Размещено на http://www.allbest.ru/

Современные аппараты электроснабжения. Выбор системы электроснабжения с учетом современных требований

ВВЕДЕНИЕ

Электрическая энергия - самый перспективный вид энергии. Её можно преобразовать в другие виды энергии; при помощи различных трансформаторов можно повышать, либо понижать напряжение, частоту тока. По рода тока электрическая энергия делится на энергию постоянного и переменного тока. Наиболее распространенной является энергия переменного тока. электроснабжение сеть замыкание трансформатор

Еще один плюс электрической энергии заключается в том, что её можно относительно дёшево передавать без существенных потерь по средствам линии электропередач (ЛЭП).

Основными источниками электроэнергии являются ТЭС, ГЭС и АЭС. Наиболее современными и экологически чистыми являются атомные электрические станции, использующие энергию распада атомного ядра. По мимо основных источников электроэнергии существуют также и альтернативные (нетрадиционные): солнечная, ветровая, геотермальная, энергия приливов, биомассы. В настоящее время суммарная мировая установленная мощность ветроэлектростанций (ВЭС) составляет около 30 ГВт, геотермальных (ГеоТЭС) - более 6 ГВт, солнечных (СЭС) - 0.6 ГВт. Данные относятся к сетевым нетрадиционным электростанциям, то есть к станциям, интегрированным в энергосистемы. Существенна роль нетрадиционных возобновляемых источников энергии и в производстве тепла. Мировая установленная мощность геотермальных установок теплоснабжения составляет 11.3 ГВт (тепловых), солнечных - не менее 1.5 ГВт. Таким образом, нетрадиционные возобновляемые

В соответствии с последними проработками по прогнозу электропотребления на территории Ростовской энергосистемы в работе «Корректировка Схемы развития ОЭС Юга на период до 2020 года, включая схему развития электрических сетей напряжением 220 кВ» среднегодовые темпы роста электропотребления и максимума электрической нагрузки в период до 2010 года предполагаются около 3 % и 2,7 % соответственно. В 2011-2015 годы среднегодовой рост аналогичных показателей электропотребления прогнозируется несколько выше, чем в предыдущий период и составит 3,8 % и 3,2 %. За 2015 год рост показателей электропотребления предполагается до 2,8 % и 2,5 % соответственно.

Значительный рост нагрузки в Восточном энергорайоне предполагается лишь в 2011-2015 г.г. в основном за счет намечаемого строительства в городе Волгодонске электрометаллургического комплекса с нагрузкой порядка 200-230 МВт.

Все электрические станции, соединенные в параллельную работу линиями электропередач и управляемые из единого центра называются единой энергосистемой (ЕЭС).

Вместе с распределением электроэнергии решается и вопрос об её экономии, и, сегодня, многие предприятия отрасли электроэнергетики, занимающиеся распространением электроэнергии, выполнив определенные условия (например, установку автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии), стремятся выйти на оптовый рынок электроэнергии.

Все основные принципы конструирования электроустановок регламентированы ПУЭ («Правила устройства электроустановок»).

Основными потребителями электроэнергии являются электромеханические преобразователи (электрический привод станков, электрифицированный транспорт и др.).

Инструментальный цех (ИЦ) предназначен для изготовления и сборки различного измерительного, режущего, вспомогательного инструмента, а так же штампов и приспособлений для горячей и холодной штамповки

И является вспомогательным цехом завода по изготовлению механического оборудования и станков. Цех имеет вспомогательные, служебные и бытовые помешения

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Исходные данные электроприемников. Сводная таблица

Таблица 1 Исходные данные для расчетов

№ эп	Наименование эп	n	кВт				з
1	Поперечно-строгальные станки	5	8,5	0,4	2,3	0,12	0,6
2	Токарно-револьверные станки	8	2,8	0,4	2,3	0,13	0,65
3	Одношпиндельные автоматы токарные	5	3,5	0,45	1,98	0,14	0,7
4	Токарные автоматы	9	7,5	0,4	2,3	0,12	0,75
5	Алмазно-расточные станки	6	2,2	0,4	2,3	0,14	0,68
6	Горизонтально-фрезерные станки	8	9,5	0,4	2,3	0,13	0,74
7	Наждачные станки 1-фазные	4	3	0,48	1,8	0,12	0,76
8	Кран-балка ПВ=60%	1	15	0,5	1,7	0,1	0,73
9	Заточные станки 1-фазные	6	2,5	0,48	1,8	0,12	0,76

1.2 Характеристика и анализ электроприемников по режимам работы

Основная группа электроприемников, составляющая суммарную нагрузку объекта, представляет собой электродвигатели производственных механизмов автоматизированных технологических линий.

Для данной категории потребителей электроснабжение можно выполнять от одного источника питания при наличии централизованного резерва. И при условии, что перерывы в электроснабжении не будут превышать время, необходимое для включения, то есть по обеспечению надежности электроснабжения.

Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всех элементов системы электроснабжения: мощности трансформаторных подстанций, питающих и распределительных сетей энергосистемы, заводских трансформаторных подстанций и их сетей. Поэтому правильное определение электрических нагрузок является решающим фактором при проектировании и эксплуатации электрических сетей. Активные и реактивные нагрузки бывают: суточные, годовые, летние, зимние.



2. РАСЧЕТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Категории надежности и выбор схемы электроснабжения

Данный объект состоит, в основном, из электроприемников, большая часть которых - асинхронные двигатели которые, в свою очередь, составляют активно-индуктивную нагрузку. Для питания этих электроприемников выбираем переменный ток с нормальной промышленной частотой (f=50Гц), напряжение 0,4кВ. Участок станочное отделение получает питание от цеховой подстанции. Подвод к подстанции осуществляется кабелем, длиной 12 км, пониженным напряжением 6кВ. Электроприемники относятся ко второй и третьей категориям надежности электроснабжения.

2.2 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформатора и КТП

Расчет нагрузок и токов электроприемников по распределительным пунктам. Выбор и формирование РП.

Определяем ток каждого ЭП, А.

(1)

Определяем ток каждого эп по формуле 1.

Определяем сумму токов всех ЭП для каждого ШР, А.

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

Определяем сумму токов всех ЭП формулам 2-8

ШР1 для ЭП №1;2;3;4;5;6;7;8 выбираем шкаф серии ПР. 8501-059 с выключателем ВА51-35 на номинальный ток до 250 А. на вводе.

ШР2 для ЭП №9;10;11;12;13;14;15 выбираем шкаф серии ПР. 8501-075 с выключателем ВА51-37 на номинальный ток до 400А. на вводе.

ШР3 для ЭП №19;20;21;22;26;27;28;29 выбираем шкаф серии ПР. 8501-059с выключателем ВА51-35 на номинальный ток до 250А. на вводе.

ШР4 для ЭП №32;33;34;35;36;40;41;42;43 выбираем шкаф серии ПР. 8501-075 с выключателем ВА51-37 на номинальный ток до 400А. на вводе.

ШР5 для ЭП №30;31;37;38;44;45;46 выбираем шкаф серии ПР. 8501-056 с выключателем ВА51-35 на номинальный ток до 250А. на вводе.

ШР6 для ЭП №16;17;18;23;24;25выбираем шкаф серии ПР. 8501-056 с выключателем ВА51-35 на номинальный ток до 250А. на вводе.

ШР7 для ЭП №47;48;49;50;51;52;53 выбираем шкаф серии ПР. 8501-056с выключателем ВА51-35 на номинальный ток до 250А. на вводе.

Шкаф серии ПР. 8501-059 (ШР1)

Определяем суммарную активную мощность, кВт.

(9)

О

пределяем суммарную активную мощность по формуле 9.

Определяем сменную активную мощность, кВт

(10)

Определяем сменную активную мощность по формуле 10.

Определяем суммарную сменную активную мощность для всех ЭП, кВт.

(11)

Определяем суммарную сменную активную мощность для всех ЭП по формуле 11.

Определяем сменную реактивную мощность, к вар.

(12)

Определяем сменную реактивную мощность по формуле 12

Определяем суммарную сменную реактивную мощность, к вар.

(13)

Определяем суммарную сменную реактивную мощность по формуле 13.

Определяем полную сменную мощность, кВ А

(14)



Определяем полную сменную мощность по формуле 14.

Определяем средний коэфицент использования

(15)

Определяем средний коэфицент использования по формуле 15

Определяем показатель силовой сборки

(16)

Определяем показатель силовой сборки по формуле 16.

Выбираем условия расчёта эффективного числа ЭП

; ;

Определяем



(17)

Определяем по формуле 17.

По (2) стр. 56 определяем

Находим максимальную активную мощность, кВт.

(18)

Находим максимальную активную мощность по формуле 18

Находим максимальную реактивную мощность, к вар

; т.к. (19)

Находим максимальную реактивную мощность по формуле 19

Находим полную максимальную мощность, кВ А

(20)

Находим полную максимальную мощность по формуле 20

Находим максимальный ток нагрузки, А



(21)

Находим максимальный ток нагрузки по формуле 21

Расчёт аналогичен для ШР3;5;6

Шкаф серии ПР8501-075 (ШР2)

Определяем суммарную активную мощность по формуле 9.

Определяем сменную активную мощность по формуле 10.

Определяем суммарную сменную активную мощность для всех ЭП по формуле 11.

Определяем сменную реактивную мощность по формуле 12

Определяем суммарную сменную реактивную мощность по формуле 13.

Определяем полную сменную мощность по формуле 14.

Определяем средний коэфицент использования по формуле 15

Определяем показатель силовой сборки по формуле 16.

Выбираем условия расчёта эффективного числа ЭП

; ;

-не считаем. Находим максимальную активную мощность, кВт.

(22)

Находим максимальную активную мощность по формуле 22

Находим максимальную реактивную мощность по формуле 19

Находим полную максимальную мощность по формуле 20

Находим максимальный ток нагрузки по формуле 21

Шкаф серии ПР. 8501-056

Нагрузка однофазного электро приёмника приводится условной 3-х фазной мощности.



Т.к. Н<15% то,

Определяем суммарную активную мощность по формуле 9.

Определяем сменную активную мощность по формуле 10.

Определяем суммарную сменную активную мощность для всех ЭП по формуле 11.

Определяем сменную реактивную мощность по формуле 12

Определяем суммарную сменную реактивную мощность по формуле 13.

Определяем полную сменную мощность по формуле 14.

Определяем средний коэфицент использования по формуле 15.

Определяем показатель силовой сборки по формуле 16.

Выбираем условия расчёта эффективного числа ЭП

; ;

-не считаем. Находим максимальную активную мощность, кВт.

(22)

Находим максимальную активную мощность по формуле 22

Находим максимальную реактивную мощность по формуле 19

Находим полную максимальную мощность по формуле 20

Находим максимальный ток нагрузки по формуле 21

Шкаф серии ПР8501-056 (ШР6)

Нагрузка однофазного электро приёмника приводится условной 3-х фазной мощности



Т.к. Н>15% то,

Определяем суммарную активную мощность по формуле 9.

Определяем сменную активную мощность по формуле 10.

Определяем суммарную сменную активную мощность для всех ЭП по формуле 11.

Определяем сменную реактивную мощность по формуле 12

Определяем суммарную сменную реактивную мощность по формуле 13.

Определяем полную сменную мощность по формуле 14.

Определяем средний коэфицент использования по формуле 15

Определяем показатель силовой сборки по формуле 16.

Выбираем условия расчёта эффективного числа ЭП

; ;

Определяем

(17)

Определяем по формуле 17.

По (2) стр. 56 определяем

Находим максимальную активную мощность по формуле 18

Находим максимальную реактивную мощность по формуле 19

Находим полную максимальную мощность по формуле 20

Находим максимальный ток нагрузки по формуле 21

Итого:

Определяем средний коэфицент использования

(23)

Определяем средний коэфицент использования по формуле 23

Определяем показатель силовой сборки по формуле 16.

Выбираем условия расчёта эффективного числа ЭП

; ;

Определяем по формуле 17.

По (2) стр. 56 определяем

Находим максимальную активную мощность по формуле 18

Находим максимальную реактивную мощность по формуле 19

Находим полную максимальную мощность по формуле 20

Находим максимальный ток нагрузки по формуле 21

Расчет мощности объекта и выбор компенсирующих устройств

Используя ранее выполненные расчёты, выбираем следующие данные

Определяем мощность конденсаторной батареи

Где, -суммарная максимальная средняя активная мощность ЭП

-тангенс, учитывающий расчёт средних мощностей,

Определяем мощность конденсаторной батареи по формуле 24

По ([11] таблица 56) выбираем комплектную конденсаторную установку УК3-0,38-60ТЗ мощностью Q_к=60

Выбор трансформаторной подстанции КТП

Выбирать трансформатор и КТП будем с учётом расчётных максимальных мощностей всего цеха.

Выбор общей компенсирующей батареи конденсаторов

Выбор общей компенсирующей батареи конденсаторов по формуле (25)

По ([11] таблица 56) выбираем комплектную конденсаторную установку УК3-0,38-60ТЗ мощностью Q_к=60

С учётом выбранной батареи производим пересчёт максимальной мощности S_max;I_max и Cosц

Производим пересчёт максимальной мощности по формуле 26

Определяем расчётный максимальный ток



Расчётный максимальный ток по формуле 27

Определяем максимальный Cosц

Определяем максимальный Cos ц по формуле 28

Расчётная мощность трансформатора

Расчётная мощность трансформатора по формуле29

Но так как нам не известны основные условия развития предприятия, мы принимаем в_т=0,75

С учетом мощности выбираем марку трансформатора ТМ - 160/6 по, с техническими данными: Рк=3,7 кВт; Uк=4,5%; Iх=2,4%. Количество трансформаторов составило 2 мощностью 160 кВ А. С учетом марки трансформатора выбираем тип подстанции 2КТП-400-80 с защитной аппаратурой на высокой и низкой стороне А3710Ф, А3720Ф, ПК - 10.

Напряжение на стороне высокого напряжения трансформатора составляет 6кВ, подвод от ГПП до трансформатора осуществляется кабелем в земле длинной 12км.

Номинальный ток трансформатора на стороне высокого напряжения определяем по формуле, А

Номинальный ток трансформатора на стороне высокого напряжения определяем по формуле30

Определяем сечение кабеля с алюминиевыми жилами по экономической плотности тока, мм²

Определяем сечение кабеля с алюминиевыми жилами по экономической плотности тока по формуле 31

Принимаем кабель ААШв 3Ч50/6

Проверяем выбранное сечение кабеля по потере напряжения с учётом номинальной нагрузки трансформатора



Проверяем выбранное сечение кабеля по потере напряжения с учётом номинальной нагрузки трансформатора по формуле32

Это 3,26% что меньше 5%.

2.3 Расчет и выбор элементов электроснабжения

Выбор автоматических выключателей.

Станок находится в помещении с нормальными условиями окружающей среды.

Определяем номинальный ток станка, А

(33) где:

Р - номинальная мощность ЭП, кВт.

-номинальное напряжение сети, кВт.

-КПД

Определяем номинальный ток станка по формуле 33

К станку прокладываем кабель с аллюминивыми жилами в трубе в слое подготовке пола.

По таблице 1.3.7 [5] выбираем кабель, проложенный в воздухе с количеством жил 5.В таблице указаны допустимые длительные токи для 3-х жильных кабелей для 4-х жильных кабелей выбираем, как и для 3-х жильных, но с учётом коэфицент 0,92.5-я жила защитная и в расчётах неучавствует.

Выбираем кабель с 5-ю жилами сечением 35, т.е. у которого длительный допустимый ток.

По [11] выбираем тип кабеля АВВГ .

Определяем номинальный ток расцепителя, А

(34)

Определяем номинальный ток расцепителя по формуле34.

Выбираем стандартное ближайшее значение номинального тока расцепителя по [10] таблице 26.

Выбираем тип автоматического выключателя по [10] таблице 26 у которого ВА51-31.

Проверяем выбранное сечение жил кабеля по допустимому нагреву.

где

-коэфицент защиты.

выбираем по [1] таблице 3.10.

=1

82.8>80*1

Неравенство выполняется, значит, сечение жил кабеля выбрано, верно.

Выполняем проверку автоматического выключателя ВА51-31.

Проверяем выключатель по номинальному току, А

(35)



Проверяем выключатель по номинальному току по формуле 35.

Т.е.

Неравенство выполняется, значит, автоматический выключатель по и выбран, верно.

Для проверки выключателя на срабатывание отсечки определяем пиковый ток.

(36)

Где - коэфицент кратности тока

=7 выбираем по[8] таблице 5.7

Для проверки выключателя на срабатывание отсечки определяем пиковый ток по формуле 36.

Определяем ток срабатывания отсечки с учётом пиковых токов, А

(37)

Определяем ток срабатывания отсечки с учётом пиковых токов по формуле 37

Выбираем коэфицент отсечки по [10] таблица 26

=7

Проверяем автоматический выключатель на срабатывание отсечки

(38)



Проверяем автоматический выключатель на срабатывание отсечки по формуле 38

Неравенство выполняется, значит, автоматический выключатель выбран, верно.

Аналогично автоматический выключатель выбирается и для заточных станков, одношпиндельных автоматов, токарных автоматов, алмазно-расточных станков, горизонтально-фрезерных станков, наждачных станков, кран-балки, токарно-револьверных станков.

Выбираем автоматический выключатель для магистрали от КТП к ШР1

Определяем номинальный ток станка по формуле 33

К станку прокладываем кабель с аллюминивыми жилами в трубе в слое подготовке пола.

По таблице 1.3.7 [5] выбираем кабель, проложенный в воздухе с количеством жил 5.В таблице указаны допустимые длительные токи для 3-х жильных кабелей для 4-х жильных кабелей выбираем, как и для 3-х жильных, но с учётом коэфицент 0,92.5-я жила защитная и в расчётах неучавствует.

Выбираем кабель с 5-ю жилами сечением 150, т.е. у которого длительный допустимый ток.

По [11] выбираем тип кабеля АВВГ .

Определяем номинальный ток расцепителя по формуле 34.

Выбираем стандартное ближайшее значение номинального тока расцепителя по [10] таблице 26.

Выбираем тип автоматического выключателя по [10] таблице 26 у которого ВА51-35.

Проверяем выбранное сечение жил кабеля по допустимому нагреву.

где

-коэфицент защиты.

выбираем по [1] таблице 3.10.

=1

216,2>160*1

Неравенство выполняется, значит, сечение жил кабеля выбрано, верно.

Выполняем проверку автоматического выключателя ВА51-31.

Проверяем выключатель по номинальному току по формуле 35.

Т.е.

Неравенство выполняется, значит, автоматический выключатель по и выбран, верно.

Для проверки выключателя на срабатывание отсечки определяем пиковый ток.

(39)

Где - коэфицент кратности тока

=7,5 выбираем по[8] таблице 5.7

Для проверки выключателя на срабатывание отсечки определяем пиковый ток по формуле 30.

Определяем ток срабатывания отсечки с учётом пиковых токов по формуле 38

Выбираем коэфицент отсечки по [10] таблица 26

=3

Проверяем автоматический выключатель на срабатывание отсечки

Проверяем автоматический выключатель на срабатывание отсечки по формуле 39

Неравенство выполняется, значит, автоматический выключатель выбран, верно.

Аналогично автоматический выключатель выбирается и для остальных ШР: ШР2;ШР3;ШР4;ШР5;ШР6;ШР7.

2.4 Расчет токов короткого замыкания и проверка элементов сети

В электроустановках могут возникать различные виды коротких замыканий, сопровождающихся резкими бросками тока. Электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения должно выбираться с учетом этих токов.

Выбор точек и расчет токов КЗ

Определяем сопротивление системы электро снабжения



(40)

Определяем сопротивление системы электро снабжения по формуле 40

Определяем активное сопротивление кабеля на высокой стороне, r₀=0,64 Ом/км ([4], с.511)

(41)

Определяем активное сопротивление кабеля на высокой стороне по формуле 41

Определяем индуктивное сопротивление кабеля на высокой стороне, x₀ =0,08 Ом/км ([4], с.513)

. (42)

Определяем индуктивное сопротивление кабеля на высокой стороне по формуле 42

.

Определяем результирующее сопротивление линии в точке К1, Ом

. (43)

Определяем результирующее сопротивление линии в точке К1 по формуле 43

.

Определяем трёхфазный ток короткого замыкания в точке К1, кА

, (44)

где Uср.ном - номинальное напряжение линии + 5%, кВ.

Определяем мгновенное значение ударного тока короткого замыкания с учётом ударного коэффициента Ку по формуле, кА

iу к1= Ку 2 I(3)к1 . (45)

Находим ударный коэффициент по кривым Ку=1,01.

iу к1= 1,01 2 0,47=0,67

Активное сопротивление трансформатора определяем по формуле, мОм

(46)

где Р_к - потери трансформатора в меди, кВт;

U_ср.ном - среднее номинальное напряжение на низкой стороне, В;

S_ном - номинальная мощность трансформатора, кВА.

Индуктивное сопротивление трансформатора определяем по формуле, мОм

(47)



где U_к - потери напряжения в трансформаторе, %.

Сопротивления трансформатора тока и аппаратуры защиты выбираем по (3, таб.2.54) с учётом номинального тока силового трансформатора на низкой стороне.

Определяем активное сопротивление трансформатора по формуле 46, мОм

Определяем индуктивное сопротивление трансформатора по формуле 47, мОм

^· · = 27,52.

Номинальный ток силового трансформатора на низкой стороне определяем по формуле, А

(48)

Номинальный ток силового трансформатора на низкой стороне определяем по формуле 48

По определяем

R_а=0,42 мОм; X_а=0,67 мОм; R_тт=0,74 мОм; X_тт=0,55 мОм

Рассчитываем активное и индуктивное сопротивления трансформатора по формулам 49 и 50

R_к = 20 мОм - по условию.

Определяем активное результирующее сопротивление от точки К1 до точки К2, мОм

Определяем индуктивное результирующее сопротивление от точки К1 до точки К2, мОм

Определяем полное результирующее сопротивление в точке К2 по формуле, мОм

(51)

Определяем полное результирующее сопротивление в точке К2 по формуле 51

Определяем трёхфазный ток короткого замыкания в точке К2 по формуле 52

Определяем значение ударного тока по формуле 45, кА, учитывая ударный коэффициент К_у=1,01.

i_{у к2} = 1,08 2 4,34=6,63

Выбираем по кабель на низкой стороне для ЩР-3 с учётом номинального тока расцепителя автоматического выключателя на вводе в шкаф ( l_к.н.= 0,5 км)

Определяем активное и индуктивное сопротивление кабеля на низкой стороне по формуле 53 и 54

r_к.н.= 12*0,21= 2,52;

х_к.н.= 12*0,06=0,72

Определяем результирующие значения сопротивлений в точке К3, Ом

R_{рез к3} = 2,52+37,72=40,24

х_{рез к3}= 37,6+0,72=38,32

Определяем полное результирующее сопротивление в точке К3 по формуле 50

Z_{рез к3}= 40,24+ 38,32 = 55,57

Определяем ток короткого трехфазного замыкания в точке К3 по формуле 52

Определяем значение ударного тока по формуле 45, учитывая ударный коэффициент К_у=1,04

i_ук3 = 1,04 2 4,16= 6,12

Определяем значение однофазного тока короткого замыкания по формуле, кА

(55)

где U_ф - фазное напряжение сети, В;

Z_тр - полное сопротивление трансформатора току однофазного короткого замыкания на корпус с учётом сопротивлений прямой и нулевой последовательности, мОм;

Z_петли - полное сопротивление петли фаза-нуль кабеля, определяем по

Z_тр= 162 мОм.

Определяем по

Z_о= 0,99 мОм/м;

Z_петли= 12*0,82 = 9,84

Определяем значение однофазного тока короткого замыкания по формуле 55

Результаты расчета токов короткого замыкания заносим в таблицу 2

Таблица 2

№	Трехфазные к.з.	Однофазное к.з.
	X, мОм	R, мОм	Zрез, мОм	Iкз, мОм	Ку	iу, кА	Zрез, мОМ	Iкз,кА
1	0,96	7,68	7,8	0,47	1,01	0,67
2	37,6	37,72	53,26	4,34	1,08	6,63
3	38,32	40,24	55,57	4,16	1,04	6,12	9,84	3,45

Согласно ([8], п. 1.3.25-1.3.28), нужно выбрать сечение по экономической плотности тока. Машиностроительное предприятие по i_эк=1,5.

Определяем номинальный ток трансформатора на высоком напряжении, А

. (56)

Определяем номинальный ток трансформатора на высоком напряжении по формуле 56

.

Сечение кабеля с алюминиевыми жилами по экономической плотности тока, мм²

. (57)

Сечение кабеля с алюминиевыми жилами по экономической плотности тока определяем по формуле 57

.

Принимаем кабель ААШВ . Выбор и проверка высоковольтного оборудования на токи короткого замыкания. Данные плавкого предохранителя ПКТ-102У3 и заносим в таблицу 3

Таблица 3

Расчетные	Допустимые
Uном=10кВ Iном=14,45 . 2=28,9А IK(3) = 0,77 кА Вк1=1,26кА2/с	Uном=10кВ Iном.р.= 40A Iотк = 31,5 кА Вкв = 3969 кА 2/с

Находим тепловой импульс для разъединителя по формуле, кА²с

, (58)

где t_защ.- время срабатывания защиты от короткого замыкания, с;

T_a - постоянная времени апериодической составляющей тока короткого замыкания. Находим тепловой импульс для разъединителя по формуле 58

.

Выбираем и проверяем автоматический выключатель на высокой стороне ВМПЭ-10-1000-31,5У3. Данные высоковольтного предохранителя сводим в таблицу 4

Таблица 4

Расчетные	Допустимые
Uном=10кВ Iном=14,45А iУ=1,1 кА Вк1=1,26 кА2/с	Uном=10кВ Iном=1000 A iУ=52 кА Вкв = 3969 кА2/с



Выбираем и проверяем выключатель нагрузки на высокой стороне. Данные высоковольтного предохранителя сводим в таблицу 5

Таблица 5

Расчетные	Допустимые
Uном=10кВ Iном=14,45А iУ=1,1 кА Вк1=1,26 кА2/с	Uном=10кВ Iном=1000 A iУ=100 кА Вкв = 6400 кА2/с

Проверяем кабель ААШВ по тепловому импульсу, мм²

. (59)

Проверяем кабель ААШВ по тепловому импульсу по формуле 59

.

Кабель проходит

2.5 Расчет заземляющих устройств и зануления

Определяем необходимое число углов размером 75*75*5 длиной 3 метра для устройства заземления трансформаторной подстанции. Заземлитесь горизонтальный - стольная полоса 40*5.растояние между электродами 3 метра. Электроды забиты по контуру подстанции. Глубина заложения горизонтального заземлителя 0,7 метра. Грунт известняк климатическая зона 3.

Нормируемое сопротивление заземляющего устройства (ПУЭ п. 1.7.62) при линейном напряжении 380В. в любое время года должно быть не более 4 ОМ.

Сечение уголка выбрано с учётом требований ПУЭ таблица 1.7.1.

Определяем удельное сопротивление грунта по ([11] стр. 145 таблица 63).

, Ом*м.

Определяем коэфицент сезонности для стержневых электродов по

Определяем сопротивление заземляющего устройства, Ом.

(60)

Определяем сопротивление заземляющего устройства по формуле 60

Определяем сопротивление грунта с учётом коэфицентом сезонности, Ом*м.

(61)

Определяем сопротивление грунта с учётом коэфицентом сезонности по формуле 61.

Определяем сопротивление вертикального заземлителя, Ом.



(62)

где =3м. - длина уголка

d=0, 9*b, м (4)

b=0,075 м- ширина полки уголка

t`=t₀+0.5l (5)

где t₀=0,7. - глубина заложения горизонтального заземлителя

t`=0.7+0.5*3=2.2

Определяем сопротивление вертикального заземлителя по формуле 62 Определяем предварительное количество вертикальных заземлителей, шт.

(63)

Где, а=3м. - расстояние между электродами,

l=3 м. -длина электрода.

Определяем предварительное количество вертикальных заземлителей по формуле 63

Определяем количество вертикальных заземлителей, шт.

(64)

где =0,52- коэфицент использования вертикальных заземлителей по ([11] с. 148 таблица 66).

Определяем количество вертикальных заземлителей по формуле 64

Применяем количество вертикальных заземлителей 18 штук.

Определяем длину горизонтальных заземлителей, м.

(65)

Определяем длину горизонтальных заземлителей по формуле65

Определяем значение коэфицента сезонности по([11] страница 146 таблица 64).

Определяем расчётное сопротивление грунта с учётом коэфицента сезонности для горизонтальной полосы, Ом.

(66)

Определяем расчётное сопротивление грунта с учётом коэфицента сезонности для горизонтальной полосы по формуле 66

Определяем сопротивление расстикания заземлителя, Ом

(67)

Где d=0,5, м

b=40=0, 04, м- ширина полосы]

пределяем сопротивление расстикания заземлителя по формуле67

Находим коэфицент использования горизонтальных заземлителей

Определяем сопротивление расстикания горизонтальных заземлителей с учётом коэфицента использования, Ом.

(68)

Определяем сопротивление расстикания горизонтальных заземлителей с учётом коэфицента использования по формуле 68

Определяем сопротивление расстикания заземлителей с учётом сопротивления горизонтального заземлителя, Ом

(69)

Определяем сопротивление расстикания заземлителей с учётом сопротивления горизонтального заземлителя по формуле 69

Определяем уточненное количество вертикальных заземлителей, шт.

(70)



Определяем уточненное количество вертикальных заземлителей по формуле 70.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В проекте выбраны выключатели серии ВА с различными номинальными токами и токами рацепителя. Электроснабжение оборудования осуществляется в трубах с помощью проводов марки ААШв и кабелей АВВГ различных сечений. Был произведен расчет токов короткого замыкания в трех точках: первая точка на стороне высокого напряжения трансформатора, вторая на низкой стороне напряжения и третья на распределительных пунктах. Также был произведен расчет заземления. Расчет системы электроснабжения произведен с учетом современных требований к современным аппаратам электроснабжения. Это очень актуальная тема, так как в последнее время большое число предприятий и цехов обанкротились или заброшено. Часть цехов, зданий переходят в частные руки, перепрофилируются и реконструируются.

В проекте выбраны системы электроснабжения с учетом современных требований и установлены современные аппараты электроснабжения.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Барыбин Ю.Г. Справочник по проектированию электроснабжения.,/Ю.Г. Барыбин.- М.: Энергоатомиздат, 2010. - 574 с.

2. Белорусов И. В. Электрические кабели, провода, шнуры./И.В. Белорусов -М.: Энергоатомиздат, 1980. - 562 с.

3. Беляев А.В.Выбор аппаратуры защиты и кабелей 0,4 кВ./ А.В.Беляев -Ленинград; Энергоатомиздат, 1988.- 208 с.

4. Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию./В.И.Дьяков -М.: Высшая школа, 1999. - 60 с.

5. Коновалова Л.Л. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. /Л.Л.Коновалов-М.: Машиностроение, 2014 - 526 с.

6.Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок./Б.Ю.Липкин.- М.: Высшая школа, 1990. - 364 с.

7. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. /Б.Н.Неклепаев.-М.: Энергоатомиздат, 2009. - 670с.

8. Правила устройства электроустановок. М.: Энергоиздат, 1986. - 645с.

9.Правила технической эксплотации потребителей М.: Энергоиздат, 1986

10. Сенчев В.Г. Электроснабжение строительства. /В.Г.Сенчев.-М.: Стройиздат, 2011. - 631 с.

11.Сибикин Ю.Д. Справочник по эксплуатации электроустановок промышленных предприятий. /Ю.Д.Сибикин.-М.: Высшая школа, 2001. - 248с.

12. Тульчин И.К., Нудлер Г.И. Электрические сети и элекртические оборудование жилых и общественных зданий /Тульчин И.К., Г.И. Нудлер.-М:Энергоатомиздат,2012- 320с.

Размещено на Allbest.ru

...