rпр - допустимое сопротивление приборов, Ом;

rк - сопротивление контактов равное 0,05 Ом;

rприб = 12,7/52 = 0,51 Ом

rпр = 1,2 - 0,51 - 0,05 = 0,64 Ом

Определим необходимое минимальное сечение соединительных проводов:

S = с lрасч /rпр

где

S - сечение провода;

rпр - допустимое сопротивление приборов, Ом;

с - удельное сопротивление материала провода. Во вторичных цепях электроустановок 6 кВ используют кабели с алюминиевыми жилами с = 0,028 Ом мм2/м;

lрасч - расчетная длина, зависящая от схемы соединения трансформатора тока и расстояния от трансформатора тока до приборов: при включении в одну фазу = 2l, м,

где l - длина соединительных приборов, для присоединений РУ 6 кВ приблизительно принимается = 40 м.

S = 0,028х2х40/0,64 = 3,5 мм2

По условиям механической прочности сечение алюминиевых жил должно быть не менее 2,5 мм2

Условия механической прочности соблюдаются.

Трансформаторы напряжения для питания электроизмерительных приборов выбираем по номинальному напряжению первичной обмотки, классу точности, схема соединения обмоток и конструктивному исполнению.

Соответствии классу точности проверим сопоставлением номинальной нагрузки вторичной цепи с фактической нагрузкой от подключенных приборов.

Данные по выбранным приборам сведем в таблицу 20 [3].

Таблица 20

Прибор	Тип	Число катушек напряжения в приборе	Р, Вт	nпр	cos	sin	Полная потребляемая прибором мощность, ВА
							Р, Вт	Q, Вар
Вольтметр электромагнитный	Э377	1	2	2	1	0	4	-
Реле напряжения	РН-54	1	1	3	1	0	3	-
Счетчик активной энергии	СА3У-И670М	2	4	4	0,38	0,925	12,15	29,75
Счетчик реактивной энергии	СР4-И673	3	7,5	4	0,38	0,925	34,2	83,7
Итого							51,35	113,45

Определив нагрузку фаз трансформаторов приравниваем ее к номинальной вторичной нагрузке выбранного трансформатора напряжения.

Данные по выбору и проверки трансформаторов напряжения приведены в таблице 21.

Таблица 21

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
		НТМИ-10-66У3*
По номинальному первичному напряжению	U1н ? Uуст	6	10
По номинальной мощности вторичной обмотки	S2ном ? S2р	120	124

*НТМИ-10-66У3 - трансформатор напряжения в фарфоровой покрышке для работы в районах с умеренным климатом в районах с умеренным климатом в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

Для защиты от оборудования распределительных устройств от набегающих волн, а также от перенапряжений, возникающих при изменении схемы коммутации электроустановки выберем разрядники по номинальному напряжению

Данные по выбору и проверки разрядников приведены в таблице 22.

Таблица 22

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
		РВО-6У1*
По номинальному напряжению	Uн ? Uуст	6	10 кВ

*РВО-6У3 - разрядник вентильный в районах в районах с умеренным климатом в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

Выбор выключателей нагрузки выше 1000 В, устанавливаемых в ТП, выбирают по номинальным параметрам, роду установки типу и коммутационной способности. Выбранные выключатели нагрузки проверяют на стойкость при сквозных токах короткого замыкания.

Данные по выбранным выключателям нагрузки сведем в таблицу 23.

Таблица 23

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
		ВНРп-10/630-10зУ3*
По номинальному напряжению	Uн ? Uуст	6	10
По номинальному току	Iн ? Iр	305	630
По номинальному току электродинамической стойкости	iдин ? iуд	12,73	25
По предельному току термической стойкости	I2пр.т tт ?I2tт	24	100

* ВНРп-10/400-10зУ3* - выключатель нагрузки с ручным приводом со встроенным предохранителем с заземляющими ножами для применения в районах с умеренным климатом в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

Выбор разъединителей выше 1000 В, устанавливаемых в ТП, выбирают по номинальному напряжению, номинальному длительному току, а в режим КЗ проверяем на термическую и электродинамическую стойкость.

Данные по выбранным разъединителям сведем в таблицу 24.

Таблица 24

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
		РВЗ-10/630-10зУ3*
По номинальному напряжению	Uн ? Uуст	6	10
По номинальному току	Iн ? Iр	305	400
По номинальному току электродинамической стойкости	iдин ? iуд	12,73	52
По предельному току термической стойкости	I2пр.т tт ?I2tт	95	800

* РВЗ-10/630 У3* - разъединитель внутренней установки с заземляющими ножами для применения в районах с умеренным климатом в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

Для защиты электрических цепей и отдельных частей электроустановок от недопустимых перегрузок и токов короткого замыкания выберем предохранители.

Данные по выбору и проверки предохранителей приведены в таблице 25

Таблица 25

Условия выбора	Расчетные данные	Каталожные данные
		ПКН001-10У3
По номинальному напряжению	Uн = Uуст	6	10 кВ

*ПКН001-10У3 - предохранитель кварцевый для защиты трансформаторов напряжения в районах с умеренным климатом в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

6. Проектирование электроснабжения цеха

Расчет производим на основании ведомости электроприемников, приведенных в таблице 26.

Таблица 26

№ п.п	Наименование цеха и производственного оборудования	Модель или тип	Руст, кВт	Кол-во
	Механическое отделение
1	Токарно-винторезный станок	165	28	1
2	Токарно-винторезный станок	1А616	4,6	4
3	Токарно-винторезный станок	ТВ-320Г	2,925	1
4	Настольно-сверлильный станок	НС-12Б	0,6	3
5	Вертикально-сверлильный станок	2А150	7,125	1
6	Долбежный станок	7А420	3,8	2
7	Горизонтально-расточной станок	2620А	18,95	1
8	Поперечно-строгальный станок	7Б35	4,5	3
9	Универсально-фрезерный станок	6М80	3,4	2
10	Координатно-расточной станок	2А-430	2,23	3
11	Копировально-фрезерный станок	64415	3,5	2
12	Плоскошлифовальный станок	С-541	2,8	3
13	Внутришлифовальный станок	3225БП	7,525	1
14	Круглошлифовальный станок	3Б151	9,585	2
15	Зубофрезерный станок	5312	10,55	1
16	Горизонтально-фрезерный станок	6М82Г	8,7	2
17	Настольный резьбонарезной станок	ВС-11	0,6	2
18	Таль электрическая	ТЭ-0,5	0,85	3
19	Кран мостовой электрический	5т	24,2	1
20	Вентилятор		1,7	3
21	Вентилятор		4,5	1
	Электроремонтное отделение
22	Сушильный электрический шкаф		6,0	1
23	Трансформатор сварочный для пайки медных проводов	ОС-5/0,5	5,0 кВА	1
24	Балансировочный станок	ДБ-4	1,7	1
25	Полуавтомат для рядовой многослойной намотки катушек (0,253 мм)	ПР-160	1,0	3
26	Намоточный станок (0,56 мм)	ТТ-20	2,8	2
27	Точильный станок двухсторонний	333А	1,7	2
28	Ванна для пайки		2,8	1
29	Обдирочно-шлифовальный станок	3382	2,8	3
30	Токарно-винторезный станок	1К62	11,125	1
31	Вертикально-сверлильный станок	2Б118	1,7	2
32	Таль электрическая	ТЭ-0,5	0,85	1
33	Вентилятор		2,8	2
	Гальванический участок
34	Преобразовательный агрегат	АНД-1500/750	14,0	1
35	Вентилятор		2,8	2
36	Обдирочно-шлифовальный станок с гибким валом	3382	2,8	2
	Заготовительное отделение
37	Станок отрезной с дисковой пилой	8Б66	8,825	2
38	Ножницы гильотинные	Н-475	1,0	1
39	Пресс гидравлический	ПВ-474	4,5	1
40	Механическая ножовка	872А	1,7	1
41	Пресс однокривошипный двойного действия	К460Б	10	2
42	Пресс фрикционный	ФА-122	4,5	1
43	Вертикально-сверлильный станок	2А125	2,8	1
44	Обдирочно-точильный станок	3М634	2,8	3
45	Вентилятор		4,5	3
46	Кран-балка электрическая подвесная		7,3	1
	Сварочное отделение
47	Трансформатор сварочный	ТСД-1000	83 кВА	3
48	Преобразователь сварочный	ПСО-300	14	1
49	Сварочный агрегат	САМ-4000	32	2
	Кузнечно-термическое отделение
50	Молот пневматический ковочный	МБ-412	10,0	2
51	Электропечь сопротивления камерная со щитом управления (1330 0С)	Г-30 ЩУ-12	30,0	3
52	Вентилятор	-	2,8	1
53	Таль подвесная электрическая	0,5 т	0,85	1
54	Кран балка	-	7,3	1

6.1 Выбор схемы цеховой электрической сети

Цеховые сети распределения электроэнергии должны:

- обеспечить необходимую надежность электроснабжения приемников электроэнергии в зависимости от категории;

- должны быть удобными и безопасными в эксплуатации;

- иметь оптимальные технико-экономические показатели (минимум приведенных затрат);

- иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

Схемы цеховых сетей делят на магистральные и радиальные. Линию цеховой электрической сети, отходящую от распределительного устройства низшего напряжения цеховой ТП и предназначенную для питания отдельных наиболее мощных приемников электроэнергии и распределительной сети цеха, называют главной магистральной линией. Главные магистрали рассчитаны на большие рабочие токи (до 6300 А); они имеют небольшое количество присоединений. Широко применяют магистральные схемы типа блока трансформатор-магистраль (БТМ). В такой схеме отсутствует РУ низшего напряжения на цеховой подстанции, а магистраль подключается непосредственно к цеховому трансформатору через вводной автоматический выключатель. При двухтрансформаторной подстанции и схеме БТМ между магистралями для взаимного резервирования устанавливают перемычку с автоматическим выключателем.

Распределительные магистрали предназначены для питания приемников малой и средней мощности, равномерно распределенных вдоль линии магистрали. Такие схемы выполняют с помощью комплектных распределительных шинопроводов серии ШРА на токи до 630 А. Питание их осуществляется от главной магистрали или РУ низшего напряжения цеховой подстанции.

Для распределительных сетей применяется преимущественно радиальная схема питания отдельных электроприемников от цеховых распределительных пунктов и шинных магистралей.

Радиальные схемы электроснабжения представляет собой совокупность линий цеховой электрической сети, отходящих от РУ низшего напряжения ТП и предназначенных для питания небольших групп электроприемников электроэнергии, расположенных в различных местах цеха. Радиальные схемы применяют в тех случаях, когда нельзя применить магистральные схемы.

Цеховые электрические сети выполняются изолированными проводами, кабелями и шинами. В отдельных случаях применяются голые провода.

Род и способ прокладки сети должны соответствовать: состоянию окружающей среды; месту прокладки сети; принятой схеме сети.

Условия ремонтно-механического цеха представлены в главе 1.

Потребители электроэнергии в цехе, рассчитаны на переменный трехфазный ток промышленной частоты и напряжения 380 В. Расположение приемников стационарное и равномерное, что позволяет выполнить схему электроснабжения комплектными распределительными шинопроводами типа ШРА73У3 и ШРМ73У3. Из-за наличия на участке мостового крана шинопроводы располагаем на колоннах и закрепляем на кронштейнах.

6.2 Расчет электрических нагрузок цеха

Уточненный расчет электрических нагрузок на шинопроводы произведем по месту упорядоченных диаграмм. По справочнику выберем коэффициенты использования и мощности (kи и cos) электроприемников (ЭП) в зависимости от их характеристик, режима работы и области применения.

Для выбранной совокупности ЭП разделяются на группы «А» -- практически с постоянным графиком работы, для которой расчетная нагрузка принимается равной средней -- Pср.

Рср = Рномkи

где

Рср - средняя нагрузка, кВт

Рном - номинальная или установленная, кВт

kи - коэффициент использования.

Qср = Рсрtg

где

Qср - средняя реактивная мощность, кВАр.

Группа «Б» -- ЭП с переменным графиком работы, для которой расчетная нагрузка определяется по коэффициенту максимума -- kм и средней нагрузке.

Рр = kmРср

где

Рр - расчетная активная мощность, кВт;

km - коэффициент максимума;

Рср - средняя активная мощность, кВт.

Qр = Ррtg

где

Qср - расчетная реактивная мощность, кВАр.

Коэффициент максимума -- kм определим по справочным данным в зависимости от группового коэффициента использования и эффективного числа электроприемников -- nэф.

Эффективное число ЭП -- nэф определяется по формуле:



Разделим электроприемники с постоянным и переменным графиком нагрузки. К электроприемникам с переменным графиком нагрузки относятся: мостовой кран, сварочный трансформатор, таль электрическая, кран-балка электрическая подвесная, преобразователь сварочный, сварочный агрегат, сушильный электрический шкаф, ванна для пайки, электропечь сопротивления камерная со щитом управления. Расчетная нагрузка групп, содержащих три и менее ЭП, принимается равной сумме номинальных мощностей ЭП.

Результаты расчетов при непосредственном распределении ЭП по питающим их шинопроводам, предварительно выбранные в соответствии со схемой электроснабжения сведены в таблице 27.

На основании произведенных расчетов принимаем шинопроводы с номинальными токами 250 А, 630 А.

Распределение электроэнергии к отдельным электроприемникам осуществляем от ответвительных коробок шинопроводов проводом марки АПВ (алюминиевые жилы, поливинилхлоридная изоляция), проложенным в металлорукавах.

6.3 Выбор сечений кабельных линий ДО 1000 В

Выберем сечения кабелей от КТП до ответвительных коробок шинопроводов, а также сечения кабелей от шинопровода до электроприемников.

Сечения кабелей от ТП до РУ - 0,4 кВ, а также сечения кабелей от РУ - 0,4 кВ до СП выбираются аналогично сечениям кабелей 10 кВ.

Для проверки сечения по термической стойкости рассчитывается ток КЗ для наиболее загруженной линии. Если для нее будут выполняться условия термической стойкости, то и для остальных выполняются.

Результаты расчетов и выбора кабелей до 1000 В представлены в таблице 28.

6.4 Расчет токов короткого замыкания ДО 1000 В

Особенностями расчета токов КЗ в сетях до 1000 В является необходимость учета в схемах замещения активных и индуктивных сопротивлений всех элементов, включая сопротивления контактов, сборных шин -- 0,4 кВ, расцепителей и катушек автоматов, трансформаторов тока, кабелей, так как эти сопротивления соизмеримы с сопротивлениями токоведущих элементов. Расчет сопротивлений ведется в именованных единицах, Ом, или мОм. Сети промышленных предприятий напряжением до 1000 В характеризуются большой протяженностью и наличием большого количества коммутационно-защитной аппаратуры.

При напряжении 1000 В даже небольшое напряжение оказывает существенное влияние на ток К3. Поэтому в расчётах учитывают все сопротивление короткозамкнутой цепи, как индуктивное, так и активное. Расчёт токов К3 на напряжениях до 1000 В выполняют в именованных единицах. Сопротивления элементов системы электроснабжения высшего напряжения приводят к низшему напряжению.

Приведем сопротивление системы электроснабжения высшего напряжения к напряжению 0,4 кВ

Iр = Sр/2v3Uном

где

Iр - расчетный ток, А;

Sр - полная расчетная мощность, кВА

Uном - номинальное напряжение, кВ.

Iр = 513,5 А

Сопротивление цехового трансформатора

Суммарное реактивное сопротивление

хк1 = х10;0,4 + хцт

хк1 = 0,046 + 8,23 = 8,276 мОМ

Суммарное активное сопротивление, кроме сопротивлений элементов системы электроснабжения высшего напряжения и цехового трансформатора, должно учитывать переходные сопротивления контактов. Для этой цели в расчет введем добавочное сопротивление, которое на шинах подстанции составляет 15 мОм.

rк1 = r10;0,4 + rцт + rдоб

rк1 = 0,255 + 1,95 +15 = 17,205 мОМ

Ток короткого замыкания в точке ввода 0,4 кВ трансформатора

Ток короткого замыкания в рассматриваемых точках определяется по формуле:

I? = 12,21

Ударный ток в точках короткого замыкания определяем по следующей формуле:

iуi = kу v2Ii

где

iуi - ударный ток i-ой точки;

kу - ударный коэффициент, определяемый по кривой [1], в зависимости от отношения х/ r

iуi = 17,13 кА

Аналогично рассчитываем ток короткого замыкания для остальных точек. Результаты расчетов сведены в таблицу 29.

6.5 Выбор электрических аппаратов ДО 1000 В

Выберем по номинальным параметрам и проверим на устойчивость к токам короткого замыкания: автоматические воздушные выключатели на вводах КТП; предохранители в силовых пунктах.

Результаты выбора электрических аппаратов сведены в таблицу 30.

Таблица 30

Тип электрических аппаратов	Iр, А	Iном, А	Uном, В	Электродинамическая устойчивость	Номера КТП, СП, где установлен аппарат
				расчет	справ
А3740Б	513,5	630	0,4	17,13	400	КТП-53, 54
ПН2	513,5	630	0,4	17,13	25	КТП-53,54
А3710Б	44	160	0,4	16,88	400	ШРС№1
ПП57-31	44	100	0,4	16,88	100	ШРС№1
А3710Б	48,1	160	0,4	8,55	400	ШРС№2
ПП57-31	48,1	100	0,4	8,55	100	ШРС№2
А3710Б	31,1	160	0,4	8,50	400	ШРС№3
ПП57-31	31,1	100	0,4	8,50	100	ШРС№3
А3710Б	32,8	160	0,4	8,50	400	ШРС№4
ПП57-31	32,8	100	0,4	8,50	100	ШРС№4
А3710Б	38,2	160	0,4	8,52	400	ШРС№5
ПП57-31	38,2	100	0,4	8,52	100	ШРС№5
А3710Б	27,8	160	0,4	8,50	400	ШРС№6
ПП57-31	27,8	100	0,4	8,50	100	ШРС№6
А3720Б	165	250	0,4	8,55	200	ШРС№7
ПП57-34	165	250	0,4	8,55	250	ШРС№7
А3710Б	34,3	160	0,4	8,50	400	ШРС№8
ПП57-31	34,3	100	0,4	8,50	100	ШРС№8
А3790С	289	400	0,4	8,56	320	ШРС№9
ПП57-37	289	400	0,4	8,56	315	ШРС№9
А3710Б	53,9	160	0,4	8,55	400	ШРС№10
ПП57-31	53,9	100	0,4	8,55	100	ШРС№10
А3710Б	34,9	160	0,4	8,50	400	ШРС№11
ПП57-31	34,9	100	0,4	8,50	100	ШРС№11

Список использованной литературы

1. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 368 с.

2. Справочник энергетика промышленных предприятий. В.А. Гольстрем, А.С. Иваненко. - Киев.: «Техника», 1985. - 464 с.

3. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. Т. 1. Электроснабжение. Под ред. А.А. Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 568 с.

4. В.И. Идельчик. Электрические сети и системы. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 592 с.

5. Ю.Б. Гук и др. Проектирование электрической части станций и подстанций. - Л.: Энергоатомиздат, 1985. - 312 с.

6. А.А. Федоров, В.В. Каменев. Основы электроснабжения промышленных предприятий: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1984. - 472 с.

7. Справочник по проектированию электроснабжения. Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.

8. В.М. Блок, Г.К. Обушев, Л.Б. Паперно и др. Пособие к курсовому и дипломному проектированию для энергетических специальностей вузов. - М.: Высшая школа, 1990. - 383с.

9. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Под ред. Б.Н. Неклепаева, И.П. Крючкова. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.

10. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.

11. Б.Н. Неклепаев. Электрическая часть электростанций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 640 с.

Размещено на Allbest.ru

...