Реконструкция системы электроснабжения ТОО "Арай 91"
Разработка системы электроснабжения цеха. Светотехнический расчёт помещения. Выбор силовых трансформаторов. Выбор осветительной сети. Выбор схемы и конструктивное выполнение внутрицехового электроснабжения. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 02.10.2015 |
Размер файла | 636,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Введение
1. Краткая характеристика предприятия
2. Разработка системы электроснабжения цеха
2.1 Расчёт силовых электрических нагрузок на втором уровне электроснабжения
2.2 Расчёт освещения
2.2.1 Светотехнический расчёт помещения
2.2.2 Аварийное освещение
2.2.3 Расчёт осветительных нагрузок
3. Выбор силовых трансформаторов
3.1 Выбор сечений кабельных линий питающих КТП
3.2 Компенсация реактивной мощности
4. Выбор осветительной сети. Электротехнический расчет
5. Выбор схемы и конструктивное выполнение внутрицехового электроснабжения напряжением до 1 кВ
5.1 Выбор сечений проводников питающей сети
5.2 Выбор кабеля для конденсаторных установок
5.3 Выбор сечений проводов распределительной сети
6. Расчёт токов короткого замыкания
7. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры, распределительных силовых и осветительных шкафов
7.1 Выбор автоматических выключателей на КТП
7.2 Выбор автоматических выключателей в ЩО
7.3 Выбор силовых распределительных пунктов и групповых щитов освещения
8. Релейная защита трансформатора цеховой подстанции
9. Реконструкция системы электроснабжения
9.1 Установка микропроцессорный устройств защиты
9.2 Замена выключателей РУ-10кВ
10. Заземление
10.1 Защитное заземление
10.2 Расчёт заземлителя подстанции
11. Безопасность жизнедеятельности
11.1 Подготовка персонала, допускаемого к работам в электроустановках
11.2 Влияние шума на персонал и мероприятия по его снижению
12. Технико-экономические показатели
12.1 Планирование использования рабочего времени
12.2 Расчёт численности персонала, обслуживающего энергохозяйство
12.3 Расчёт тарифного фонда оплаты труда персонала
12.4 Расчёт фонда оплаты труда персонала
12.5 Определение отчислений на социальные нужды
12.6 Расчёт платы за электроэнергию
12.7 Расчёт годовых эксплуатационных расходов по электрохозяйству
12.8 Расчёт чистого дисконтированного дохода от установки на КТП компенсирующих устройств
12.9 Основные технико-экономические показатели системы электроснабжения
Заключение
Библиографический список источников
Введение
Цель данного дипломного проекта состоит в том, чтобы спроектировать реконструкцию системы электроснабжения ТОО АРАЙ-91. В данном ТОО для повышения эффективности производства была произведена замена устаревшего и изношенного оборудования новым более современным и производительным. Вместе с тем произведено частичное внедрение нового технологического процесса. Исходя из перечисленного необходимо спроектировать новую систему электроснабжения с применением нового оборудования и отвечающую современным техническим требованиям из-за значительного износа цеховых сетей и оборудования.
Для защиты цеховых трансформаторов необходимо произвести выбор защит и расчёт их установок.
1. Краткая характеристика предприятия
В данном дипломном проекте рассматривается товарищество с ограниченной ответственностью ТОО АРАЙ-91.
На сегодняшний день товарищество «Арай» - это крупный региональный разноплановый агропромышленный Холдинг, специиализирующийся на выращивании и переработке сельскохозяйственной продукциии, производстве и реализации качественных товаров народного потреблениия и услуг. В состав Холдинга входят одиннадцать ТОО. Состав производственных участков определяется конструкцией изготовляемых изделий, технологическим процессом и программой выпуска и организацией производства.
Предприятие ТОО «Арай - 91» - это проиизводство спирта, ликеро-водочной продукции, пива, минеральной воды, безалкогольных напитков, хлебобулочных изделий; оптовая и розничная торговля; пищевая углекислота, оказание услуг автотранспортных и спортивно-оздоровительных.
Основные виды деятельности:
это производство и реализация: спиирта, ликероводочных изделий, пива, безалкогольных напитков, минеральной воды, хлебобулочных изделий; пищевой углекислоты,
торгово - закупочная деятельность;
оказание услуг: автотранспортных и спортивно-оздоровительных.
Основным направлениием практической деятельности товарищества ТОО АРАЙ-91 является производство спииртных изделий. Спирт получают из зерна пшеницы.
Поступающее на производство спирта зерно, подвозится автотранспортом и от туда направляется в завальную яму, откуда подаётся транспортером на подработку, далее происходит производственный процесс очисткии зерна от всевозможных примесей. После очистки и подработки очищенное зерно транспортируется на хранение в специализированный склад. Для хранениия зерна пирменяют три зерносклада общей вместимостью 3000 тыс.тонн.
Солодовое молоко используется в качестве осахаривающего материиала. Имеется токовая солодовня которая используется для выращивания зелёного солода для ращения солода просянного и две передвижные грядкии для ячменя и его проращивания. Трое суток уходит на ращение солода просянного, и семь суток на ращение солода ячменного.
При приготовлении солодового молока используются молотковые дробилки. Варочное отделениие- непрерывного разваривания. Дроблённое зерно в смесителе смешивают с водой прии температуре 50-55.° С в соотношении 1:2. Процесс разваривания зерновой массы происходит при температуре 110-120 С и под давлением. Разваренная масса, после контактной головки, по трубопроводам из колонны первой ступени поступает в колонну второй ступени и потом отводится в паросепаратор. С паросепаратора затем масса подаётся в вакуум - испарительную камеру, где за счёт разрежения происходит расхолаживание массы до температуры 58-60° С. С вакуум - испарительной камеры данная масса поступает в осахариватель, куда одновременно подаётся и солодовое молоко. Температурный режим осахаривания составляет -58-60 С. Затем сусло насосом подаётся на трубчатый теплообменниик, где данная масса и охлаждается до температуры 18- 20 С и затем вновь вместе с дрожжами поступает в бродильный чан. Классические спииртовые рассы применяются для сбраживания сусла и термотолерантные рассы дрожжей.
Дрожжи засевные используются в спиртовом производстве по определенному методу естественно чистой культуры, что предусматривает создание определенных условий, нормальных для размножения дрожжей, но угнетающих развитие побочной посторонней микрофлоры. Такие условиия достигаются при поддержании определенной щелочной среды дрожжевого сусла в данных пределах 3,6-4,0. Серной кислотой проводится подкисление сусла. В качестве засевных дрожжей используются зрелые дрожжи из очередной дрожжанки перед спуском ее содержимого в бродильный чан. Сбраживание сусла ведётся определенным периодическиим способом. Брожение происходит в течении 72 часов. Выделяемый углекислый газ во время брожения, отводится в углекиислотный цех по трубопроводу, где в последующем сжижается, и затем реализуется потребителям. Зрелая бражка поступает в накопительный чан, затем насосом подается на брагоректификационную установку косвенного действия.
Готовая к употреблению продукция с ректификации через измерительные приборы учета спирта перекачивается в спиртохранилище.
В состав конторы также входят комплекс цехов, включающая библиотеку, конструкторский отделы, технический, отдел, техники безопасности и ремонтно-механический цех со вспомогательнымии помещениями, электроучасток и компрессорную, расположенные в одном здании. Нужды завода обеспечивает котельная, включенная в комплекс с паром и горячей воде.
Для электропривода используются в основном асинхронные двигатели таким образом, являющиеся основным в данном оборудовании.
В таблице 1 представлены основные сведения об оборудовании. Данные позаимствованные здесь по коэффициентам использования (Ки) и коэффициентам мощности (соsц) оборудованиия взяты из /2/.
Таблица1. Оборудование спиртзавода
Наименование оборудования |
Количество, шт. |
Вес, кг |
Материал |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 Солодовня |
||||
1.1 Приемный бункер |
1 |
500 |
Ст. 3 |
|
1.2 Нория |
1 |
-- |
Ст. 3 |
|
1.3 Замочный чан, V=5,0 м3 |
2 |
1200 |
Ст. 3 |
|
1.4 Промывная камера |
1 |
700 |
Ст. 3 |
|
1.5 Вентилятор |
2 |
-- |
Ст. 3 |
|
1.6 Пневматическая солодовня |
1 |
3000 |
12Х18Н10Т |
|
1.7 Ковшовый ворошитель зерна |
1 |
900 |
12Х18Н10Т |
|
1.8 Гидротранспортер |
1 |
1100 |
Ст. 3 |
|
1.9 Сборник солода с мешалкой |
1 |
800 |
Ст. 3 |
|
1.10 Насос для гидротранспорта солода |
1 |
-- |
-- |
|
1.11 Сито солода |
1 |
700 |
Ст. 3 |
|
1.12 Дробилка солода кулачковая |
1 |
400 |
Ст. 3 |
|
1.13 Чан для солодового молочка |
2 |
1200 |
12Х18Н10Т |
|
1.14 Насос солодового молочка |
1 |
-- |
-- |
|
1.15 Комплект монтажных частей и КИП |
согласно спецификации |
|||
1.16 Ток для проса |
1 |
1250 |
12Х18Н10Т |
|
2. Отделение для разваривания и осахаривания зерна |
||||
2.1 Нория с бункером |
1 |
-- |
Ст. 3 |
|
2.2 Дозатор с магнитным сепаратором |
1 |
450 |
Ст. 3 |
|
2.3 Молотковая дробилка |
1 |
370 |
Ст. 3 |
|
2.4 Питатель с предразварником |
1 |
600 |
Ст. 3 |
|
2.5 Плунжерный насос |
1 |
-- |
-- |
|
2.6 Контактная головка |
1 |
50 |
Ст. 3 |
|
2.7 Варочная колонка первой ступени |
1 |
1500 |
Ст. 3 |
|
2.8 Варочная колонка второй ступени |
3 |
3600 |
Ст. 3 |
|
2.9 Паросепаратор с регулятором уровня |
1 |
900 |
Ст. 3 |
|
2.10 Испарительная камера |
1 |
800 |
Ст. 3 |
|
2.11 Вакуумнасос с барометрическим конденсатором |
1 |
600 |
Ст. 3 |
|
2.12 Ферментные чанки с дозатором |
1 |
600 |
12Х18Н10Т |
|
2.13 Чан для осахаривания массы |
1 |
1500 |
12Х18Н10Т |
|
2.14 Камнеловушка с магнитным сепаратором |
1 |
400 |
Ст. 3 |
|
2.15 Насос питательный плунжерный |
1 |
-- |
-- |
|
2.16 Двухтрубчатый теплообменник |
1 |
600 |
12Х18Н10Т |
|
2.17 Вакуум-испарительный сепаратор |
1 |
900 |
Ст. 3 |
|
2.18 Комплект монтажных частей и КИП |
согласно спецификации |
|||
3 Бродильное отделение |
||||
3.1 Маточник, V= 2,0 м3 |
2 |
300 |
12Х18Н10Т |
|
3.2 Дрожжанки, V= 15,0 м3 |
3 |
2800 |
12Х18Н10Т |
|
3.3 Емкость для кислот, V= 10,0 м3 |
1 |
900 |
12Х18Н10Т |
|
3.4 Головной бродильный чан, V=50,0 м3 |
1 |
4200 |
12Х18Н10Т |
|
3.5 Теплообменник |
2 |
800 |
12Х18Н10Т |
|
3.6 Бродильные чаны, V= 50,0 м3 |
8 |
28500 |
12Х18Н10Т |
|
3.7 Сборник бражки, V= 60,0 м3 |
1 |
3200 |
12Х18Н10Т |
|
3.8 Плунжерный насос |
2 |
-- |
-- |
|
3.9 Спиртоловушка, Ж600, Н=2,1 м |
1 |
250 |
12Х18Н10Т |
|
3.10 Вспомогательные чанки для дезинфицирующих материалов, V= 20,0 м3 |
1600 |
Ст. 3 |
||
3.11 Вспомогательные центробежные насосы 3.12 Комплект монтажных частей и КИП |
2 2 |
2100 согласно |
12Х18Н10Т спецификации |
|
4 Брагоректификационное отделение |
||||
4.1 Бражная колонна, 30 тарелок, d=1000 |
1 |
1200 |
12Х18Н10Т |
|
4.2 Эпюрационная колонна, 55тарелок, d=800 |
1 |
1800 |
12Х18Н10Т |
|
4.3 Ректификационная колонна, 88 тарелок, d=1000 |
1 |
2400 |
12Х18Н10Т |
|
4.4 Колонна окончательной очистки, 20 тарелок, d=400 |
1 |
800 |
12Х18Н10Т |
|
4.5 Дефлегматор, F= 30,0 м2 |
4 |
2800 |
12Х18Н10Т |
|
4.6 Дефлегматор, F= 20,0 м2 |
1 |
600 |
12Х18Н10Т |
|
4.7 Подогреватель флегмы, F= 2,0 м2 |
4 |
250 |
12Х18Н10Т |
|
4.8 Конденсатор-холодильник ЭАФ |
1 |
300 |
12Х18Н10Т |
|
4.9 Конденсатор-холодильник сивушной фракции |
1 |
300 |
12Х18Н10Т |
|
4.10 Конденсатор-холодильник спирта |
1 |
700 |
12Х18Н10Т |
|
4.11 Сивухопромыватель |
1 |
500 |
12Х18Н10Т |
|
4.12 Теплообменник для рекуперации тепла |
1 |
450 |
12Х18Н10Т |
|
4.13 Абсорбер |
1 |
180 |
12Х18Н10Т |
|
4.14 Бардорегулятор |
2 |
80 |
12Х18Н10Т |
|
4.15 Вакуумпрерыватель |
4 |
90 |
12Х18Н10Т |
|
4.16 Салерон |
2 |
60 |
12Х18Н10Т |
|
4.17 Эпруветка |
2 |
60 |
12Х18Н10Т |
|
4.18 Питательный плунжерный насос |
2 |
-- |
-- |
|
4.19 Емкость для барды, V= 50,0 м3 |
2 |
3600 |
Ст. 3 |
|
4.20 Емкость для лютера, V= 20,0 м3 |
2 |
1900 |
Ст. 3 |
|
4.21 Емкость для промывной воды, V=20,0 м3 |
1 |
900 |
Ст. 3 |
|
4.22 Комплект монтажных частей и КИП |
согласно спецификации |
|||
5 Спиртохранилище |
||||
5.1 Емкость спиртовая, V= 30,0 м3 |
5 |
14500 |
Ст. 3 |
|
5.2 Емкость для сивушного масла, V= 10,0 м3 |
2 |
1100 |
Ст. 3 |
|
5.3 Емкость для ЭАФ, V= 10,0 м3 |
2 |
3100 |
Ст. 3 |
|
5.4 Мерник, 75 дал |
2 |
440 |
Ст. 3 |
|
5.5 Мерник, 250 дал |
1 |
900 |
Ст. 3 |
|
5.6 Насос центробежный |
3 |
-- |
-- |
|
5.7 Комплект монтажных частей и КИП |
согласно спецификации |
Бесперебойность электроснабжения электроприемников обеспечивается группой цехов второй и третьей категории которая относится к высокой степени качества обслуживания.
К первой высокой категории относится вытяжная вентиляция цеха массива.
Работа в цеху осуществляет в две смены. Максимальная нагрузка в году число часов использования составляет Тм = 4500 часов.
Рисунок 1.Схема электроснабжения ТОО Арай-91
2. Разработка системы электроснабжения
2.1 Расчёт силовых электрических нагрузок
Нагрузка и расчёт электрических силовых электроприёмников на втором уровне выполняется по отдельным узлам цеховых сетей - распределительным пунктам (РП).
Методом упорядоченных диаграмм производится расчёт. Все силовые электроприёмники (ЭП) каждого узла разбиваются на группы в соответствии с их режимом работы и коэффициентом их использования:
· группа А - ЭП длительного режима работы с переменным графиком нагрузки (станки, прессы) и электроприёмники повторно-кратковременного режима работы (краны, тельферы);
· группа Б - ЭП длительного режима работы с постоянным графиком нагрузки (вентиляторы, компрессоры, крупные станки).
Пример: расчёт электрических нагрузок приводится для узла РП-3.
Группа А:
- вакуумный станок Рн=1кВт; Ки = 0,2; соsц = 0,55;
- бродильный станок количество n=2, Рн=0,7кВт; Ки = 0,3; соsц = 0,5;
- дозатор Рн=1кВт; Ки = 0,14; соsц = 0,7;
- станок для солода Рн=2 кВт; Ки = 0,5; соsц = 0,8;
Итого по группе А:
РнУ = 1+2?0,7+1+2=5,4кВт.
Группа Б:
- вентилятор Рн=1,5кВт; Ки = 0,7; соsц = 0,5;
- компрессор Рн=37,6кВт; Ки = 0,8; соsц = 0,5;
Итого по группе Б: РнУ = 1,5+37,6=39,1 кВт.
Итого по узлу:
РнУ = 5,4+39,1 = 44,5 кВт.
Активная мощность за наиболее загруженную смену, кВт,
Рсм У = У Kи · Рн,
* для группы А:
Рсм У = 0,2?1+0,3?2?0,7+0,14?1+0,5?2=1,76;
* для группы Б:
Рсм У = 0,7?1,5+0,8?37,6=31,13.
Реактивная мощность за наиболее загруженную смену, квар,
Qсм У = У Рсм i · tgцi, (1)
где tgцi - коэффициент реактивной мощности, о.е.,
tgцi = tg(аrссоsцi);
* для группы А:
Qсм У = 0,200·tg(аrсоs 0,55) + 2•0,210·tg(аrсоs 0,5) + 0,140·tg(аrсоs 0,7) + 1,0х
хtg(аrсоs 0,8) =1,924;
* для группы Б:
Qсм У = 1,050 · tg (аrсоs 0,5) + 30,080 · tg (аrсоs 0,5) =67,723.
Средневзвешенный коэффициент использования, о.е.,
Kи св =, (2)
для группы А:
Kи св =1,760/5,400= 0,326.
Эффективное число ЭП для группы А ,
; (3)
=4,1.
Принимается nэ=4.
Коэффициент максимума по активной мощности при nэ = 4 и Kи = 0,326 по таблице или рисунку /2/, о.е.,
Kма = 2,2.
Коэффициент максимума по реактивной мощности при nэ = 4, о.е.,
Kмр = 1,1.
Коэффициент максимума по активной и реактивной мощности для группы Б, о.е.,
Kма = Kмр = 1.
Расчётные активная и реактивная мощности, кВт, квар,
; (4)
; (5)
* для группы А:
;
;
* для группы Б:
при количестве приемников в группе менее 3
Рр=?Рн;
Рр=1,5+37,6=39,1;
Qр=?Рн•tgц;
Qр=1,5•tg(аrссоs0,5)+37,6• tg(аrссоs0,5)=67,723.
Итого по узлу:
Рр=3,872+39,100=42,972;
Qр=2,116+67,723=69,840.
Полная расчётная мощность узла, кВА,
, (6)
.
Расчётный ток узла, А,
, (7)
.
Расчёт электрических нагрузок для других узлов проводится аналогично, результаты расчёта сведены в таблицу 2.1.
2.2 Расчёт освещения
2.2.1 Светотехнический расчёт помещений
По методу коэффициента использования светового потока производится расчет общего освещения помещения цеха. Метод коэффициента использования предназначен для расчета общего равномерного освещения определенных горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затеняющих их предметов.
На первом этаже производится расчет для участка механической обработки в цехе массива. К установке принимается светильник ПВЛМ с люминесцентными лампами (ЛЛ), который имеет следующие характеристики:
- мощность и количество ламп - 2х80 Вт;
- степень защиты - IР54;
- КСС - Д-1;
- КПД светильника - с =0,7.
Индекс помещения
, (8)
где А и В - длина и ширина помещения, м;
Нр - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м;
, (9)
где hр.п. - высота рабочей поверхности, м;
hс - высота свеса светильника, м;
;
.
Коэффициент использования светового потока, о.е.,
, (10)
где п - коэффициент использования помещения /3/, о.е.;
.
Число рядов светильников в помещении принимается равным Nр=2.
Рекомендуемое отношение /3/ л=L/Hр=1,2ч1,6. Отсюда рекомендуемое расстояние между рядами светильников L=3ч4м. Принимается L=4м. Расположение светильников в помещении показано на рисунке 2.1.
Расчетный световой поток одного ряда, лм,
, (11)
где Ем - нормативная минимальная освещенность, равная 300 лк;
Кз - коэффициент запаса, для ЛЛ равный 1,5;
F - площадь помещения, м2;
Z - отношение Еср/Ем=1,1 для ЛЛ;
=73615.
Число светильников в ряду,шт,
,
где Фст - стандартный световой поток, лм;
2 - коэффициент, учитывающий число ламп в светильнике;
=7,4.
Принимается Nср=7.
Расчетный световой поток одной лампы, лм,
,
=5258.
Расхождение со стандартным значением составляет 5%, что является допустимым.
Число светильников в помещении, шт,
Nс=Nр•Nср, (12)
Nс=2•7=14.
Суммарная номинальная мощность светильников, установленных на участке мехобработки, кВт,
Рн=Nс•2х0.08,
Рн=14•2х0,08=2,240.
2.2.2 Аварийное освещение цеха
Освещение безопасности и эвакуационное освещение составляют общее аварийное освещение.
В главном механическом цехе устанавливаются специальные светильники эвакуационного освещения, которое необходимо предусмотреть по основным проходам и лестницам производственных помещений, в которых работает более 50 человек и выход людей из помещения при аварийном отключении рабочего освещения связан с опасностью получения травм из-за продолжения работы определенного производственного оборудования. Эвакуационное освещение должно определенным образом обеспечивать освещенность не менее 0,5 лк на полу основных проходов и на ступенях лестниц производственных цехов. В качестве светильников эвакуационного освещения могут применяются лампы накаливания (ЛН), а при допустимых условиях возможно применение простых люминесцентных ламп (ЛЛ).
Светильники определенного аварийного освещения (освещения безопасности, эвакуационного) допускается предусматривать работающими одновременно со светильниками рабочего освещения, создавая общую освещенность согласно нормам и правилам СаНПин, и автоматически включаемыми только при прекращении подачи питания нормального освещения.
Для аварийного освещения механического цеха применяются светильники НСП22 (500 Вт) с ЛН, которые располагаются по основным проходам и работают одновременно со светильниками рабочего освещения, создавая общую освещенность согласно нормам и правилам СаНПин. Расположение светильников и щитков аварийного освещения показано на рисунке 2.2.
2.2.3 Расчёт осветительных нагрузок
Нагрузка расчетная осветительная
-- активная, кВт,
, (13)
где кс - коэффициент спроса на освещение, для производственных зданий состоящих из многих отдельных помещений кс=0,85;
кпот - коэффициент потерь в ПРА, для ЛЛ равный 1,2;
, - номинальная мощность светильников с ЛЛ и ЛН соответственно, кВт, берется по таблице 2.2;
=54,026.
-- реактивная, кВт,
,
где tgцо - коэффициент реактивной мощности освещения,о.е.,
tgцо=tg(аrссоsцо),
соsцо=0,9;
tgцо=tg(аrссоs0,9)=0,484;
=22,954.
3. Выбор силовых трансформаторов
Большинство потребителей электрической энергии используют комплектную двухтрансформаторную подстанцию, т.к. данные цеха относятся к потребителям II категории надежности, и перерыв электроснабжения допустим на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала .
Расчет силовой нагрузки трансформаторов подстанции приведен в таблице 2.1, расчет осветительных нагрузок выполнен в п.2.2.3. Осветительная нагрузка присоединяется к трансформатору №1 трансформаторной подстанции.
Нагрузки трансформаторов:
Трансформатор №1
Рсм1=Рссм1+Росм,
Рсм1=251,719+54,026=305,745 кВт;
Qсм1=Qссм1+Qосм,
Qсм1=305,097+22,954=328,051 квар;
Рр1=Рср1+Рор,
Рр1=266,511+54,026=320,537 кВт;
Qр1=Qср1+Qор,
Qр1=305,097+22,954=328,051;
Трансформатор №2
Рсм2=274,212 кВт;
Qсм2=237,434 квар;
Рр2=290,502 кВт;
Qр2=237,434 квар.
По подстанции в целом
=545,347 кВт;
=542,530 квар.
При проектировании необходимо отдавать предпочтение комплектным трансформаторным подстанциям (КТП). Комплектная трансформаторная подстанция КТП состоит из трех узлов: силового трансформатора, шкафа ввода ВН, РУ НН. и Шкаф ввода ВН предназначенного для глухого присоединения трансформатора к линии или через выключатель нагрузки, или через разъединитель с предохранителем. Трансформатор КТП может быть один из нескольких марок ТМЗ, ТНЗ или ТС. РУ НН пердставляет из себя набор металлических шкафов, в которых устанавливают предохранители типа ПН-2 для отходящих линий или автоматические воздушные выключатели.
Выбор числа и мощности трансформаторов производится по средней мощности за наиболее загруженную смену Sсм. В этом случае число и мощность трансформатора можно определить по Sсм из того предложения, что в сети НН осуществляется полная компенсация реактивной мощности до соs = 1, и тогда Sсм = Рсм:
(14)
где КЗ - коэффициент загрузки трансформатора, который принимается для КТП Кз = 0,65;
Рсм - среднесменная мощность трансформатора, кВт.
Коэффициент загрузки трансформаторов и значения определены из условия взаимного резервирования трансформаторов в экстренном режиме с учетом допустимой им перегрузки оставшихся в работе трансформаторов в 1,3 раза на время максимальной нагрузки с общей продолжительностью по 6 часов в каждые из пяти суток
Мощность трансформаторов, кВА,
Трансформатор №1
,
;
Трансформатор №2
,
.
Принимаются к установке такие типы КТП два трансформатора типа ТМЗ-630/6.
В максимальном режиме при условии полной компенсации реактивной мощности, Коэффициент загрузки трансформатора, о.е.
Кз=Рр/Sном.тр,
Трансформатор №1
Кз=320,537/630=0,509;
Трансформатор №2
Кз=290,502/630=0,461.
Коэффициент загрузки при аварийном режиме и отключении одного трансформатора,о.е.,
,
=0,866,
что меньше допустимого значения 1,3.
3.1 Выбор сечений кабельных линий, питающих КТП
По экономической плотности тока производится выбор сечений и проверяется по условию нагрева.
Из выражения определяется экономическое сечение
(15)
где IР - расчетный ток линии в нормальном режиме работы, А,
, (16)
;
jэк - экономическая плотность тока /3/, А/мм2;
.
Выбирается кабель марки ААБ 350 (Iдоп = 155А - кабель проложен в земле).
Проверка по нагреву:
Расчетный ток в линии в послеаварийном режиме, А,
Проверка выбранного кабеля по нагреву в послеаварийном режиме:
Все условия выполняются
3.2 Компенсация реактивной мощности
Компенсация данной реактивной мощности на шинах 0,4 кВ подстанции выполняется исходя из двух условий: потребление же реактивной мощности ниже экономического этого значения и допустимая загрузка трансформаторов.
Экономическое значение коэффициента реактивной мощности задано предприятию на шинах 0,4 кВ подстанции tgцэ=0,3. Предприятие в целом принимается, при соблюдении данного значения, что не превышает экономической величины потребляемой данной реактивной мощности.
Условие первое.
Мощность компенсирующих устройств необходимая, квар,
, (17)
где tgцф - фактический коэффициент реактивной мощности, о.е.,
tgцф=Qр/Рр;
Трансформатор №1
tgцф=328,051/320,537=1,023;
=231,890;
Трансформатор №2
tgцф=237,434/290,502=0,817;
=150,189.
Условие второе.
Загрузки трансформаторов в расчетном режиме до компенсации, о.е., коэффициент
,
Трансформатор №1
=0,728;
Трансформатор №2
=0,595.
Мощность реактивная, которую можно передавать через трансформатор в нормальном режиме работы, квар,
,
Трансформатор №1
=272,416;
Трансформатор №2
=304,135.
Мощность необходимая компенсирующих устройств, квар,
=Qр-Qпер,
Трансформатор №1
=328,051-272,416=55,635;
Трансформатор №2
=237,434-304,135=-66,701.
Выбранных по двум условиям, принимается наибольшая. Из мощностей компенсирующих устройств, Устанавливаются комплектные компенсирующие устройства ККУ - 0,38 -240 для секции РУ НН первого трансформатора и ККУ - 0,38 --160 - для второго.
Коэффициент загрузки трансформатора после компенсации реактивной мощности, о.е.,
,
Трансформатор №1
=0,527;
Трансформатор №2
=0,477.
4. Выбор осветительной сети. Электротехнический расчет
Преимущественно напряжение применяемое в осветительных установках общего освещения 380/220 В переменного тока при заземленной нейтрали. Таким образом, что расчёт ведётся только для общего освещения, то для других видов освещения расчёт не выполняется.
Схема питания осветительной установки состоит из питающих и групповых линий. К питающим линиям относятся участки сети от распределительных устройств подстанций до групповых щитков. К групповым линиям относятся участки сети от групповых щитков до светильников.
Питающие линии выполняются четырёхпроводными, а групповые в зависимости от нагрузки и протяженности бывают двухпроводными, трёхпроводными и четырёхпроводными. Питающие линии осветительной сети могут быть выполнены по радиальной, магистральной или смешанной схемам.
Групповые линии могут быть как однофазными, так и трехфазными. Однофазные групповые линии целесообразно прокладывать для помещений небольшой площади, а также для средних и крупных помещений, освещаемых не слишком часто установленными светильниками с ДРЛ и ЛН небольшой мощности до 150-200 Вт и люминесцентными светильниками. Трехфазные групповые линии экономичны в больших помещениях, освещаемых мощными светильниками с ЛН 500-1000 кВт или лампами ДРЛ.
Групповые щитки необходимо располагать ближе к центру осветительных нагрузок и в местах, доступных для обслуживания.
Для светильников аварийного освещения устанавливается отдельные щитки, которые присоединяются к сети, не зависящей от рабочего освещения. При этом освещенность, создаваемая светильниками аварийного освещения, входит в общий баланс освещенности производственного помещения.
Согласно вышеприведенным рекомендациям питающие линии выбираются четырёхпроводными, а групповые - двухпроводными. К РУ НН КТП присоединяется магистральный щит освещения (МЩО), от которого отходят питающие линии щитов освещения (ЩО), выполненные по смещанной схеме.
Сечение проводников осветительной сети определяется по допустимой потере напряжения. В тех случаях, когда рассчитывается разветвленная сеть, то есть когда имеются трехфазные и однофазные ответвления, сечение вычисляется по формуле, мм2,
, (18)
где М - сумма моментов рассчитываемого и всех последующих по направлению потока энергии участков с тем же числом проводов в линии, что и рассчитываемый участок, кВт·м,
m - сумма моментов всех ответвлений, питаемых через рассчитываемый участок с отличным числом проводников в линии, кВтм;
- коэффициент приведения моментов, когда ответвления имеют иное число проводов, чем рассчитываемый участок /3/, о.е.;
- коэффициент, зависящий от системы сети, рода тока, материала проводника /3/, о.е.;
- допустимая потеря напряжения осветительной сети /2/, %.
Момент нагрузки i-ого участка сети, кВт·м,
, (19)
где Ррi - расчетная мощность i-ого участка сети, кВА;
Lпрi - приведенная длина i-ого участка сети, м;
Lпрi=Lоi+Lрi,
где Lоi - длина i-ого участка до распределенной нагрузки, м;
Lрi - длина распределенной нагрузки i-ого участка, м;
Схема осветительной сети представлена на рисунке 2.3.
В качестве проводников осветительной сети для питающих линий используется четырехжильный кабель марки АВВГ, для групповых линий - двухжильный марки АВВГ.
Пример расчёта приводится для линии МЩО -ЩО1.
Сумма моментов, кВт·м,
;
Сечение проводника, мм2,
.
Полученное значение округляется до стандартного мм2.
Проверка выбранного кабеля по допустимому длительному току, А,
(20)
где Iдоп - допустимый длительный ток на кабели данного сечения /1/, А,
Iдоп=17,48 А;
Iр - расчетный ток в линии, А,
(21)
Условие выполняется.
Действительная потеря напряжения на участке 1-2, %,
, (22)
.
Допустимая потеря напряжения на оставшихся участках, %,
,
.
Дальнейший расчёт выполняется аналогично, результаты расчёта сводятся в таблицу 2.3.
Прокладка трасс проводников системы освещения выполняется на лотках и по строительным конструкциям на высоте, зависящей от типа помещения и наличия производственных конструкций.
Щиты освещения располагаются на колоннах на высоте 1,5 м от пола.
5. Выбор схемы и конструктивное выполнение внутрицехового электроснабжения напряжением до 1 кВ
Основной тенденцией в проектировании электроснабжения является сокращение протяженности сетей низшего напряжения путем максимального приближения высшего напряжения (трансформаторной подстанции) к потребителям электроэнергии.
Сети напряжением до 1000 В подразделяются на питающие, прокладываемые от трансформаторной подстанции или вводного устройства до силовых пунктов, и распределительные, к которым присоединяются ЭП. В комплекс внутрицехового электроснабжения входят питающие и распределительные линии, РП напряжением до 1000 В, аппаратура коммутации и защиты сетей и ответвлений к отдельным ЭП. Питающие и распределительные сети могут быть выполнены по радиальным, магистральным и смешанным схемам.
Радиальные схемы наиболее часто используются для питания отдельных относительно мощных ЭП (двигатели компрессорных и насосных установок, печи и т.д.), а также в случаях, когда мелкие по мощности ЭП распределяются по цеху неравномерно и сосредоточены группами на отдельных участках (ремонтные мастерские, отдельные участки с непоточным производством и т.п.). К достоинствам радиальных схем относятся: высокая надежность питания (выход из строя одной линии не сказывается на работе потребителей, питающихся от других линий), а также возможность автоматизации переключений и защиты.
Магистральные схемы применяются для питания ЭП, обслуживающих один агрегат и связанных единым технологическим процессом, когда прекращение питания любого из этих ЭП вызовет необходимость прекращения работы всего технологического агрегата. Магистральные схемы находят широкое применение для питания большого числа мелких ЭП, распределенных относительно равномерно по площади цеха (металлорежущие станки в цехах механической обработки металлов и другие потребители).
На практике наибольшее распространение находят смешанные схемы, сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем. Смешанные схемы характерны для крупных цехов металлургических заводов, для литейных, кузнечных и механосборочных цехов машиностроительных заводов.
Проектирование цеховых сетей во всех случаях должно выполняться на основе хорошего знания технологии проектируемого цеха, условий окружающей среды и степени ответственности отдельных ЭП.
Питающая сеть выполнена четырехжильным кабелем марки АВВГ, проложенным открыто по стенам и конструкциям, по смешанной схеме.
Распределительная сеть проектируется по радиальной схеме. Линии выполнены четырехжильным кабелем марки АВВГ, проложенным в стальных трубах в полу участков и отделений цехов
5.1 Выбор сечений проводников питающей сети
Питающая сеть выполнена по смешанной схеме с помощью кабелей марки АВВГ. Расположение силовых пунктов (РП) и трасс кабельных линий приводится на рисунке 2.4.
Сечение кабелей цеховых сетей напряжением до 1кВ выбирается сравнением расчётного тока линии с допустимым длительным током принятых марок проводов и кабелей с учётом условий их прокладки и температуры окружающей среды.
Должно выполняться условие
, (23)
где Iр - расчётный ток линии, А;
Iдоп - допустимый длительный ток на кабели данного сечения, А,
,
где - допустимый табличный ток для трёхжильных кабелей /3/, А;
0,92 - коэффициент, учитывающий ток для четырёхжильных кабелей, о.е.;
Кп - поправочный коэффициент на условия прокладки, о.е.;
, (24)
где К1 - поправочный коэффициент, зависящий от температуры окружающей среды /3/, о.е.;
К2 - поправочный коэффициент на число работающих кабелей /3/, о.е.;
К3 - поправочный коэффициент на способ прокладки, равный 1, о.е.
Выбранные сечения проводов, кабелей и шин проверяют по допустимой потере напряжения. Делается это с целью обеспечения нормального напряжения на зажимах ЭП в пределах допустимых отклонений.
Нормами величина потерь напряжения в сети до 1 кВ не установлена. Однако, зная напряжение на шинах трансформаторной подстанции и подсчитав потерю напряжения в сети, можно определить отклонение на зажимах электроприёмников и сравнить с допустимыми значениями отклонения напряжения, которые приняты:
- для освещения 5%;
- для электродвигателей -5%, +10%;
- для дуговых сталеплавильных печей и печей сопротивления 5%;
- для сварочных агрегатов не ниже -(8…10)%;
- для кранов не ниже -(8…9)%.
Потеря напряжения в сети определяется по формуле, %,
, (25)
где Iр - расчётный ток линии на данном участке, А;
L - расстояние от точки питания до точки приложения равнодействующей нагрузки, км;
rо, хо - активное и индуктивное сопротивление 1 км линии /1/, Ом/км;
соs - коэффициент мощности данного участка, о.е.;
Uл - линейное напряжение, равное 380 В.
Выбор сечений проводников в сетях напряжением до 1 кВ, прокладываемых в помещениях, тесно связан с выбором плавких вставок и уставок расцепителей автоматических выключателей. При защите линий предохранителями или автоматами сечения выбираемых проводов и кабелей обязательно должны быть согласованы с номинальными токами плавкой вставки или токами уставки автомата, защищающими данный провод или кабель по /3/. Расчет сетей на потерю напряжения должен обеспечить необходимый уровень напряжения на зажимах ЭП и, как следствие, необходимый момент вращения электродвигателя или требуемую освещенность от источника света.
Ниже в качестве примера рассмотрен выбор сечения питающей сети КТП - РП1.
Расчётный ток, А,
, (26)
где для СП-4 берутся из таблицы 2.1;
.
Для прокладки принимаются кабель с алюминиевыми жилами сечением 35 мм2.
Для выбранных кабелей:
А;
Iдоп = 90·0,92 = 82,8 А;
Для открытой прокладки одного кабеля и при расчетной температуре воздуха 25оС Кп=1;
72,928 < 82,8.
Условие выполняется.
Далее определяются соs и sin нагрузки данной КЛ, о.е.,
, (27)
;
.
Принимается кабель АВВГ 3х35+1х16, который имеет следующие параметры: r0 = 0,894 Ом/км, х0 = 0,088 Ом/км.
Потеря напряжения в линии, %,
.
Расчёт для остальных линий производиться аналогично, результаты расчёта сводятся в таблицу 2.4.
5.2 Выбор кабеля для конденсаторных установок
Выбор кабеля на линию КТП - КУ производится по зарядному току КУ, А,
, (28)
Трансформатор №1
.
Принимаются два параллельно работающих кабеля марки АВВГ 3х185+1х95 с суммарным допустимым током Iдоп = 2·248,4 = 496,8 А.
Трансформатор №2
.
Принимаются два параллельно работающих кабеля марки АВВГ 3х120+1х70 с суммарным допустимым током Iдоп = 2·184 = 368 А.
5.3 Выбор сечений проводов распределительной сети
Выбор сечений проводников распределительной сети производится для силовых пунктов РП-2, РП-3, РП-15, РП-18.
Распределительные сети выполнены по радиальным схемам, кабелем марки АВВГ. Прокладка в цехах выполняется в стальных трубах в полу помещений. Расположение оборудования и трасс проводов распределительной сети показаны на рисунке 2.5.
Расчётный ток электроприёмника, А,
, (29)
где Рном - номинальная активная мощность станка, кВт;
соsн - номинальный коэффициент мощности станка, о.е.;
з - КПД станка, о.е.
Выбор сечений ведётся по условию
,
где Iдоп - допустимый длительный ток провода данного сечения, А,
,
где - допустимый табличный ток для четырёх одножильных проводов /3/, А;
Пример выбора сечения проводов для линии от РП-3 к фуговальному станку:
Расчётный ток станка, А,
.
Принимается кабель с алюминиевыми жилами сечением 2,5 мм2.
Для выбранных проводов:
Iдоп = 0,92·19 =17,48 А;
3,069 < 1?17,48.
Условие выполняется.
Потеря напряжения в линии, %,
Результаты выбора сечений остальных линий сводятся в таблицу 2.5.
Из таблицы 2.5 видно, что наиболее электрически удалённым электроприёмником является лифт, присоединенный к РП-18.
Напряжение на зажимах наиболее удалённого от КТП приемника, %,
Uдв = Uх - UТ - Uс,
где Uх - напряжение холостого хода на зажимах вторичной обмотки трансформатора КТП, равное 105%;
UТ - потеря напряжения в трансформаторе КТП, %,
,
где Uа - активная составляющая напряжения КЗ, %,
,
где Рк - потери КЗ /2/, кВт;
;
Uр - реактивная составляющая напряжения КЗ, %,
,
где Uк - напряжение КЗ /2/, %;
;
;
Uс - потеря напряжения в сети ( в питающей и в распределительной), %;
ДUс = Uп + Uр,
ДUс = 3,640 + 1,928 = 5,568;
Uдв = 105 - 1,2 - 5,568 = 98,232.
Таким образом, напряжение на зажимах наиболее удалённого станка находиться в допустимых пределах (-5%, +10%).
6. Расчёт токов короткого замыкания
Расчет токов КЗ необходим для выбора электрооборудования, коммутационных аппаратов, уставок релейной защиты.
Расчет токов КЗ в трехфазных сетях переменного тока напряжением до 1 кВ выполняется в именованных единицах (мОм) в соответствии с /4/.
Расчёт начинается с составления расчетной схемы с нанесением на ней точек КЗ. Расчётная схема представлена на рисунке 2.5. Т.к. на подстанции трансформаторы работают раздельно, то второй трансформатор на расчётной схеме не показывается. Расчет приводится для наиболее электрически близкого и дальнего РП (РП-15 и РП-18).
Ниже для примера приводится расчёт токов КЗ в точке К1.
Расчёт токов КЗ производится на наиболее удалённом силовом пункте (РП-18), на наиболее удалённом ЭП (лифт).
Составляется схема замещения, на которой указываются активные и реактивные сопротивления в мОм, приведенные к ступени напряжения сети точки КЗ. Схема замещения представлена на рисунке 2.6.
Для расчета предварительно выбираются автоматические выключатели. Автомат SF1 выбирается по номинальному току трансформатора с учетом допустимой перегрузки.
Расчетный ток выключателя, А,
, (30)
=1182.
Выбирается автоматический выключатель с номинальным током 1600 А.
Для остальных выключателей:
SF2: Iр=31,037 А IномАВ=63 А;
SF3: Iр=15,981 А IномАВ=25 А;
Параметры элементов схемы замещения.
Система: Uст.нн=0,4 кВ; Uст.вн=6,3 кВ; Iном.отк=20 кА.
Трансформатор: r1т=r0т=3,4 мОм; х1т=х0т=13,5 мОм.
SF1: rкв1=0,14 мОм; хкв1=0,08 мОм; rк1=0.
ТА1: rТА1=0; хТА1=0.
SF2: rкв2=7 мОм; хкв2=4,5 мОм; rк2=1,3 мОм.
ТА2: rТА2=11 мОм; хТА2=17 мОм.
КЛ2: l=200 м; rуд=1,435 мОм/м; худ=0,092 мОм/м; rуд0=3,42 мОм/м; худ0=1,286 мОм/м.
SF3: rкв3=12 мОм; хкв3=7,5 мОм; rк3=1,7 мОм.
КЛ3: l=28 м; rуд=12,5 мОм/м; худ=0,116 мОм/м; rуд0=15,3 мОм/м; худ0=2,91 мОм/м.
Эквивалентное индуктивное сопротивление энергосистемы, приведенное к ступени НН, мОм,
, (31)
где UсрНН - среднее напряжение ступени НН трансформатора, В;
UсрВН - среднее напряжение ступени ВН, к которой подключен трансформатор, В;
- максимальный ток трёхфазного КЗ на шинах 6 кВ, А;
.
Сопротивления кабельной линии КЛ2, мОм,
прямой последовательности:
rкл2=rуд?l,
rкл2=1,435?200=287;
с учетом нагрева кабеля (применяется для расчета минимального тока КЗ)
rкл2=rуд?l?СИ,
rкл2=1,435?200?1,5=430,5;
хкл2=худ?l,
хкл2=0,092?200=18,4;
обратной последовательности:
r0кл2=rуд?l,
r0кл2=3,42?200=684;
с учетом нагрева кабеля
r0кл2=rуд0?l?СИ,
r0кл2=4,4?200?1,5=1026;
х0кл2=худ0?l,
х0кл2=1,286?200=257,2.
Сопротивления кабельной линии КЛ3, мОм,
прямой последовательности:
rкл3=rуд?l,
rкл3=12,5?28=350;
с учетом нагрева кабеля
rкл3=rуд?l?СИ,
rкл3=12,5?28?1,5=525;
хкл3=худ?l,
хкл3=0,116?28=3,248;
обратной последовательности:
r0кл3=rуд?l,
r0кл3=15,3?28=428,4;
с учетом нагрева кабеля
r0кл3=rуд0?l?СИ,
r0кл3=4,4?28?1,5=642,6;
х0кл3=худ0?l,
х0кл3=2,91?28=81,48.
Активное сопротивление дуги в точке К1 по /4/, мОм,
.
Суммарное сопротивление контактных соединений до места КЗ rкс=1,2 мОм.
Суммарные активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности в максимальном режиме, мОм,
r1У=r1т + rкв1 + rк1+ r ТА1+ rкв2 + rк2 + r ТА2 + rкл2 + rкв3 + rк3 + rкл3 + rкс,
х1У=хс + х1т + хкв1 + х ТА1+ хкв2 + х ТА2 + хкл2 + хкв3 + хкл3,
,
.
Суммарные активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности в минимальном режиме, мОм,
r'1У=r1т + rкв1 + rк1+ r ТА1+ rкв2 + rк2 + r ТА2 + rкл2 + rкв3 + rк3 + rкл3 +rкс ,
,
=993,24,
.
Начальное действующее значение периодической составляющей тока трёхфазного КЗ в максимальном режиме, кА,
, (32)
где Uном - среднее номинальное напряжение сети, в которой произошло КЗ, В;
.
Ударный ток в максимальном режиме, кА,
, (33)
где Куд - ударный коэффициент, о.е.,
,
где , град;
;
, с;
;
, с, (34)
где , f - частота питающей сети, равная 50 Гц;
;
;
.
Суммарные активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности, мОм,
r0У=r0т + rкв1 + rк1+ r ТА1+ rкв2 + rк2 + r ТА2 + r0кл2 + rкв3 + rк3 + r0кл3 + rкс,
х0У= х0т + хкв1 + х ТА1+ хкв2 + х ТА2 + х0кл2 + хкв3 + х0кл3,
,
;
;
.
Начальное действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ в минимальном режиме, кА,
, (35)
.
Начальное действующее значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ в минимальном режиме, кА,
(36)
.
Расчёт токов КЗ в остальных точках производится аналогично по /6/. Результаты расчёта приводятся в таблице 2.6.
Таблица 2. Расчёт токов короткого замыкания
Точка КЗ |
Вид КЗ |
Максимальное значение |
Минимальное значение |
||
Iп0, кА |
iуд, кА |
Iп0, кА |
|||
К1 |
К(3) |
0,341 |
0,482 |
- |
|
К(2) |
- |
- |
0,197 |
||
К(1) |
- |
- |
0,185 |
||
К2 |
К(3) |
0,732 |
1,035 |
- |
|
К(2) |
- |
- |
0,396 |
||
К(1) |
- |
- |
0,337 |
||
К3 |
К(3) |
15,528 |
31,372 |
- |
|
К(2) |
- |
- |
12,874 |
||
К(1) |
- |
- |
15,148 |
||
К4 |
К(3) |
8,832 |
13,662 |
- |
|
К(2) |
- |
- |
5,744 |
||
К(1) |
- |
- |
3,940 |
||
К5 |
К(3) |
1,456 |
2,059 |
- |
|
К(2) |
- |
- |
0,834 |
||
К(1) |
- |
- |
0,844 |
7. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры, распределительных силовых и осветительных шкафов
7.1 Выбор автоматических выключателей на КТП
Автоматические выключатели (автоматы) предназначены для автоматического отключения электрических цепей при КЗ или ненормальных режимах (перегрузках, снижении или исчезновении напряжения), а также для нечастого включения и отключения токов нагрузки. Отключение выключателя при КЗ и перегрузках выполняется встроенным в выключатель автоматическим устройством - расцепителем. Автомат может иметь комбинированный расцепитель (электромагнитный + тепловой), полупроводниковый максимальный расцепитель или только электромагнитный расцепитель, отключающий ток КЗ.
Выбор автоматических выключателей производится по следующим условиям:
- номинальный ток расцепителя, А,
, (37)
где Iр - расчётный ток линии, А;
- ток срабатывания расцепителя (срабатывание отсечки) выключателя, А,
(38)
где kн - коэффициент надежности, для ВА51 кн = 2,1, о.е.;
Iкр - кратковременный максимальный ток, А,
Iкр = Iпуск - для ответвлений и одиночных электроприёмников;
Iкр = Iпик - для группы электроприёмников.
Пиковый ток группы электроприёмников, А,
, (39)
где - номинальный ток наибольшего электроприёмника рассматриваемой группы, А,
, (40)
- пусковой ток наибольшего электроприёмника, А,
, (41)
где Kп - кратность пускового тока наибольшего электроприёмника, о.е.,
Kп = 57 - для асинхронного электродвигателя с к.з. ротором, о.е.;
Ки - коэффициент использования наибольшего электроприёмника, о.е.
Проверка защитной аппаратуры производится по следующим условиям:
1) Чувствительность к однофазному току КЗ:
, (42)
где Iап.з = IСО - для автоматов;
Коэффициент чувствительности должен быть больше 1,4 ч1,5 - при защите автоматическими выключателями;
2) По отключающей способности:
, (43)
где - предельная коммутационная способность аппарата, кА;
3) На динамическую устойчивость:
, (44)
где - ток динамической устойчивости аппарата, кА.
Пример расчёта пикового тока для линии КТП - РП-18:
Номинальный ток наибольшего электроприёмника (лифта), А,
.
Пусковой ток наибольшего электроприёмника, А,
.
Пиковый ток, А,
.
Расчёт пиковых токов для других линий, отходящих от КТП, производится аналогично. Результаты расчёта приведены в таблице 2.13.
Пример выбора автомата приводится для линии КТП - РП-18.
Выбирается автомат ВА51-29 с IН.РАСЦ. = 31,5 А.
Условие выполняется.
Ток срабатывания отсечки принимается равным десятикратному току расцепителя:
.
Условие выполняется.
После выбора автоматов предварительно выбранные сечения проводников (проводов, кабелей) по условию нагрева и по потере напряжения должны быть проверены на выполнение условия защиты проводников от перегрева токами короткого замыкания. Необходимо рассчитать, чтобы номинальные токи расцепителей аппаратов защиты по отношению к допустимым длительным токовым нагрузкам проводников имели кратность не более 100%. Выполнение этого условия гарантирует в случае короткого замыкания срабатывание выключателя раньше, чем провод или кабель нагреется до опасной температуры. Если это условие не выполняется, то выбирают проводник с большей площадью сечения и с большим допустимым током.
Условие проверки, %,
, (45)
где k - кратность номинального тока расцепителя аппарата защиты по отношению к допустимой длительной токовой нагрузке проводника /4/, о.е.;
.
Условие выполняется.
Проверка автомата:
1) Чувствительность однофазному току КЗ:
; (46)
;
2) По отключающей способности:
, (47)
;
3) На динамическую устойчивость:
, (48)
.
Выбранный автомат не проходит по максимальным токам КЗ , но допускается к установке т.к. вводной автомат имеет ток срабатывания отсечки меньше, чем ток одноразовой коммутационной способности выбранного выключателя, и отключит КЗ.
Выбор автоматов других линий приводится в таблице 2.7.
Выбор вводног...
Подобные документы
Расчёт силовых электрических нагрузок, осветительной сети, системы отопления, силовых трансформаторов, коммутационной и защитной аппаратуры при проектировании электроснабжения механического цеха. Расчет оплаты труда персонала, платы за электроэнергию.
курсовая работа [719,0 K], добавлен 13.12.2009Характеристика потребителей (термический цех) системы электроснабжения. Расчет электрических и осветительных нагрузок. Выбор мощности, числа и типа цеховых трансформаторов. Проверка коммутационной и защитной аппаратуры. Токи короткого замыкания.
курсовая работа [812,5 K], добавлен 19.01.2015Выбор трансформаторов и передвижных комплектных трансформаторных подстанций для электроснабжения участка карьера. Расчет сети и токов короткого замыкания в сети 6 кВ, приняв сопротивление системы ХС=0. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры.
контрольная работа [830,2 K], добавлен 09.03.2015Определение расчетной нагрузки жилых зданий поселка. Светотехнический расчет наружного освещения. Выбор места, числа и мощности трансформаторов. Разработка принципиальной схемы электроснабжения. Выбор защитной аппаратуры. Проектирование трасс линий.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 15.02.2017Характеристика объекта проектирования и существующей схемы электроснабжения. Расчёт распределения мощности по участкам сети схемы. Реконструкция схемы электроснабжения проектируемого села. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор электрической аппаратуры.
курсовая работа [97,2 K], добавлен 07.05.2011Разработка схемы электроснабжения токарного цеха. Проектирование осветительной сети. Расчет электрической нагрузки; компенсация реактивной мощности. Выбор электрооборудования, пусковой и защитной аппаратуры, кабелей, мощности силовых трансформаторов.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 24.02.2015Определение электрических нагрузок от силовых электроприёмников. Выбор количества и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор напряжения и схемы электроснабжения. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор и проверка оборудования и кабелей.
курсовая работа [817,1 K], добавлен 18.06.2009Разработка схемы цехового электроснабжения. Выбор коммутационно-защитной и пусковой аппаратуры, питающих кабелей и проводов, распределительных шинопроводов и шкафов, вводно-распределительного устройства. Расчет электрических нагрузок потребителей цеха.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 18.11.2014Краткая характеристика электроснабжения и электрооборудования автоматизированного цеха. Расчет электрических нагрузок. Категория надежности и выбор схемы электроснабжения. Расчёт и выбор компенсирующего устройства. Выбор числа и мощности трансформаторов.
курсовая работа [177,2 K], добавлен 25.05.2013Выбор рода тока и напряжения для внутрицехового электроснабжения. Расчет электрических нагрузок цеха. Выбор и проверка защитной аппаратуры. Определение местоположения пунктов питания на территории. Расчет распределительных сетей среднего напряжения.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 10.07.2013Определение осветительной нагрузки цехов, расчетных силовых нагрузок. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности. Определение потерь мощности и электроэнергии. Выбор параметров схемы сети электроснабжения.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 14.06.2015Анализ существующей системы электроснабжения и вариантов ее модернизации или реконструкции, разработка технического задания. Определение расчетных нагрузок потребителей, выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Выбор элементов электроснабжения.
дипломная работа [12,8 M], добавлен 02.05.2010Разработка проекта электроснабжения электроприемников цеха: расчет числа и мощности трансформаторов, способов прокладки сети, выбор комплектных шинопроводов, распределительных пунктов, сечений силовых линий, определение токов короткого замыкания.
методичка [1,1 M], добавлен 03.09.2010Определение силовой и осветительной нагрузок. Разработка оптимальных схем низковольтного электроснабжения цеха. Выбор силовых трансформаторов, сечения проводников, автоматических выключателей, предохранителей. Расчет токов трехфазного короткого замыкания.
курсовая работа [339,0 K], добавлен 12.04.2015Расчёт электрических нагрузок цеха. Оценка осветительной сети, выбор компенсирующего устройства. Определение мощности трансформатора, схемы цеховых электрических сетей переменного тока. Расчет токов короткого замыкания. Выбор защитной аппаратуры.
курсовая работа [360,3 K], добавлен 15.12.2014Общая характеристика системы электроснабжения организации. Определение расчетных нагрузок и выбор электрооборудования для проектирования системы электроснабжения предприятия. Выбор и проверка сборных шин, измерительных трансформаторов тока и напряжения.
дипломная работа [761,4 K], добавлен 22.06.2015Выбор схемы электроснабжения и расчет ее элементов. Проектирование осветительной установки рабочего освещения, компоновка сети. Выбор силовых трансформаторов и питающего кабеля для подстанции. Расчет токов короткого замыкания и проверка аппаратов защиты.
дипломная работа [737,2 K], добавлен 21.11.2016Проектирование системы электроснабжения промышленного предприятия, обеспечивающей требуемое качество электроэнергии и надёжность электроснабжения потребителей. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Выбор основных параметров, расчет токов.
дипломная работа [767,7 K], добавлен 17.02.2015Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Расчёт мощности и выбор ламп. Составление схемы питания и выбор осветительных щитков. Расчёт сечений проводов групповой и питающей сети и проверка по потере напряжения.
дипломная работа [183,7 K], добавлен 25.08.2013Выбор схемы и системы электрической сети. Выбор типа проводки, способа ее выполнения и схемы электроснабжения. Прокладка кабелей в кабельных сооружениях. Выбор силовых пунктов распределения энергии на участках панелей распределительных устройств.
курсовая работа [157,0 K], добавлен 16.06.2011