ступени короткого замыкания на 0,4кВ:

(4.47)

(4.48)

Определяем относительное номинальное сопротивление трансформатора:

1)Активное:

(4.49)

2)Индуктивное:

(4.50)

4.5.3 Сопротивление трансформатора в миллиомах:

(4.51)

(4.52)

Сворачиваем схему:

Рисунок 4.8 - Свернутая схема замещения

Находим суммарное активное и индуктивное сопротивление:

(4.53)

(4.54)

Полное сопротивление:

(4.55)

Действующее значение токов короткого замыкания в начальный момент времени, который будет равен установившемуся действующему значению токов короткого замыкания:

(4.56)

Ударный ток короткого замыкания:

(4.57)

где - ударный коэффициент в соответствии [5] таблица 6.2.

Полное действующее значения тока короткого замыкания:

(4.58)

Мощность тока короткого замыкания:

(4.59)

Таблица 4.1- Сводная таблица токов короткого замыкания

Точка	III,кА	I? ,кА	iУ,кА	IУ, кА	SII,МВА
На шинах 10кВ ЦРП (К-1)	8,52	8,52	19,88	11,573	93
На шинах 10кВ РУ (К-2)	7,7	7,7	14,7	8,59	84,1
Подпитка в/в двигателей 10кВ (К-2)	2,78	------	7,16	------	30,38
На шинах 10кВ с учетом подпитки (К-2)	10,48	7,7	21,86	8,59	114,48
На шинах 0,4 кВ (К-3)	11,64	11,64	16,8	11,65	8,06

5. Выбор защитной коммутационной аппаратуры и проводниковой продукции

5.1 Расчет пиковых токов

Расчет пикового тока к одному потребителю:

Исходные данные

I_Р=586 А - расчетный ток по ШР - 6;

Данные двигателя (вытяжной вентилятор) из группы создающий наибольший пусковой ток: Р_Н=75 кВт;

U_Н=0,38 кВ;

Соs0,9;

=93%;

K_И=0,7 - [9] таблица 24.1.

Номинальный ток двигателя:

(5.1)

Пусковой ток двигателя:

(5.2)

где К=7 - кратность пускового тока [6] таблица 4.1.

Пиковый ток:

(5.3)

Расчет пикового тока по подстанции:

Исходные данные:

I_Р(А)=2077,46 А - расчетный ток в послеаварийном режиме на второй подстанции;

Данные двигателя (вытяжной вентилятор) создающего наибольший пиковый ток:

Р_Н=75 кВт;

U_Н=0,38кВ;

Cos=0,9;

=93%;

K_И=0,7 - [9] таблица 24.1.

Номинальный и пусковой ток двигателя:

(5.4)

(5.5)

где К=7 - кратность пускового тока [6] таблица 4.1.

Пиковый ток для выбора автомата ввода:

(5.6)

Пиковый ток для выбора секционного автомата:

(5.7)

Обоснование коэффициентов К_t, К_ПВ, К_n, К_З:

К_t = 1 т.к. t⁰ =25C - коэффициент учитывающий температуру окружающей среды [1] таблица 1.3.3;

К_ПВ=1 - режим продолжительный - коэффициент учитывающий режим работы приемника [1] параграф 1.3.4;

К_n=1 т.к. n=3 - коэффициент, учитывающий число рядом лежащих проводников и каблей - [1] параграф 1.3.10;

К_З=1 - коэффициент, учитывающий необходимость защиты сети от перезагрузки, в соответствии с [8] таблица 7.6.

5.2 Выбор автомата ввода и секционного автомата на 0,4 кВ

Рисунок 5.1 - Силовой трансформатор, секционный и вводной автомат

Исходные данные для выбора автомата ввода на 0,4 кВ:

I_Р(А)=2077,46

I_ПИК=2946,34 А

Условия выбора автомата ввода на 0,4 кВ:

(5.8) (5.9)



где I_Т.Р - ток теплового расцепителя;

I_Э.Р - ток электромагнитного расцепителя.

Исходные данные для выбора секционного автомата:

I_Р=1038,73 А

I_ПИК=1097,62 А - подпункт 5.2.4.

Условия выбора секционного автомата:

(5.10)

(5.11)

5.3 Выбор защитной аппаратуры и проводниковой продукции к одному двигателю

Данные для выбора:

Р_Н=75 кВт;

U_Н=0,38 кВ;

=0,93;

cos=0,9;

К=7 - кратность пускового тока [6] таблица 4.1;

К_ПОПР=К_t*K_n*K_ПВ=1*1*1=1. (5.12)

Рисунок 5.2 - Схема питания приемников

Находим номинальный ток двигателя:

(5.13)

Пусковой ток двигателя:

(5.14)

Выбираем автомат:

А) (5.15)

Б) (5.16)

Берем автомат ВА57-35:

I_НА =250А;

I_Т.РАС=160 А;

I_Э.РАС= 1280А.

Магнитный пускатель:

Магнитный пускатель ПМЛ-722:

I_НЭ ?I_НД =137,92А.

Тепловое реле РТЛ-200:

I_НЭ =138А.

Провод:

I_З=I_Т.Р =160 А;

А) (5.17)

В) (5.18)

Марка провода:

[1] таблица 1.3.5.

Аналогично производим расчет для остальных электроприемников. Данные для расчета и расчет приведены в таблице 5.1.

5.4 Выбор проводниковой продукции и коммутационной аппаратуры от цеховой подстанции к ШР, от которой питается рассматриваемый двигатель

Данные для выбора:

I_Р = 586 А

I_ПИК =1454,88 А

Р_Н = 75 кВт

U_Н = 0,4 кВ

К_ТАБЛ = 0,92 - [1] примечание к таблице 1.3.7;

I_З =I_Т.Р=760А.

Выбираем автомат:

А) (5.19)

В) (5.20)

Выбираем автомат марки ВА74-40:

I_НА =800 А;

I_Т.Р = 760 А;

I_Э.Р = 1900 А.

5.4.3 Выбираем кабель к ШР:

А) (5.21)

В) (5.22)

Кабель марки:

[1]таблица 1.3.7.

Проверка кабеля по экономической плотности тока

Так как в данном цехе Т_М ?7000 часов проверяем кабель по экономической плотности тока.

Проверка кабеля по экономической плотности тока:

Т_М =7000 часов;

i_Э =1,2 А/мм² - [1] таблица 1.3.36.

(5.23)

Сечение занижено по экономической плотности тока, поэтому окончательно выбираем кабель:

[1]таблица 1.3.7.

Аналогично производим расчет для остальных распределительных устройств. Данные для расчета и расчет приведены в таблице 5.2.

электрический трансформатор заземляющий освещение

6. Выбор высоковольтного оборудования

Рисунок 6.1 - Высоковольтное оборудование в цепи линии ввода

6.1 Выбор разъединителя в цепи линии ввода

Исходные данные:

U_Н=6 кВ;

I_Р(А) =811,1 А

I^II = 8,52 кА

i_У = 19,88 кА

t_РЗ=1,43 с - время срабатывания релейной защиты, принято с учетом селиктивности (ступень селиктивности 0,35 с);

t_В=0,025 с - время срабатывания вакуумного выключателя (технические данные вакуумного выключателя ВВ/TEL-10).

Выбираем по напряжению:

(6.1)

По току:

(6.2)

Выбираем разъединитель для внутренней установки

РВФ-6/1000 IIIУЗ [6] таблица 5.5.

Проверяем на динамическую устойчивость:

(6.3)

где i_ПР - предельный сквозной ток главных ножей [6] таблица 5.5.

Разъединитель динамически устойчив.

Проверяем по термической стойкости:

(6.4)

(6.5)

(6.6)



где I_НТУ - номинальный ток термической устойчивости [6] таблица 5.5;

t_НТУ - время термической устойчивости [6] таблица 5.5;

В_К - тепловой импульс.

Разъединитель термически устойчив.

6.2 Выбор высоковольтного выключателя в цепи линии ввода

Исходные данные:

U_Н=6 кВ;

I_Р(А) =811,1 А - таблица 3.4;

I^II=8,52 кА - таблица 4.1;

i_У =19,88 кА - таблица 4.1;

Выбираем по напряжению:

(6.7)

По току:

(6.8)

Выбираем высоковольтный выключатель для внутренней установки со встроеным приводом ВВ/TEL-10/12,5/1000 У2.

Проверяем по отключающему току:

(6.9)

 (6.10)

(6.11)

где I_ОТКЛ - номинальный ток отключения;

i_А.ОТК - допустимое значение апериодической составляющей в отключаемом токе;

Апериодический ток за время

(6.12)

где е=0,1- затухание апериодической составляющей тока короткого замыкания [2] рисунок 3.26.

Проверяем на динамическую стойкость:

(6.13)

(6.14)

где I_ПР.С - предельный сквозной ток, наибольший пик;

i_ПР.С - предельный сквозной ток, начальное действующее значение периодической составляющей.

Выключатель динамически устойчив.

Проверка на термическую устойчивость:

(6.15)

(6.16)

t_Д=t_РЗ+t_В=1,43+0,025=1,455с. (6.17)

Выключатель термически устойчив.

Таблица 6.1 - Условия выбора высоковольтного оборудования

Условия выбора	Расчётные данные	Каталожные данные	Примечание
		ВВ/TEL-10-1000	РВФ-6-1000
UАПАР ? UУСТ	6	10	6	По напряжению
IДОП ? IР(А)	811,1	1000	1000	По току
IОТКЛ ? I''(кА)	8,52	12,5	-	По току отключения
ЯА.ОТКЛ ? ЯА.ф(кА)	1,21	5	-
IПР.С ? I"(кА)	8,52	12,5	-	По динамической стойкости
IПР ? ЯУ(кА)	19,88	32	100
I2НТУ * tНТУ ? ВК	106,35	468,8	6400	По термической стойкости
Привод	-	Встроенный	ПР-10	-

6.3 Выбор высоковольтного оборудования в цепи силового трансформатора

Исходные данные:

U_Н=6 кВ;

I_Р(А) =144 А - таблица 3.3;

I^II = 10,48 кА - таблица 4.1;

i_У = 21,86 кА - таблица 4.1;

t_Д=0,02 с.



Рисунок 6.2 - Высоковольтное оборудование в цепи силового трансформатора

Таблица 6.2 - Условия выбора высоковольтного оборудования

Условия выбора	Расчётные данные	Каталожные данные	Примечание
		ВВ/TEL-10-630	РВФ-6-400
UАПАР ? UУСТ	6	10	6	По напряжению
IДОП ? IР(А)	144	630	400	По току
IОТКЛ ? I''(кА)	10,48	12,5	-	По току отключения
ЯА.ОТКЛ ? ЯА.ф(кА)	1,48	5	-
IПР.С ? I"(кА)	10,48	12,5	-	По динамической стойкости
IПР ? ЯУ(кА)	21,86	32	41
I2НТУ * tНТУ ? ВК	3,295	468,8	1024	По термической стойкости
Привод	-	Встроенный	ПР-10	-

6.4 Выбор сборных шин на РУ 6 кВ

Рисунок 6.3 - Сборные шины вид сбоку и сверху

Данные для выбора:

I_Р(А) =811,1 А

I^II =10,48 кА

I_? = 10,48 кА

i_УД = 21,86 кА

l=1000 мм - ячейки КСО-292;

a=250 мм - ячейки КСО-292;

ф₀ = 25 ⁰С;

ф_доп = 70 ⁰С - [1] § 1.3.22;

K_n=1, так как n=1 - коэффициент учитывающий многополосность шин;

K_t=1 - [1] таблица 1.3.3;

К_Р=0,95 - коэффициент расположения шин - [1] параграф 1.3.23;

Определяем предельно допустимый ток:

(6.18)

По таблице [1] 1.3.31 выбираем шину:

Выбранную шину проверяем на динамическую устойчивость.

Находим силу взаимодействия между шинами:

(6.19)

Изгибающий момент:

(6.20)

Момент сопротивления:

(6.21)

Напряжение в металле:

(6.22)

[5] § 6.3

шина проходит по динамической стойкости.

Выбранную шину проверяем на термическую стойкость.

Определяем начальную температуру шин:

(6.23)

По кривым рисунка [5] 6.13 находим выделяемое тепло в проводнике до короткого замыкания:

=0,24*10⁴ (6.24)

Отношение сверхпереходного тока к установившемуся действующему току:

(6.25)

По кривым рисунка [5] 6.12 находим периодическую составляющую времени:

(6.26)

Апериодическая составляющая времени:

(6.27)

Полное приведенное время:

(6.28)

Выделенное количество тепла при коротком замыкании:

(6.29)

по кривым рисунка [5] 6.13 находим конечную точку нагрева:

Сравниваем конечную температуру с допустимой:

6.5 Выбор сборных шин на РУ 0,4 кВ

Данные для выбора:

I_Р(А) =2077,5 А

I^II =11,64 кА

I_? = 11,64 кА

i_УД = 16,8 кА

t_Д=0,38 с - время срабатывания автомата ввода;

l=800 мм;

a=150 мм;

ф₀ = 25 ⁰С;

ф_доп = 70 ⁰С - [1] § 1.3.22;

K_n=1, так как n=1 - коэффициент учитывающий многополосность шин;

K_t=1 - [1] таблица 1.3.3;

К_Р=0,92 - коэффициент расположения шин - [1] параграф 1.3.23;

Определяем предельно допустимый ток:

 (6.30)

По таблице [1] 1.3.31 выбираем шину:

Выбранную шину проверяем на динамическую стойкость.

Находим силу взаимодействия между шинами:

(6.31)

Изгибающий момент:

(6.32)

Момент сопротивления:

(6.33)

Напряжение в металле:

(6.34)

Сравниваем сопротивление в металле с допустимым сопротивлением:

шина проходит по динамической стойкости.

Выбранную шину проверяем на термическую стойкость.

Определяем начальную температуру шин:

(6.35)

По кривым рисунка [5] 6.13 находим выделяемое тепло в проводнике до короткого замыкания:

=0,79*10⁴ (6.36)

Отношение сверхпереходного тока к установившемуся действующему току:

(6.37)

По кривым рисунка [5] 6.12 находим периодическую составляющую времени:

(6.38)

Апериодическая составляющая времени:

с; (6.39)

Полное приведенное время:

 (6.40)

Выделенное количество тепла при коротком замыкании:

(6.41)

По кривым рисунка [5] 6.13 находим конечную точку нагрева:

Сравниваем конечную температуру с допустимой:

следовательно, шина термически устойчива.

6.6 Выбор измерительного трансформатора тока в цепи линии ввода

Данные для выбора:

U_УСТ =6кВ;

I_Р(А) = 811,1А

t_РЗ=1,43 с - время срабатывания релейной защиты, принято с учетом селиктивности (ступень селиктивности 0,35 с);

t_В=0,025 с - время срабатывания вакуумного выключателя (технические данные вакуумного выключателя ВВ/TEL-10).

I^II = 8,52кА

i_У = 19,88кА

Класс точности 0,5 - [6] таблица 5.9.



Рисунок 6.4 - Схема трансформатора тока

Выбор по напряжению и по току:

(6.42), (6.43)

Выбираем трансформатор ТОЛ-10-800/5 [6] таблица 5.9

Коэффициент трансформации:

(6.44)

Проверяем на динамическую прочность:

(6.45)

Трансформатор тока динамически устойчив.

Термическая стойкость:

 (6.46)

(6.47)

(6.48)

Проверяем по классу точности:

Счетчик предназначен для расчетного учета, поэтому примем класс точности 0,5 по § 4.11 (а) [ 2 ] принимаем значение сопротивления контактов:

Таблица 6.3- Нагрузка по фазам приборов учета

Наименование приборов	Код	Нагрузка по фазам
		А	В	С
Счетчик	Меркурий	0,1	0,1	0,1

Берем наиболее загруженную фазу: .

Определяем сопротивление приборов:

(6.49)

Определяем сопротивление проводов:

(6.50)

где r_КАТ =0,4Ом - сопротивление каталожное при классе точности 0,5 [6] таблица 5.9.

Сечение проводов:

(6.51)

(6.52)

Согласно [1] сечение берём не менее 4 мм² ;

Выбираем провод АКВРГ-1-(4х4);

=32 - удельная проводимость для алюминия.

Согласно [1] принимаем сечение жил 4 мм² ;

Принимаем контрольный провод АКВРГ.

6.7 Выбор трансформатора напряжения

По напряжению: U_ТН = U_УСТ =6кВ

Выбираем трансформатор НТМИ - 10 - 66У3с классом точности 0,5, для внутренней установки

S_КАТ =120 ВА - номинальная мощность[6] таблица 5.13.

Таблица 6.4 - Данные приборов учета

Наименование	Тип	S(ВА)	Р(Вт)	Q(ВАр)	n	P	Q
Счетчик	Меркурий	10	2	9,79	10

Рисунок 6.5 - Схема трансформатора напряжения

Определение активной энергии:

P_?а=Р*n=2*10=20 Вт; (6.53)

Реактивной энергии:

Q_?р=Q*n=9,79*10=97,9 Вар. (6.54)

Полная мощность:

(6.55)

S_ДОП ? S_? ;

120 ВА 99,9 ВА.

7. Релейная защита и автоматика

7.1 Релейная защита силового трансформатора

Рисунок 7.1 - Схема силового трансформатора

Рисунок 7.2 - Схема цепи тока

Установлены защиты максимально-токовая от сквозных токов короткого замыкания.

Токовая отсечка от короткого замыкания на кабеле и части выводов обмотки трансформатора на высокой стороне.

От однофазного замыкания на землю.

От дуговых замыканий в верхнем, среднем, нижнем отсеках

Все защиты выполнены с применением терминала SEPAM

7.2 Расчет уставок максимально-токовой защиты

Исходные данные:

U =6 кВ;

I_Р(А)=144 А

I^II_К-2=10,48 кА

I^II_К-3=11,64 кА

Выбираем трансформатор тока:

(7.1)

Берем трансформатор тока ТОЛ-10-150/5 [6] таблица 5.9.

Коэффициент трансформации:

(7.2)

Определяем ток срабатывания защиты:

 (7.3)

где К_Н - коэффициент надежности;

К_С.ЗАП - коэффициент самозапуска;

К_ВОЗ - коэффициент возврата реле.

Определяем ток срабатывания блока:

(7.4)

где К_СХ - коэффициент схемы для полной и не полной звезды =1.

Принимаем уставку:

I_УСТ ? I_С.Б = 11,3 А;

Выбираем уставку по времени:

(7.5)

Ток срабатывания защиты с учетом выбранной уставки:

(7.6)

Определяем коэффициент трансформации силового трансформатора:

(7.7)

Переводим ток короткого замыкания с 0,4 кВ на 10 кВ:

 (7.8)

Проверяем чувствительность максимально токовой защиты:

(7.9)

Чувствительность удовлетворяет.

7.3 Расчет уставок токовой отсечки

Определяем ток срабатывания защиты:

(7.10)

Определяем ток срабатывания блока:

(7.11)

Принимаем уставку:

I_УСТ ? I_С.Б = 29,75 А;

Ток срабатывания защиты с учетом выбранной уставки:

(7.12)

Проверяем чувствительность максимально токовой защиты:

(7.13)

Чувствительность удовлетворяет.

8. Расчет заземляющего устройства и проверка условий срабатывания защитной аппаратуры на 0,4 кв с глухим заземлением нейтрали

8.1 Расчет заземляющего устройства цеховой трансформаторной подстанции

Рисунок 8.1 - Расположение заземляющего устройства

Исходные данные:

U₁ =10кВ;

U₂ =0,4кВ;

В сетях 10кВ принимаем I_З=20А;

Грунт - садовая земля.

Задаемся условиями:

Вид заземлителя - пруток диаметром 16 мм;

l_ПР =5 м - длина прутка;

а=5 м - расстояние между прутками;

t_ПОЛ =0,7 м - глубина заземления;

Расположены в ряд.

Размер заземляющей полосы: B*h=40*4.

По [8] в зависимости от места расположения объекта выбираем коэффициент сезонности в зависимости от климатической зоны:

К_П=1,5 - [8]

К_С=1,2 - [8]

8.1.4. Определяем сопротивление заземляющего устройства:

U=0,4 кВRзу4 Ом согласно [1];

U=10 кВRзу=6,25 Ом согласно [1] принимаем Rзу4 Ом.

Выбираем удельное сопротивление для грунта [8]

Садовая земля0,4*10 Ом*см.

Приближенный расчет

Определяем сопротивление одного прутка:

(8.1)

где К_с = 1,2 - климатический коэффициент; [8]таблица 19.2.

К_п =1,5 - климатический коэффициент; [8] таблица 19.2.

= 0,4*10⁴ - удельное сопротивление грунта; [8] таблица 19.1.

Количество прутков:

(8.2)

Определяем длину полосы:

(8.3)

Определяем сопротивление полосы:

(8.4)

где К- коэффициент использования протяжных заземлителей, при протяжении их в ряд таблица 19.5

Определяем сопротивление, приходящееся на пруток:

(8.5)

Все размеры постанавливаются в сантиметрах.

Уточненный расчет

Определяем действительное количество прутков:

(8.6)

где К- коэффициент использования протяжных заземлителей, при протяжении их в ряд таблица 19.5

Определяем длину полосы:

(8.7)

Определяем сопротивление полосы:

(8.8)

Определяем сопротивление заземляющего устройства:

(8.9)

3,99 Ом ? 4 Ом проходит по выбранным условиям.

Увеличиваем количество прутков на1,следовательно берем 4 прутка, которые будем располагать на расстоянии пяти метров друг от друга и закладывать на глубину 0,7 метра. Общая протяженность заземляющего устройства 10 метров.

Примечание: при монтаже расположить заземляющее устройство со стороны подстанции и соединить устройство с внутренним контуром заземления не менее чем в двух местах (согласно ПУЭ). Все токопроводящие части оборудования, которые нормально не находятся под напряжением радиально соединить с контуром.

8.2 Проверка срабатывания защитного аппарата при однофазном замыкании в сетях напряжением до 1000 В с глухим заземлением нейтрали

Рисунок 8.2 - Схема защиты двигателя при однофазном замыкании

Исходные данные:

U_н=380В;

U_ф=220В;

L= 66м = 0,066км - Лист 1 графической части;

ВА74-40 I_ТР =760А

АВВГ-3(3х185+1х95) I_ДОП=270 А

L=30м = 0,03км - Лист 1 графической части;

ВА 57-35 I_ТР=125А

АПВ-3(1х50) I_ДОП=130А

В соответствии с ПУЭ в электрических сетях напряжением до 1000 вольт с глухим заземлением нейтрали должно быть обеспечено надежное отключение защитным аппаратом от однофазного замыкания на землю. В этой связи рекомендуется групповую защиту электрических приемников выполнить таким образом, чтобы обеспечить отключение группы при однофазных замыканиях в любом из присоединенных электрических приемников. Для проверки выбирается наиболее электрически удаленный электрический приемник. В сетях напряжением до 1000 вольт с глухозаземленной нейтралью для проверки обеспечения отключения замыканий между фазами и нулевым проводом, ток однофазного короткого замыкания определяют по приближенной формуле:

(6.7)

где =0,042 Ом - полное расчетное сопротивление питающего трансформатора таблица[8] 19.10.

Z - сопротивление петли фаза-нуль кабеля от подстанции до ШР;

Z₂ - сопротивление провода от ШР до двигателя;

Z= 0,59 Ом/км - [18] таблица 9.5;

Z=3,19Ом/км - [18] таблица 9.3.

Определим сопротивление кабеля:

(8.10)

Определим сопротивление провода:

(8.11)

Определим ток однофазного короткого замыкания:

(8.12)

(8.13)

Согласно [1] § 1.7.79 ток однофазного короткого замыкания должен превосходить в три раза ток теплового расцепителя автоматического выключателя:

(8.14)

(8.15)

В результате проведенного расчета мы доказали, что все защитные аппараты до самого наиболее удаленного электроприемника сработают при однофазном замыкании на землю и обеспечивают требуемую [1] § 1.7.79 степень надежности.

9. Расчёт освещения по методу коэффициента использования

9.1 Расчет общего равномерного освещения

Исходные данные:

А = 108 м - длина помещения

В = 42 м - ширина помещения

Н = 8 м - высота помещения

Среда в цехе: чистая

S_н=2х1000кВА - номинальная мощность трансформаторов

Е=100 лк - норма освещенности цеха [19]

К_з=1,5 - коэффициент запаса

с_п=50% с_с=30% с_р=10% для светильников с лампами ДНаТ

Выбираем источник света:

Для ламп ДНаТ выбираем светильники типа ЖСП-01

Определяем рабочую высоту подвеса светильников

Рисунок 9.1 - Расположение светильников над рабочей поверхностью

Н_р = H - h_c - h_p = 8 - 0,55 - 0,8 = 6,65м (9.1)

h_c =0,55м - высота свеса светильника от потолка

h_p =0,8м - высота до светильника над рабочей поверхностью

Определяем габарит помещения:

л = L/H_p =0,9 (9.2)

L = л * H_p =0,9*6,65=5,985м (9.3)

предполагаемое расстояние принимаем 6 м с учетом строительных осей

L - выгодное расстояние между светильниками

Так как около стен есть рабочие места, то расположение светильников от стены в торцах ряда определяем по формуле: l₁=0,3*L, расположение ряда от стены l₂=0,5*L

Определяем количество рядов и количество светильников в ряду:

(9.4)

(9.5)

Общее количество светильников:

n=n₁*n₂=18*7=126 штук (9.6)

Определяем коэффициент использования:

Согласно коэффициентов отражения потолка, стен и пола с_п=50% с_с=30% с_р=10%, габаритов помещения определяем коэффициент использования для ламп ДНаТ в светильниках ЖСП01 К_и=0,835 [20] таблица 8-1(в)

(9.7)

i - индекс помещения

К_и = 0,835 - коэффициент использования

9.1.7 Рассчитываем световой поток:

Е_min=100лк - минимальная освещенность [14]

К_з =1,5 - коэффициент запаса для газоразрядных ламп

z = 1,15 - коэффициент Е_min для ДНаТ [8] параграф 17.5

n =126 шт. - количество светильников

(9.8)

По световому потоку находим лампу:

P_л=100Вт - Ф_л=9800лм, марка: ДНаТ100 [21]

Определяем фактическое количество светильников:

(9.9)

Так как в цехе нет необходимости равномерного освещения и фильтры имеют большую высоту, то увеличиваем мощность ламп до 150 Вт и распределяем их с учетом расстановки технологического оборудования (фильтров). Лампы распределяем по проходам и там где установлено электрооборудование (Смотри лист 3 графической части).

(9.10)

Принимаем 70 штук

9.2 Определение сечения проводов участков осветительной сети из условий минимального расхода цветного металла

Рисунок 9.2 - Расположение светильников.

Находим мощности группы и силу тока:

(9.11)

(9.12)

(9.13)

(9.14)

(9.15)

(9.16)

(9.17)

(9.18)

Определяем приведенный момент участка АВ:

М_ПР.АВ=М_АВ+б*(m₁+…+m₁₀)=141,12+1*(91,96+76,44+69,38+51,74+34,1+341+51,74+69,38+76,44+91,96) =788,36 кВт*м, (9.19)

где б=1 так как распределяем на каждую группу по три фазы, рабочий и защитный нулевой проводники [8] таблица 7.8

По приведенному моменту участка АВ определяем сечение участка АВ:

(9.20)

С=50 - коэффициент для алюминиевых проводов [8] таблица 7.5

Принимаем кабель АВВГ сечением 4мм²

Определяем ток питающей сети от подстанции до ЩО:

(9.21)

I_AB=21А ? I_ДОП=27А

По собственному моменту определяем фактическую потерю напряжения:

(9.22)

От точки В до конца сети располагаем потерю напряжения:

(9.23)

Выбираем сечение для участка сети №1:

(9.24)

Принимаем провод АПВ-5(1х2,5)

Для остальных участков так как их момент меньше момента первого участка сети, то по механической прочности принимаем провод АПВ 2,5 мм²

Определяем ток групповой линии:

(9.25)

I₁=2,1А ? I_ДОП=19А

Для каждого группового участка сети определяем потерю напряжения:

(9.26)

(9.27)

(9.27)

(9.28)

(9.29)

Принимаем шкаф освещения марки ПР11-3078

На вводе установлен автомат ВА47-100 I_Т.Р=25А

На 10 отходящих линий принимаем автоматы ВА47-29 I_Т.Р=2,5А

9.3 Расчет аварийного освещения

Определяем коэффициент использования:

Согласно коэффициентов отражения потолка, стен и пола с_п=50% с_с=30% с_р=10%, габаритов помещения, индекса помещения - 4,55 (формула 9.7) определяем коэффициент использования для ламп накаливания в светильниках НСП07 К_и=0,48 [10] таблица 5.5

Определяем фактическое количество светильников:

Е=0,1*Е_min=0,1*100=10лк - минимальная освещенность

К_з =1,5 - коэффициент запаса для газоразрядных ламп

z = 1,15 - коэффициент Е для ламп накаливания [8] параграф 17.5

P_л=300Вт - Ф_л=4600 лм

Так как в цехе нет необходимости равномерного освещения и фильтры имеют большую высоту, то принимаем мощность ламп 300 Вт и распределяем их с учетом расстановки технологического оборудования (фильтров). Лампы распределяем по проходам и там где установлено электрооборудование (Смотри лист 3 графической части).

(9.30)

Принимаем 7 рядов по 5 штук.

10. Электропривод высоковольтного дымососа

10.1 Назначение и устройство механизма

Центробежные дымососы двухстороннего всасывания типа ДН21-21 предназначены для всасывания дымовых газов из топок пылеугольных котельных агрегатов паропроизводительностью до 640 т/ч, оборудованных эффективно действующими системами золоулавливания с к.п.д. улавливания не менее 95%.

Дымососы рассчитаны на продолжительный режим работы в помещениях и на открытом воздухе в условиях умеренного климата. Максимальная температура газов перед дымососом не должна превышать +250С. Основными узлами дымососов являются рабочее колесо, ходовая часть, улитка, два всасывающих кармана и два упрощенных направляющих аппарата.

Рабочее колесо состоит из крыльчатки и ступицы. Крыльчатка представляет собой сварную конструкцию, состоящую из 32 листовых вперед загнутых лопаток, расположенных между основным (коренным) и двумя коническими дисками. Лопатки крыльчатки изготавливаются штамповкой. По требованию заказчика рабочие поверхности лопаток могут быть покрыты износоустойчивым слоем.

Ступица, выполненная из стального литья, прикрепляется к основному диску крыльчатки болтами и укрепляется на валу ходовой части посредством двух разрезных конических втулок, которые затягиваются шпильками, расположенными на обоих торцах ступицы.

Ходовая часть состоит из трубчатого вала, двух разъемных чугунных корпусов подшипников, двух радиальных сферических роликовых подшипников и упругой втулочно-пальцевой муфты, соединяющей вал машины непосредственно с валом электродвигателя. Подшипник со стороны электродвигателя является опорно-упорным, с другой стороны опорным. Корпуса подшипников монтируются на плитах, которые крепятся к фундаменту фундаментными болтами. В корпусах подшипников имеется полость, заполняемая маслом. Уплотнение вала ходовой части - комбинированное центробежно-сальниковое.

10.2 Расчет статической мощности главного электропривода

Исходные данные:

Тип дымососа: ДН21-21;

Р_КОН =58,8 кН/м - конечный напор;

Р_НАЧ =98,1 кН/м - начальный напор;

Р = 460 кВт - мощность дымососа;

Определить производительность дымососа:

(10.1)

где з_Д - К.П.Д. дымососа;

Кз = 1,05 - коэффициент запаса.

Определяем статическую мощность:

кВт, (10.2)

где Q - Производительность дымососа, м³/с;

з_П - К.П.Д. передачи.

Условие выбора электродвигателя:

Р_ДВ ? Р_СТ

Р_ДВ ? 460,1 кВт.

Выбираем двигатель СД-500-[3] приложение 4

Технические данные:

Р_НОМ =500 кВт;

U_НОМ =6 кВ;

n_НОМ =1000об/мин;

Сosц = 0,9;

з = 99,5% ;

I_П/I_НОМ =6;

J_P =37кг*м²;

M_П/М_НОМ =0,9;

M_MAX/М_НОМ =1,7;

М_ВХ/М_НОМ =1,6;

I_В =173А;

U_В =33В.

10.3 Расчет и построение кривой нагрева электродвигателя

Определение установившейся температуры:

Двигатель работает в длительном режиме с постоянной нагрузкой и нагревается до установившейся температуры

Определяем допустимую температуру перегрева:

_ДОП=t_ДОП - t_О.С. =100-25=75⁰С, (10.3)

где t_ДОП - допустимая температура нагрева электродвигателя;

t_О.С.- температура окружающей среды.

Определяем коэффициент загрузки электродвигателя:

(10.4)

Определяем установившееся превышение температуры:

(10.5)

Определяем температуру нагрева электродвигателя по времени:

(10.6)

где Т_НАГ - постоянная нагрева электродвигателя, принимаем Т_НАГ =5 мин

При t₁=0 мин; ф = 0 ^_С;

По данным расчета строим кривую нагрева, смотри рисунок 10.1

Рисунок 10.1 - Кривая нагрева электродвигателя

10.4 Расчет и построение механической характеристики дымососа

Определение статического момента:

(10.7)

где (10.8)

Определяем коэффициент:

(10.9)

Определяем момент холостого хода:

(10.10)

Определение моментов при различных значениях угловой скорости:

(10.11)

1) при щ₁=0рад/с >M_C1=M_O=1,32 кH*м;

2) при щ₂=0,5* щ_Н=52,35 рад/с >M_C2=M_O+C*(0,5*щ_H)²=2,42кH*м;

3) при щ₃=щ_Н=104,7 рад/с >M_C3=M_О=1,32+0,0004(104,7)²=5,7кH*м.

По данным расчета строим механическую характеристику, смотри рисунок 10.2



Рисунок 10.2 - Механическая характеристика

10.5 Расчет и построение механической характеристики электродвигателя дымососа

Определение номинальной угловой скорости:

(10.12)

Определяем номинальный момент:

(10.13)

Определяем критическое скольжение:

 (10.14)

Определение критического момента:

(10.15)

Определяем момент в относительных единицах по формуле Клосса для S=0,2

Для построения механической характеристики электродвигателя задаемся несколькими значениями скольжения от 0 до 1 и заносим в табл. 10.1

(10.16)

Определяем угловую скорость в именованных единицах:

(10.17)

Определяем мом...