Проект электроснабжения цеха металлоизделий

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«ЛЫСЬВЕНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

ПРОЕКТ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЦЕХА МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ

Пояснительная записка

КП.140448.34.15.13ПЗ

Преподаватель Трухин Г.Г.

Студент Николев Д.В.

2015

Введение

С развитием науки и техники человечеству с каждым годом требовалось все большее количество электроэнергии и металла. Толчком к развитию производству стала глобальная модернизация заводов и фабрик, то есть внедрение в производство новых машин и механизмов, способных облегчить ручной труд…

Из различных металлов и их сплавов производились составные части промышленного оборудования, а электрическая энергия приводила в движения эти механизмы. Главное достоинство электрической энергии - относительная дешевизна, простота передачи, и получения. Металлические изделия также обладают множеством различных свойств: хорошая тепло и электропроводность, механическая, термическая, химическая стойкости. Металлы благодаря своим свойствам получили широкое применение в медицине, военной и гражданской промышленности, добыче природных ископаемых и т.д. , и в современности практически не возможно представить жизнь человека без металлических изделий и электрической энергии.

Именно поэтому цеха и заводы, выпускающие металлоизделия всегда играли важную роль, как в народном хозяйстве СССР так и в народном хозяйстве современной России, именно поэтому курсовой проект «ЭСН И ЭО цеха металлоизделий» является важным и актуальным на сегодняшний день.

1. Описательная часть

1.1 Основные требования к цеховому электроснабжению

Система электроснабжения- называется совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии.

К основным требованиям, предъявляемым к цеховому электроснабжению, являются надежность, качество, экономичность, удобство в эксплуатации, а также требования безопасности.

Качество электроэнергии определяется совокупностью ее характеристик, при которых приемники могут нормально работать и выполнять заложенные в них функции, причем делать это максимально долгий период времени. Качество электроэнергии определяет отклонение и колебания напряжения, несимметрия напряжений и токов, отклонения и колебания частоты, несинусоидальность кривой тока и напряжения. Качество электроэнергии в значительной степени влияет на технологический процесс промышленного производства и качества выпускаемой продукции, на расход электроэнергии и зависит от питающей системы и от потребителей, снижающих качество электроэнергии. Из всех показателей качества электроэнергии наибольшее влияние на режимы работы цеховых электроприемников оказывают отклонения и колебания напряжения.

Основные причины колебаний - это резкое изменение нагрузки, пуск крупных асинхронных двигателей, работа сварочных аппаратов, дуговых печей и т.д. В условиях нормальной работы приемников электроэнергии отклонение напряжения от номинального значения допускается в пределах -5ч+5% на зажимах электродвигателей и аппаратов для их пуска и управления; -2,5ч+5% на зажимах приборов рабочего освещения.

Несимметрия напряжений и токов - это неравенство фазных или линейных напряжений (токов) по амплитуде и углом сдвига между ними. Различают аварийные и эксплуатационные, вызванные применением потребителей типа индукционные печи, сварочные аппараты. Для симметрирования напряжения и токов применяют равномерное распределение однофазных нагрузок по фазам, нагрузки подключают на отдельный трансформатор.

Источником несинусоидальности кривой тока и напряжения являются синхронные генераторы, силовые трансформаторы, работающие при повышенных значениях магнитной индукции в сердечнике ,

преобразователи переменного тока в постоянный ток и потребители, с нелинейно ВАХ.

Наличие высших гармоник в напряжении и токах неблагоприятно действует на изоляцию электрической машины, трансформаторов, конденсаторов и кабелей. Коэффициент искажения кривой напряжения не должен превышать 5% на зажимах любого приемника электрической энергии.

Бесперебойность (надежность) электроснабжения электроприемников (потребителей) электрической энергии в любой момент времени определяется режимами их работы. В отношении обеспечения надежности электроснабжения, характера и тяжести последствия от перерыва питания приемники электрической энергии согласно ПУЭ разделяются на следующие три категории:

Электроприемники первой категории должны получать питание от двух независимых источников питания (трансформаторов) по двум линиям. При повреждении одного источника автоматические устройства мгновенно подключают все электропотребители к действующему трансформатору. Для особой группы предусмотрено три независимых источника питания.

Электроприемники второй категории - это те электроприемники, отключение которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовому простою рабочих, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Это самая многочисленная группа.

Электроприемникам второй категории рекомендуется получать питание от двух независимых источников питания, но допускается использовать один при наличии складного резерва трансформаторов, если в случае потери электроснабжения оно будет восстановлено в течение суток.

Электроприемникам третьей категории можно получать питание от одного источника питания при условии, что перерыв в электроснабжении будет не более суток.

Потери электроэнергии в трансформаторах, электродвигателях и другом оборудовании неизбежны, что связано с принципом работы этих электроустановок. Однако за счет мероприятий по экономии электроэнергии потери должны быть сведены к минимуму.

1.2 Характеристика производства и потребителей

Цех металлоизделий ( ЦМ) является составной частью отрасли тяжелого машиностроения и предназначен для выпуска различных изделий для этого производства. В цехе предусмотрено термическое отделение, в котором производиться предварительная подготовка заготовок и окончательная подготовка готовых изделий. В станочном отделении установлены станки различного назначения. Транспортные операции производятся с помощью мостовых кранов и наземных электротележек. Кроме этого оборудования в цехе имеются вспомогательные, бытовые и служебные помещения.

ЦМ получает электроснабжение от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП), расположенной на расстоянии 1,6 км от заводской подстанции глубокого ввода (ПГВ). Напряжение -10 или 35 кВ. От энергосистемы (ЭСН) до ПГВ- 15 км. Количество рабочих смен - 2. Потребители цеха относятся ко 2 и 3 категориям надежности ЭСН.

Грунт в районе цеха - песок с температурой +10 С. Каркас здания цеха сооружен из блоков-секций длиной 4 ,6,8 м каждый.

Размеры цеха A х B х H = 48 х 30 х 10м.

Все помещения, кроме станочного и термического отделений, двухэтажные - высотой 4 м.

Так как в цехе потребители 2 и 3 категории электроснабжения, то для всего цеха выбираем 2 категорию электроснабжения с двумя трансформаторами и ручным включением резерв, т.е. перерыв в электроснабжении всего цеха приводит к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих. Потребители должны обеспечиваться питанием от двух независимых источников питания, перерыв допускается на время включения резерва оперативным персоналом.

Электрооборудование цеха работает при нормальных условиях окружающей среды, в помещениях с нормальной средой электрооборудование должно быть защищено от механических повреждений, а также от случайных прикосновений к неизолированным токоведущим частям.

Помещение цеха металлоизделий является пожаро- и взрывобезопасным, так как в цеху не выделяются легковоспламеняющиеся газы, не образуются взрывоопасные смеси.

Таблица 1.1 Перечень электрооборудования цеха металлоизделий

2. Расчетная часть

2.1 Расчет электрических нагрузок цеха

Определяю среднюю активную мощность за наиболее загруженную смену

P_см =K_и*P_н=12,2*0,17=2,1 кВт

Определяю реактивную мощность продольно-строгального станка

Q_см=Р_см*tg=2,1*1.17=2,5 квар

Определяю полную мощность станка за наиболее загруженную смену

S_см==2,1+2,5=3,3 кВА

Аналогично определяю активные, реактивные и полные мощности для других приемников за наиболее загруженную смену.

Определяю активную, реактивную мощности на РП1 суммируя значения мощностей по столбцам 9,10 таблицы 2.1

Определяю полную мощность за наиболее загруженную смену

S_{см (рп1)}==4,55+6,7=8,2кВа

Определяю средневзвешенное значение коэффициента использования

К_и(рп1)==4,55/29,7=0,15

Определяю среднее значение коэффициента активной мощности

cos_(рп1)= =4,55/8,7=0,52

Определяю среднее значение коэффициента реактивной мощности

tg_(рп1)==6,7/4,55=1,47

Определяем показатель силовой сборки

Mрп1=Рн нб/Рн нм=12,2/3,5=3,5

Определяю n эффективное

Nэ(рп1)=(ИР) / ИР=(12,2+3,5*5) /(3,5+3,5+3,5+3,5+3,5+12)=4

Определяю Км по таблице 1.5.3.5 в функции nэ и Ки ср

Км=3,22

Определяю максимальную активную мощность

P_м =K_м*P_см=3, 22*4, 55=15 кВт

Определяю максимальную реактивную мощность

Q_м=К_м'*Q_см=1,1*6,7=7,4 квар

Определяю максимальную полную мощность

S_м==15+7,4=16,7кВА

Определяю максимальный ток

I_м(рп1)==16,7 /1,73*0,38=25,4А

Все найденные значения заношу в таблицу 2.1. Аналогично рассчитываю нагрузки по остальным РП

Определяю мощность осветительных установок методом удельной мощности

Рассчитываю параметры на ШНН, суммируя значения мощностей по столбцам 9,10 и 15,16 таблицы 2.1

Определяю мощность осветительной установки методом удельной мощности

Роу=р*F*0.001=1740*10/1000=17.4кВт.

Так как цех металлоизделий имеет второй этаж, то необходимо посчитать площадь 1 этажа и 2 и умножить на удельную мощность

S(1 этажа)=48*30=1440 м

S(2 этажа)=30*(4+6)=300 м

So= S(1 этажа)+ S(2 этажа)=1440+300=1740 м

Определяю сменную мощность на шине низкого напряжения

S_{см ()}==256,8+242,2=353кВа

Определяю фактическое значение коэффициента мощности и tg на шине низкого напряжения

cos==256,8/353=0,72

tg==242,2/256,8=0,95

Определяю максимальную мощность по шине низкого напряжения

S_м==365+265=451кВа

2.2 Выбор трансформатора

2.2.1 Определяем расчетную мощность трансформатора

Определяю потери активной мощности трансформатора

Р_т=0,2S_м=0,02*451=9,02 кВт

Определяю потери реактивной мощности трансформатора

Q_т=0,1S_м=0,1*451=45,1 квар

Определяю потери полной мощности

S_т==45,9кВА

Рассчитываю параметры на шине высокого напряжения ,суммируя значения по столбцам 15,16 в таблице 2.1

Определяю мощность трансформатора по условию 2 категории электроснабжения

S_т?S_р =0,8S_м(ВН)=0,8*485=388 кВА

Выбираю 2* ТМ400/10/0,4 Рхх=0,95кВт; Ркз=5,5кВт; Uкз=4,5% Uн ; Iхх=2,1% Rt=5,6мОм,Xт=14,9 мОм; Zт=15,9 мОм; Zт'=195 мОм

Определяю коэффициент загрузки трансформатора

К_з==451/2*400=0,56

2.2.2 Расчет и выбор компенсирующего устройства

Так как фактический коэффициент мощности равен 0,72,а оптимальное значение составляет 0,95 ,то необходимо установить компенсирующие устройства для компенсации реактивной мощности.

Определяю расчетную мощность компенсирующего устройства

Qкр=aРм(tg-tgк)=0,9*365,4(0,95-0,33)=203,9квар

Определяю тангенс фактический

Tgф=tg-=0,95-(100*2/0,9*365)=0,95-0,61=0,34

Выбираю компенсирующие устройства 2x УК2-0,38-100 со ступенчатым регулированием по 25 квар

Определяю реактивные, активные, полные потери мощности в трансформаторе с учетом компенсации реактивной мощности.

Р_т=0,02S_нн=0,02*371=7,42кВт

Q_т=0,1S_нн=0,1*371=37,1 квар

S_т===37,7 кВА

Производим выбор трансформатора после учета компенсации, согласно условиям

Sр=0,8S_BH=0,8*386,5=309,2 кВА ,Выбираем трансформаторы на 400 Ква.

С учетом компенсации подходят раннее выбранные мной трансформаторы 2* ТМ400/10/0,4 Рхх=0,95кВт; Ркз=5,5кВт; Uкз=4,5% Uн ; Iхх=2,1% Rt=5,6мОм,Xт=14,9 мОм; Zт=15,9 мОм; Zт'=195 мОм

Данные заносятся в таблицу 2.2

Таблица 2.2

Параметры	cosц	tgц	Рм,кВт	Qм, квар	Sм, кВА
Всего на НН без КУ	0,72	0,95	365,4	265	451
КУ				2*100
Всего на НН с КУ	0,95	0,34	365,4	65	371
Потери			7,42	37,1	37,7
Всего на ВН сКУ			372,8	102,1	386,5

2.3 Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения

Для выбора аппаратов защиты и линий электроснабжения рассчитываю длительный ток в линии каждого приёмника и распределительного пункта

Определяю номинальный ток продольно-строгательного станка

Iд==12,2/1,73*0,38*0,6*0,9=34,4 А

Определяю номинальный ток расцепителя для АВ

Iн.р.?1,25Iд=1,25*34,4=43А

По каталогу выбираю стандартное значение тока расцепителя Iн.р= 50А

Определяю номинальный ток выключателя по условию Iн.а >Iн.р,

Выбираю Iн.а= 100А

Выбираю автоматический выключатель серии ВА51-25-3 с техническими данными:

Uном=380В Iн.а=100А Iн.р=50А Ку(тр)=1,35 Ку(эмр)=7 Iоткл=5кА

Выбираю автоматический выключатель для защиты РП

Iм=25,4А, Iн.а >Iн.р, Iн.р >1,1м=1,1*25,4=27,94А

Выбираем ВА52-31-3с техническими данными

Uном=380В Iн.а=100А Iн.р=50А Ку(тр)=1,35 Ку(эмр)=7 Iоткл=12кА

Так как на Р1количество ЭД более 5,а наибольшим по мощности является продольно- строгательный станок, то

Находим ток номинальный наибольший

Iн.нб===12,2/1,73*0,38*0,6*0,9=34,4 А

Находим ток пусковой наибольший

Iп.нб.=6,5*Iн.нб=6,5*34,4= 223,6А

Iн.нбКи=34,4*0,17=5,8 А

Находим ток пиковый

Iпик=Iп.нб+Iм-Iн.нб*Ки=223,6+25,4-5,8=243,2 А

Iо?1,25Iпик= 1,25*243,2=304А

Определяю кратность уставки

Ко=Iо/ Iнр=304/50=6,08,принимаем Ко=7

Выбираю ВА для защиты линии Т1-ШНН

Iт= Sт/ Uн*1,73=400/1,73*0,4=578А

Iн.а> Iн.р., Iн.р> Iт =578А

Выбираю ВА 55-39-3 Uном=380В , Iна=630А,Iнр=630А, Iу(п)=1,25, Iу(кз)=7,Iоткл=25кА

Аналогично выбираем аппараты защиты для остальных электроприемников и РП, расчетные данные заносим в таблицу 2.3

2.3.2 Выбор линий ЭСН

Выбираю кабель АВВГ для линии РП1- продольно-строгательный станок, согласно условию(Kз=1)

Iд>Кз*Iу =1*50=50А

Выбираю АВВГ-3х16, Iдоп=55А

Выбираю кабель АВВГ для линии ШНН-РП1

Iд>Кз*Iу=1х 50=50А

Выбираю АВВГ-3 х 16 ,Iдоп=55А

Аналогично рассчитываем и выбираем остальные линии ЭСН, расчетные данные заносим в таблицу 2.3

2.4 Расчет токов короткого замыкания

2.4.1 Расчет токов короткого замыкания

Вычисляется ток системы

Iс==400/1,73*10=23,1А

Выбираем наружную ВЛ АС-3х10/1,8; Iдоп=84 А

x₀=0.4 Ом/км

r₀===3.33 Ом/км

Определяю активное сопротивление наружной воздушной линии

R_c'=r₀L_c=3.33*1,6=5,3 Ом

Определяю индуктивное сопротивление линии

X_c'=x₀L_c=0.4*1.6=0.64Ом

Привожу активное и индуктивное сопротивления к НН

R_c=R_c'()²=5,3*()²*10³=8,53 мОм

X_c= X_c'()²=0,64*()²*10³=1,02мОм

Для трансформатора по таблице выбираю сопротивления: Rт=5,5 мОм; Xт=17,1 мОм; Zт=15,9 мОм; Zт⁽¹⁾=195мОм.

По таблице выбираю сопротивления ВА для защиты шин низкого напряжения( 1SF) электроснабжение трансформатор замыкание релейный

R_1SF=0,12мОм X_1SF =0,13мОм Rп_1SF=0,25мОм

Выбираю сопротивления ВА для защиты РП5,так как к ней подключены самые мощные электроприёмники(SF1)

SF1 R_SF1=0,12мОм , X_SF1=0,13мОм , Rп_SF1=0,25мОм

Выбираю сопротивление ВА для защиты печи сопротивления( так как она самая удалённая от РП и имеет самую большую мощность)

SF R_SF=0,7мОм , X_SF=0,7мОм , Rп_SF=0,7мОм

Определяю сопротивление кабельной линии КЛ1:

r₀'=0,21мОм/м x₀=0,08мОм/м

Так как в схеме 3 параллельных провода,то

r₀= r₀'=1/3*0,21=0,07мОм/м

Находим активное сопротивление кабельной линии (КЛ1 )

R_кл1= r₀L_кл1=0,07*34=2,4мОм

Находим индуктивное сопротивление кабельной линии (КЛ1)

X_кл1= x₀ L_кл1=0,08*34=2,72мОм

КЛ2: r₀ = 0,33 мОм/м, x₀ = 0,08 мОм/м

Находим активное сопротивление кабельной линии (КЛ2)

R_КЛ2 = r₀L_КЛ2=0,33*10=3,3мОм

Находим индуктивное сопротивление кабельной линии(КЛ2)

X_КЛ2 = x₀L_КЛ2=0,08*10=0,8мОм

По таблице нахожу переходные сопротивления ступеней

R_c1=15 мОм; R_c2=20мОм

Рассчитываю эквивалентные активные и реактивные сопротивления и заносим на схему замещения

R_Э1 = R_С+R_Т+R_1SF+R_П1SF+R_С1 = 8,53+5,5+0,12+0,25+15=29мОм;

X_Э1 = X_С+X_Т+X_1SF =1,02+17,1+0,13=18,25 мОм;

R_Э2 = R_SF1+R_ПSF1+R_КЛ1+R_С2 =0,12+0,25+2,38+20=22,75 мОм;

X_Э2 = X_SF1+X_КЛ1 =2,72+0,13=2,85мОм;

R_Э3 = R_SF+R_ПSF+R_КЛ2 =0,7+0,7+3,33=4,73 мОм;

X_Э3 = X_SF+X_КЛ2 =0,7+0,8=1,5 мОм.

Вычисляю активные, реактивные и полные сопротивления до каждой точки КЗ

R_К1 = R_Э1 = 29 мОм X_К1 = X_Э1 = 18,25 мОм

Z_К1==34,3 мОм

R_К2 = R_Э1+R_Э2 = 29+22,75=51,2 мОм

X_К2 = X_Э1+X_Э2= =18,25+2,85=21,1 мОм

Z_К2==55,4 мОм

R_К3= R_К2+ R_Э3 =51,2+4,72=55,9мОм

X_К3= X_К2+ X_Э3=21.2+1.5=22,7мОм

Z_К3==60,4мОм

Для определения ударного тока рассчитываю соотношение

R_К1/X_К1 = 29/18,25 = 1,6

R_К2/X_К2=51,2/21,2=2,2

R_К3/X_К3=59,9/22,7=2,6

По графику зависимости( R_К1/X_К1 )значение ударного коэффициента =1

К_У1 = F(R_К1/X_К1) = F(1,6) = 1,0

К_У2 = F(R_К2/X_К2) = F(2,2) = 1,0

К_У3 = F(R_К3/X_К3) = F(2,6) = 1,0

Находим значение коэффициента q

q₁ = v(1+2(К_У1 - 1)²) = 1;

q₂ = q₃ = 1

Определяем 3х и 2х фазные токи КЗ

Нахожу трехфазные токи КЗ

I_K1⁽³⁾ = U_K1/v3Z_K1 = 0,4*10³/1,73*34,3= 6,7 кА;

I_K2⁽³⁾ = U_K2/v3Z_K2 = 0,38*10³/1,73*55,4 = 3,96 кА;

I_K3⁽³⁾ = U_K3/v3Z_K3 = 0,38*10³/1,73*60,4 = 3,64 кА;

Определяю значение ударного тока

i_УК1 = v2К_У1I_К1⁽³⁾ = 1,41*1,0*6,7 = 9,45кА;

i_УК2 = v2К_У2I_К2⁽³⁾ = 1,41*1,0*3,96 =5,6 кА;

i_УК3 = v2К_У3I_К3⁽³⁾ = 1,41*1,0*3,64 =5,1 кА;

Определяю значение двухфазных токов КЗ

I_K1⁽²⁾ = (v3/2)*I_K1⁽³⁾ = 0,87*6,7 = 5,8 кА;

I_K2⁽²⁾ = (v3/2)*I_K2⁽³⁾ = 0,87*3,96 = 3,45 кА;

I_K3⁽²⁾ = (v3/2)*I_K3⁽³⁾ = 0,87*3,64 = 3,2 кА.

Определяю активные и реактивные сопротивления элементов петли «фаза- ноль»

Индуктивное сопротивление КЛ1

X_ПКЛ1 = x_0ПL_КЛ1 =0,15*34=5,1 мОм;

Активное сопротивление КЛ1

R_ПКЛ1 = 2r₀L_КЛ1 = 2*0,07*34=4,76 мОм;

Активное сопротивление КЛ2

R_ПКЛ2 = 2r₀L_КЛ2 = 2*0,33*10=6,6 мОм;

Индуктивное сопротивление КЛ2

X_ПКЛ2 = x_0ПL_КЛ2 = 0,15*10=1,5 мОм;

Определяю активные, реактивные и полные сопротивления до точек КЗ

Z_П1 = 15 мОм;

R_П2 = R_С1+R_ПКЛ1+R_С2 = 15+20+4,76=39,76 мОм;

X_П2 = X_ПКЛ1 = 5,1 мОм;

Z_П2 =40,1мОм;

R_П3 = R_П2+R_ПКЛ2 =39,76+6,6=46,4 мОм;

X_П3 = X_П2+X_ПКЛ2 = 1,5+5,1=6,6 мОм;

Z_П3=46,9мОм;

Определяю однофазные токи КЗ, данные заношу в таблицу 2.4

I_K1⁽¹⁾ = U_КФ/Z_П1+Z_Т/3 = 0,23*10³/15+195/3 = 2,9 кА;

I_K2⁽¹⁾ = U_КФ/Z_П2+Z_Т/3 = 0,22*10³/40,1+195/3 = 2,09 кА;

I_K3⁽¹⁾ = U_КФ/Z_П3+Z_Т/3 = 0,22*10³/46,9+195/3 = 1,97 кА.

Таблица 2.4

Точка КЗ	Rк мОм	Хк мОм	Zк мОм	RК1/XК1	Ку	IK1(3) кА	iУК кА	IK1(?) кА	IK1(2) кА	ZПмОм	IK1(1) кА
К1	29	18,25	34,3	1,6	1,0	6,7	9,45	6,7	5,8	15	2,9
К2	51,2	21,1	55,4	2,2	1,0	3,96	5,6	3,96	3,45	40,1	2,09
К3	55,9	22,7	60,4	2,6	1,0	3,64	5,1	3,64	3,2	46,9	1,97

Аналогично рассчитываем токи КЗ для других электроприемников

2.5 Проверка элементов цеховой сети

Проверяю автоматы на надежность срабатывания

1SF: I_К1⁽³⁾ > 3I_Н.Р(1SF) 2,9 > 3*0,63 кА;

SF1: I_К2⁽³⁾ > 3I_Н.Р(SF1) 2,09 > 3*0,63 кА;

SF: I_К3⁽³⁾ > 3I_Н.Р(SF) 1,97 > 3*0,16 кА.

Автоматы при КЗ отключаться не разрушаясь

Проверяю проводники на термическую стойкость

КЛ (ШНН - Рп5): S_КЛ1 > S_КЛ1.ТС = 3x95 > 68,5 мм²;

S_КЛ1.ТС = бI_К2?⁽³⁾v_tПР(1) = 11*3,96*v3,5 = 81 мм².

3*(3*150)>81

КЛ (РП5 - ЭПС): S_КЛ2 > S_КЛ2.ТС = 95 > 45,6 мм²;

S_КЛ2.ТС = бI_К3?⁽³⁾vt_ПР(2) = 11*3.64*v1,7 = 55.2 мм²

3*35>55.2 мм²

По термической стойкости кабельные линии удовлетворяют

Проверяю на соответствие выбранному АЗ

I_ДОП > К_ЗЩI_У(П)

Учтено при выборе сечения проводника

Проверяем линию АВВГ 3*(3*150)

?U < 10% от U_Н

?U_КЛ1 = v3*10²/U_Н*I₁L_КЛ1(r₀₁cos+x₀₁sin) = = 1,73*100/380*25,4*46*

10^-3*(0,0015*0,55+0,84*0,06) = 2,7%,что не превышает 10%,а значит

удовлетворяет силовые нагрузки.

Аналогично проверяем и другие линии на потерю напряжения

2.6 Выбор и проверка силовых выключателей ВН

Определяю полное сопротивление КЗ

Zк=vRc²+Xc²=v5,53²+0,64²=5,6 Ом

Определяю ток короткого замыкания

I_к⁽³⁾=Uн.у/v3*Zк=10/1,73*5,6=1,03 кА

Определяю ударный ток короткого замыкания

i_у=Куv2*Iк⁽³⁾=1,41*0,89=1,25 кА

Определяю время отключения

Tоткл=tз+tв=1+0,1=1,1с

Определяю отключающую способность выключателя

Iр.откл= I_?⁽³⁾=1,03 кА

Sр.откл=v3*Iр.откл Uн.у=1,73*1,45*10=25,1 мВА

Выбираю ВММ-10-400-10У1

Данные заносим в таблицу 2.5

Пар-ы	усл. Обоз.	ед.изм	условия выбора	данные вык.	доп. Свед.
				расч	катал
Выбор:						ВММ-10-400-10У1
напряж. Ном	Uн	кВ	Uнв?Uну	10	10
ток ном	Iн	А	Iнв?Iну	23,1	400
Проверка.
ток откл	Iн.откл	кА	Iн.откл?Iр.отк	1,03	10	откл.способность
мощн.откл	Sн.откл	мВА	Sн.отк?Sр.отк	25,1	173
амплитуда предельного ударного тока	iск	кА	iск? iу	1,25	25	динам. стойкость
предельный ток термостойкости	Iтс	кА	Iтс?Iр.тс	0,51	10	термостойкость

Для цеха выбираем 2*ВММ-10-400-10У1

2.7 Выбор релейной защиты

Выбираю токовые трансформаторы

I₁ = S_Т/v3U₁ = 400/1,73*10 = 23,1 А.

Принимаются к установке в РЗ трансформаторы тока типа ТЛМ - 10 с

I₁ = 50 А и I₂ = 5 А в количестве 2 штук

Определяется коэффициент трансформации

Определяю коэффициент трансформации

КТ = I₁/I₂ = 50/5 = 10

Выбираем реле ТО типа РТМ

Определяется ток срабатывания реле

I_{СР.Р(ТО)} = К_НК_СХ/К_Т*I_К2.МИН = (1,8*1,73/10)*0,3*10³ = 94,3 А.

I_К.МАКС⁽³⁾ будет при 3 - фазном токе КЗ, тогда К_СХ = 1,73

выбирается РТМ - IV, I_СР = 100 А

Определяется Кч(ТО) и надежность срабатывания ТО при наименьшем (2 - фазном) токе КЗ в начале линии ЭСН:

К_Ч(ТО) = I_К1⁽²⁾/I_С.З = 0,87*5800/10*100 = 5,05;

I^К.МИН = I_К1⁽²⁾ = 0,87*I_К1⁽³⁾=5800*0,87=5046А

I_С.З = К_ТI_СР.

Условие надежности КЧ > 1,2 выполнено, следовательно, ТО срабатывает надежно.

Выбираем реле МТЗ типа РТВ

Определяется ток срабатывания реле

I_{СР.Р(МТЗ)} = К_ЗАПК_НК_СХ/К_ВК_Т*I_НБ =(1,25*1*1,73/0,8*10)*23,1=6,24А.

По таблице выбираем РТВ-I Iср=7,5А

Определяю Ки и надежность срабатывания МТЗ на остальном участке при I_К1⁽²⁾ в конце линии

К_и =Iмин/Iср з=0,87*3,96/7,5*10=45

Условие надежности соблюдается

Заключение

Курсовой проект по предмету «Электроснабжение объектов» рассчитан согласно рекомендованным методикам. В процессе выполнения курсового проекта по теме «Электроснабжение и электрооборудование цеха металлоизделий» я ознакомился с технической и справочной литературой, научился составлять однолинейные и развернутые схемы электроснабжения.

Я рассчитал сменные и максимальные активные, реактивные и полные нагрузки электроприемников методом коэффициента использования и коэффициента максимума. Все коэффициенты я выбрал из справочной литературы, с условием всех требований ПУЭ. Электроприемники, работающие в повторно - кратковременном режиме были приведены мной к длительному режиму работы, а однофазные нагрузки - к условию трехфазной мощности.

Также я обосновал выбор силового трансформатора с учетом категории электроснабжения механического цеха, определил коэффициент загрузки трансформатора с учетом компенсирующих устройств также в процессе расчёта курсового проекта я рассчитал защиты для всех электроприемников и выбрал марку кабеля по сечению и допустимому току, согласно требованиям ПУЭ, рассчитал токи короткого замыкания, проверил аппараты защиты и линии ЭСН на потерю напряжения, на термическую стойкость и на отключающую способность ,выбрал высоковольтный выключатель и релейную защиту цеха металлоизделий.

Список используемых источников

1. «Расчет и проектирование схем электроснабжения» В.П. Шеховцов

2. «Справочное пособие по ЭО и электроснабжению»В.П.Шеховцов

3. «Электрическое и электромеханическое оборудование» В.П.Шеховцов

Размещено на Allbest.ru

...