Розрахунок електростанції

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст

1. Загальна частина

1.1 Вибір роду струму , величини напруги та засобу заземлення нейтралі

1.2 Вибір схеми електропостачання

1.3 Таблиця електронавантаження

1.4 Додаткові дані

2. Електрична частина

2.1 Розрахунок електричних навантажень

2.2 Розрахунок і вибір компенсуючого пристрою

2.3 Вибір кількості і потужності трансформаторів цехової підстанції

2.4 Розрахунок і вибір живлячої кабельної лінії

2.5 Розрахунок струмів короткого замикання

2.6 Вибір струмопровідних частин, ізоляторів та високовольтного обладнання

2.7 Розрахунок і вибір внутрицехових мереж та захисних апаратів

2.8 Вибір релейного захисту, автоматики

3. Охорона праці

3.1 Розрахунок і вибір заземлюючого пристрою

Джерела інформації

1. Загальна частина

електронавантаження високовольтний заземлення трансформатор

1.1 Вибір роду струму величини напруги, та засобу заземлення нейтралі

На електростанціях України виробляється трифазний змінний струм частотою 50 Гц. Відповідно цьому для електропостачання електроспоживачів цеху приймаємо трифазний змінний струм частотою 50 Гц. Вибір напруги силових і освітлювальних електроспоживачів цеху напругою до 1 кВ повинен вирішуватися комплексно. В даний час в електроустановках напругою до 1кВ приймається без варіантних розрахунків напруга 380/220 В з живленням від загальних трансформаторів силових і освітлювальних електроспоживачів.

Тому приймаємо напругу 380/220 В для живлення споживачів цеху. В зв'язку з великою розгалуженістю електричної мережі цеху, приймаємо систему з глухо заземленою нейтралью, як найбільш розповсюджену в промислових електромережах.

Приймаємо напругу розподільчої мережі 10 кВ як більш економічну.

Вибір способу заземлення нейтралі на стороні 6-10 кВ визначається надійністю електропостачання, а також безпекою обслуговування електромережі.

На Україні історично електромережі 6-35 кВ виконуються з ізольованою нейтралью, при цьому ці мережі мають малі струми замикання на землю, забезпечують можливість зберігання в роботі ліній, що замкнені на землю, на час необхідний для ввімкнення резерву, а також знижується вартість заземлюючих пристроїв.

Тому використовую на стороні 6-35 кВ спосіб заземлення нейтралі з ізольованою нейтралью.



1.2 Вибір схеми електропостачання цеху

Вибір раціональної схеми електропостачання цеху має велике значення. Вірно вибрана схема повинна забезпечувати надійність роботи ЕП, високі технологічні показники і зручність в експлуатації електричних мереж.

Керівні матеріали по проектуванню електропостачання промислових підприємств рекомендують:

1 Радіальні схеми взагалі використовують для споживачів першої категорії.

2 Для цехів машинобудівних підприємств слід віддавати перевагу магістральним схемам.

3 В усіх випадках, коли це можливо, приймають магістральні блочні схеми.

Проектуєма ділянка цеху випускає серійну продукцію заводу. Відповідно, ЕП цієї ділянки переважно відносяться до споживачів ІІ-Ї категорії по надійності електропостачання. Ця ділянка відноситься до машинобудівельного виробництва, верстати об'єднані у технологічні лінії. Відповідно, приймаю магістральну схему електропостачання.

Живлення споживачів виконуємо від комплектних шинопроводів, дротів марки АПВ, прокладених у сталевих трубах. Розподільчі комплектні шинопроводи отримують живлення від комплектних трансформаторних підстанцій, за допомогою комплектних магістральних шинопроводів.

1.3 Таблиця електрона вантаження

Таблиця 1.1 - Таблиця електрона вантаження

№	Найменування	Кількість	Р, кВт		cosц	tgц	Категорія
1	Токарно-гвинторізний верстат	4	7,5	0,16	0,6	1,33	2
2	Токарно-гвинторізний верстат	6	18	0,16	0,6	1,33	2
3	Фрезерний верстат	4	15	0,16	0,6	1,33	2
4	Токарно-карусельний верстат	2	22	0,16	0,6	1,33	2
5	Зварювальний трансформатор ТВ=40%	6	9	0,3	0,4	2,29	2
6	Вентиляція сантехнічна	8	5,5	0,6	0,8	0,75	2
7	Конвеер	2	11	0.55	0,7	1,02	2
8	Кран мостовий ТВ=40%	2	25	0.1	0,5	1,73	2
9	Кран-балка ТВ=40%	2	5	0.1	0,5	1,73	2
10	Шнек	4	8	0,5	0,7	1,02	2

1.4 Додаткові дані

Додаткові навантаження

Активне максимальне Рм дод = 200 кВт

Реактивне максимальне Qм дод = 220 квар

Активне середньозмінне Рзм дод = 195 кВт

Реактивне середньозмінне Qзм дод =200 квар

Струм трьохфазного короткого замикання на шинах ГПП Ікз3 гпп = 9 кА

Напруга на шинах ГПП Uн = 10 кВ

Довжина живлячої цех лінії L = 1,1 км

Час дії релейного захисту tрз = 0,65 с

Опір природних заземлювачів Rпр = 13 Ом

Ґрунт Супісок

Струм замикання на землю в мережі - 10 кВ Із = 15 А

2. Електрична частина

2.1 Розрахунок електричних навантажень

Розрахунок навантажень проводимо за методом упорядкованих діаграм (метод коефіцієнту максимуму).

Усі електроприймачі розподіляємо на групи з однаковим коефіцієнтом використання Кв та cosц. У кожній групі і в цілому по ділянці підраховуємо кількість електроприймачів, в кожній групі і в цілому по ділянці знаходимо Рн min та Рн max, підраховуємо сумарні потужності усіх електроспоживачів. Дані і результати розрахунків заносимо до таблиці 2.1.1

Потужність електроспоживачів повторно-короткочасного режиму приводжу до номінальної потужності довгочасного режиму

Для двигунів електричних кранів номінальна потужність визначається за формулою

(2.1.1)

де Рном-номінальна потужність електродвигунів повторно - короткочасного режиму, кВт;

ТВ - тривалість вмикання електроприймача, стандартні значення ТВ -15, 25,40, 60%. Задається у відсотках.

Для значної групи зварювальних трансформаторів, визначається повною потужністю

(2.1.2)

де Sн - повна потужність трансформатора короткочасного режиму, кВА;

ТВ - тривалість вмикання електроприймача, стандартні значення ТВ -15, 25, 40, 60%. Задається в відсотках.

Для кожної групи і в цілому по ділянці визначаємо середньозмінну активну потужності

, (2.1.3)

де Рзм - середня розрахункова активна потужність за найбільш навантажену схему

- групова номінальна потужність, визначається як сума номінальних потужностей споживачів (за винятком резервних), кВт;

- коефіцієнт використання.

Знаходимо активне середньозмінне навантаження ділянки

(2.1.4)

де - групове активне середньо змінне навантаження ділянки за максимально навантажену зміну, кВт;

- активна середньо змінна потужність першої групи електроспоживачів за максимально завантажену зміну, кВт;

- активна середньо змінна потужність другої групи споживачів за максимально завантажену зміну, кВт;

- активна середньо змінна потужність третьої групи споживачів за максимально завантажену зміну, кВт;

- активна середньо змінна потужність для 5 -ї групи споживачів за максимально завантажену зміну, кВт.

- активна середньо змінна потужність для 6 -ї групи споживачів за максимально завантажену зміну, кВт.

Для кожної групи і в цілому по ділянці середньозмінна реактивна потужність Qзм. ,кВт, визначається за формулою

, (2.1.5)

Де- середня розрахункова реактивна потужність, квар;

- середня розрахункова активна потужність, кВт;

tgц - значення, яке відповідає середньозваженому значенню коефіцієнта потужності сosц , яке характерне для даного приладу.

Знаходимо реактивне середньозмінне навантаження ділянки

(2.1.6)

де - реактивне середньо змінне навантаження ділянки за максимально завантажену зміну, квар;

- реактивна середньо змінна потужність першої групи споживачів за максимально завантажену зміну, квар;

- реактивна середньо змінна потужність другої групи споживачів за максимально завантажену зміну, квар;

- реактивна середньо змінна потужність третьої групи споживачів за максимально завантажену зміну, квар;

- реактивна середньо змінна потужність і-ї групи споживачів за максимально завантажену зміну, квар.

Знаходимо середньозважене значення коефіцієнта використання Квсер і tgц по ділянці в цілому визначаються за формулами (2.1.7), (2.1.8)

, (2.1.7)

де - сумарна середньозмінна активна потужність ділянки, кВт;

- сумарна номінальна активна потужність ділянки, кВт.



, (2.1.8)

де tgцділ - середнє значення, яке відповідає коефіцієнту потужності ділянки;

УQзмділ - реактивне середньо змінне навантаження ділянки за максимально завантажену зміну, квар;

- групове активне середньо змінне навантаження ділянки за максимально навантажену зміну, кВт.

За таблицею Брадіса cosцділ = 0,77

Знаходимо ефективне число електроприймачів ne

Так як дійсне число електроприймачів та Кв.сер.діл = 0,239 > 0,2, то розраховуємо nе за формулою;

(2.1.9)

Таблиця 2.1.1 - Зведені дані розрахунків

№	Найменування	К-кість	У Рн, кВт	Кв	сos ц	tg ц	Рзм., кВт	Q зм., квар
1	Шнек	4	32	0,5	0,7	1,02	16	16,32
2	Зварювальний трансформатор ТВ=40%	6	32,4	0,3	0,4	2,29	9,72	22,25
3	Вентиляція сантехнічна	8	44	0,6	0,8	0,75	26,4	19,8
4	Конвеер	2	22	0,16	0,6	1,33	3,52	4,68
5	Крани ТВ=40	4	37,8	0,1	0,5	1,73	3,78	6,54
6	Верстати	16	242	0,16	0,6	1,33	38,72	51,49
Всього	40	410,2				98,14	121,08

Знаходимо коефіцієнт максимуму

Для nе = 37 і Кв.діл = 0,239 з урахування інтерполяції по [А.табл.1.2] знаходимо для активного навантаження КмP = 1,3.

Знаходимо Км для реактивного навантаження.

Так як nе > 10 і Кв.діл = 0,239, то КмQ = 1

Знаходимо потужність на освітлення , кВт за формулою

(2.1.10)

де д = 12 Вт/м2, питома густина навантаження, Вт/м2 [А.табл.1.3];

F = 500 м2, площа ділянки, м2;

Кз = 1,2, коефіцієнт запасу розрахункового освітлення, який залежить від складу пилу і стану середовища в приміщеннях, частоти чищення світильників, змінності робіт на підприємстві;

Кс.о = 0,95, коефіцієнт попиту освітлювального навантаження [А.табл.1.4].

Активна максимальна розрахункова потужність , кВт, ділянки з урахуванням освітлення та додаткової потужності

(2.1.11)

Реактивна максимальна розрахункова потужність ділянки , квар, з урахуванням додаткової потужності визначається за формулою (2.1.12)

, (2.1.12)



де KмQ - коефіцієнт максимума.

Активна середньо змінна потужність ділянки з урахуванням додаткової потужності

(2.1.13)

Реактивна середньозмінна потужність ділянки , квар,з урахуванням додаткової потужності

(2.1.14)

2.2 Розрахунок і вибір компенсуючого пристрою

Рекомендуємо потужність компенсуючої установки

, (2.2.1)

де Qmax - максимальна (розрахункова) потужність, яка використовується підприємством у години максимуму енергосистеми, квар ;

Qe - гранична реактивна потужність, яка подається підприємству енергосистемою у період максимуму активного навантаження, квар.

tgцм - фактичний tg кута, який відповідає потужностям Pmax і Qmax .

tgце - оптимальний tg кута, який відповідає встановленому підприємством.

Для нашої ділянки

(2.2.2)

Для системи "Херсонобленерго" tgцe= 0,2.

За таблицею [Б.табл.2.1] обираємо дві компенсуючи установки типу:

УК05-0,4-140-УЗ з номінальною потужністю 140 квар кожна і вартістю 13964 грн. кожна. З питомими втратами активної потужності на компенсацію

Визначаємо вартість втрат електроенергії в компенсуючий установці, грн

, (2.2.3)

де ?РК - питомі втрати активної потужності на компенсацію кВт;

Т - річне число годин роботи підприємства знаходимо за таблицею [Б. табл. 4.2], год;

Со - тариф на електроенергію (1,57 грн / кВт).

Знаходимо амортизаційні відрахування А, грн

, (2.2.4)

де Вб - балансова вартість основних фондів, грн.;

- норма амортизації, у відсотках На=15 %.

Визначаємо повні річні втрати , грн., на компенсуючу установку

, (2.2.5)

де 0,15 - нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень.

Визначаємо річну економію за рахунок зниження втрат енергії при зменшенні використання підприємством реактивної потужності , грн.

, (2.2.6)

де кВт / квар - зміна втрат, що залежить від схеми, віддаленості підприємства від електромережі та інших факторів;

Вре - ціна річної економії.

Коли компенсація доцільна.

2.3 Вибір кількості і потужності трансформаторів цехової підстанції

Для споживачів II і III категорії коефіцієнт завантаження трансформаторів Кз = 0,75.

Розраховуємо рекомендуєму повну середньо змінну потужність трансформаторів

, (2.3.1)

де Sзм - розрахункова потужність трансформатора ,кВАз урахуванням компенсації реактивної потужності;

Кз - коефіцієнт завантаження.

, (2.3.2)

Обираємо два варіанти підстанції:

1-й варіант

КТП-1Ч400 виробництва Хмельницького заводу трансформаторних

підстанцій, вартістю 296000 гривень.

Тип трансформатора ТМ-400 / 10 з технічними даними

?Р0 = 0,95 кВт

?Рк = 5,5 кВт

I0 % = 2,1 %

Uк % = 4,5 %

2-й варіант

КТП-2Ч250 виробництва Хмельницького заводу трансформаторних підстанцій, вартістю 180500 гривень.

Тип трансформатора ТМ-250 / 10 з технічними даними

?Р0 = 0,74 кВт

?Рк = 3,7 кВт

І0 % = 2,3 %

Uк % = 6,5 %

Проводимо техніко-економічний розрахунок двох варіантів і результати розрахунків заносимо у таблицю 2.3.1. Дані для розрахунку беремо з таблиці [В.табл.3.1]

Визначаємо приведені втрати холостого ходу

, (2.3.3)

де Кзв = 0,05 - коефіцієнт зміни втрат;

І0 - струм холостого ходу трансформатора;

Sнтр - номінальна потужність трансформатора.

(2.3.4)

Визначаємо приведені втрати короткого замикання

, (2.3.5)

де Uк - напруга короткого замикання трансформатора.

(2.3.6)

Визначаємо повні приведені втрати



, (2.3.7)

де - коефіціент завантаження трансформатора

(2.3.8)

, (2.3.9)

де (2.3.10)

Визначаємо вартість втрат електроенергії за рік

, (2.3.11)

де Т = 4500 годин - річне число годин роботи підприємства;

С0 = 1,57 грн. / кВт - тариф на електроенергію.

(2.3.12)

Визначаємо амортизаційні відрахування

, (2.3.13)

де К1 - капіталовтрати по варіантам

, (2.3.14)

де К2 - капіталовтрати по варіантам

Визначаємо повні річні витрати

(2.3.15)

(2.3.16)

Капіталовитрати у першому варіанті менші ніж у другому, тому обираємо перший варіант.

Таблиця 2.3.1 - Порівняльна таблиця варіантів вибору силових трансформаторів

В,грн.	124550	145770
Ва,грн.	44400	54150
Вв,грн.	35749	37473
ДР',кВт	5,06	5,304
ДРк',кВт	6,4	9,025
ДР0',кВт	1,37	2,055
Кз	0,76	0,6
Uк,%	4,5	6,5
І0,%	2,1	2,3
ДРк,кВт	5,5	3,7
ДР0,кВт	0,95	0,74
К,грн.	296000	361000
КТП	ТМ-1Ч400	ТМ-2Ч250
№вар.	1	2

2.4 Розрахунок і вибір живлячої кабельної лінії

Для підвищення надійності системи енергопостачання прокладаємо одну кабельну лінію. Кабель прокладається у ґрунті. Напругу кабельної лінії обираємо 10 кВ, як більш економічну.

Обираємо кабель АСБ з алюмінієвими жилами з просоченою масло каніфольним складом паперовою ізоляцією жил. Ізоляція трифазного кабелю захищена від зволоження свинцевою оболонкою, яка в свою чергу захищена бронею, що забезпечує механічну міцність і має антикорозійне і антигнилосне покриття.

Вибір перерізу кожної жили кабелю проводимо по економічній густині струму

, (2.4.1)

де Jeк = 1,4 А / мм2 для алюмінія, при Т = 4500.

, (2.4.2)



де n = 1 - кількість ліній живлення.

По [Г.табл.4.1] вибираємо переріз жил живлення S = 16 мм2 з допустимим струмом Ід = 75 А.

2.5 Розрахунок струмів короткого замикання

Розрахункова схема Схема заміщення

Рисунок 2.5.1 Схема заміщення у точці К1

Розрахунок струмів трифазного короткого замикання у точці К1 в іменованих одиницях.

Визначаємо опір енергосистеми (на шинах 10,5 кВ ГПП)

, (2.5.1)

де Iкз(3)гпп - струм трьохфазного короткого замикання на шинах ГПП.

Опір кабельної лінії

- активний

, (2.5.1.1)

де L - довжина кабельної лінії;

J = 32 А / мм2 для А1;

S - перетин жили кабелю у мм2.

- реактивний

, (2.5.1.2)

де Х0 - індуктивний опір на 1 км, для кожного кабелю свій, але для кабелів 6-10 кВ необхідно приймати Х0 = 0,08 Ом / км.

Визначаємо результуючий опір

, (2.5.1.3)

Сталий струм трифазного короткого замикання в точці К1

, (2.5.1.4)



Перевіряємо кабель на термічну стійкість, при цьому мінімальний перетин жил кабелю повинен бути

, (2.5.1.5)

де С = 145 по [З.табл.9.1] для алюмінієвих кабелів з паперовою просоченою ізоляцією;

tпр - приведений час КЗ, для вЅ = 1 і tрз = 0,65 c;

tпр = 0,75 с.

(2.5.1.6)

с

Кабель термічно стійкий,.

Для визначення ударного коефіцієнта знаходимо відношення ,, що при короткому замиканні в точці К1

(2.5.1.7)

Визначаємо ударний струм короткого замикання

(2.5.1.8)



Далі за [З.мал.1] визначаємо, що Ку = 1,0

Потужність короткого замикання дорівнює

(2.5.1.9)

Розрахунок струмів короткого замикання на стороні 0,4 кВ трансформатора у точці К2.

Рисунок 2.5.2-Схема заміщення у точці К2

При розрахунку струмів к.з. в установках до 1000В необхідно врахувати усі активні опори коротко замкнутого кола (лінії, трансформаторів, комутаційної апаратури). Опори необхідно розраховувати в мОм

Приводимо опір системи і кабельної лінії до напруги 0,4кВ за формулами

де Кm - коефіцієнт трансформації силового трансформатора;

Xc2,Xк2,Rк2 - опори, які приведені до напруги Uнн;

Xс,Xк, Rк - опори , які визначені для напруги Uвн ;

Опір силового трансформатора

(2.5.2.1)

де ?Pк.з. - втрати короткого замикання.

(2.5.2.2)

(2.5.2.3)



Визначаємо номінальний струм трансформатора на боці 0,4 кВ

, (2.5.2.4)

З урахуванням перевантаження 40% максимальний струм буде дорівнювати

(2.5.2.5)

За таблицею [Д.табл.5.3] по струму Ім обираємо шинопровід ШМА 73 з допустимим струмом Ід = 1600 А.

, (2.5.2.6)

де Roш = 0,031 ;

(2.5.2.7)

де Хош = 0,017 ;

Відстань між фазами обираємо 200 мм, Lш = 5 м.

Опір автоматичного вимикача

, (2.5.2.8)

де Rкат = 0,25мОм визначаємо по таблиці [Д.табл.5.1];

Rконт = 0,12 мОм визначаємо по таблиці [Д.табл.5.5];

де Ха = 0,1 мОм визначаємо по таблиці [Д.табл.5.1].

Опір первісних обмоток трансформаторів струму визначаємо по [Д.табл.5.2]

Опір контактних з'єднань шин

(2.5.2.9)

де= 0,003 мОм обираємо по [Д.табл.5.4];

= 4 кількість контактних з'єднань.

Результуючий опір

(2.5.2.10)

(2.5.2.11)

(2.5.2.12)

Сталий струм короткого замикання

(2.5.2.13)

Для визначення ударного коефіцієнта знаходимо відношення , що при короткому замиканні в точці К2

(2.5.2.14)

За [З.мал.1] визначаємо, що Ку = 1,2

Ударний струм від системи

(2.5.2.15)

де Ку - ударний коефіцієнт.

Ударний струм короткого замикання від електродвигунів

(2.5.2.16)



(2.5.2.17)

де - пусковий струм електродвигунів

- номінальний струм електродвигунів, кА

(2.5.2.18)

де - Sтах максимальна потужність дільниці, кВА

(2.5.27)

Потужність короткого замикання дорівнює

(2.5.2.19)

2.6 Вибір струмоведучих частин, ізоляторів та високовольтного обладнання

Вибір і перевірка шин

Переріз алюмінієвих шин обираємо за 2-ма умовами

а) за економічною густиною струму

(2.6.1)

де

(2.6.2)

б) за термічною стійкістю

(2.6.3)

де С = 90 для алюмінієвих шин [З.табл.9.1].

Обираємо алюмінієві шини розміром 15Ч3 мм з допустимим струмом Ід = 165 А [Е.табл.6.1].

Для встановлених плиском шин момент опору

(2.6.4)



Розрахункове зусилля при довжині прольоту L = 130 см і відстані між фазами а = 30 см буде

(2.6.5)

де L - відстань між опорними ізоляторами по довжині прольоту шин 130 мм

Допустиме напруження на вигин алюмінієвої шини

Визначаємо допустиме зусилля

(2.6.6)

Так як Fроз < Fдоп (10,5 Н < 74,6 Н), то шини динамічно стійкі.

Вибір і перевірка ізоляторів.

Розрахункове навантаження на ізолятор

(2.6.7)

Допустиме навантаження на ізолятор не повинно перебільшувати 60% від руйнівного зусилля.

Обираємо опорні ізолятори типу ОФ-10-375ов на напругу 10 кВ з мінімальним руйнівним зусиллям 3750Н за [З.табл.9.3].

Вибір і перевірка високовольтного вимикача на підстанції ГПП.

Для лінії вибираємо вимикач типу ВВЭ-10/20-630 за [З.табл.9.4].

Розрахункові і каталожні дані вимикача записуємо у порівняльну таблицю 2.6.1

Таблиця 2.6.1 - Вибір і перевірка високовольтного вимикача

Обираєма та перевіряєма величина	Розрахункові дані	Каталожні дані	Умови вибору та перевірки
	Познач.	Один. вимір	Велич.	Познач.	Один. вимір.	Велич.
Напруга	Uвн	кВ	10,5	Uна	кВ	10	Uвн ? Uна
Тривалий струм	Ір	А	16,7	Іна	А	630	Ір ? Іна
Струм короткого замикан. і відключ.	Ік1(3)гпп	кА	2,67	Іно	кА	20	Ік1(3)гпп ? Іно
Потужність КЗ і відключення	Sк(3)	МВА	48,5	Sно	МВА	363,7	Sк(3) ? Sно
Ударний струм	Іу(3)	кА	3,72	Ін(3)дин	кА	51	Іу(3) ? Ін дин(3)
Струм термічної стійкості	Ітс	кА	1,3	Ін тс tн	кА с	20 3	Ітс ? Ін тс

Розрахунковий струм термічної стійкості:

(2.6.10)

Потужність КЗ і відключення:

(2.6.9)

З даних у таблиці умови вибору і перевірки задовольняються.

Вибір і перевірка вимикача навантаження.

Вибираємо вимикач навантаження з заземлюючими ножами типу:

ВНА-Л-10/400-203 ЗВ

Вимикач навантаження укомплектований запобіжником ПК-10 / 150 з Івст. = 100 А.

Розрахункові і каталожні дані вимикача записуємо у порівняльну таблицю 2.6.2

Таблиця 2.6.2- Вибір і перевірка вимикача навантаження

Обираєма та перевіряєма величина	Розрахункові дані	Каталожні дані	Умови вибору та перевірки
	Познач.	Один. вимір	Велич.	Познач.	Один. вимір.	Велич.
Напруга	Uвн	кВ	10,5	Uкат.в	кВ	10,5	Uвн ? Uкат.в.
Тривалий струм	Ін.тр	А	21,9	Ікат.н.в.	А	400	Ін.тр < Ікат.н.в
Струм короткого замикан. і відключ.	Ік1(3)	кА	2,67	Ікат.відк.в	кА	20	Ік1(3) < Ікат.відк.в
Потужність КЗ і відключення	Sк1(3)	МВА	48,5	Sкат. відк.в.	МВА	363	Sк1(3) ? Sкат.відк.в
Ударний струм	Іуд(3)	кА	3,72	Ін(3)дин	кА	51	Іуд(3) ? Ін(3)дин
Струм термічної стійкості	Ітс	кА	2,31	Ікат.тс.в t	кА с	20 1	Ітс ? Ікат.тс.в

Тривалий струм Ін.тр, А, трансформатора



(2.6.10)

де Sтр номінальна потужність трансформатора, кВА.

Струм термічної стійкості Ін.тр, кА

(2.6.11)

Потужність відключення вимикача Sкат.відк.в , МВА

, (2.6.12)

З даних у таблиці умови вибору і перевірки задовольняються.

Вибір і перевірка роз'єднувача.

Вибираємо роз'єднувач типу РВФ-10 / 400;

Розрахункові і каталожні дані роз'єднувача записуємо у порівняльну таблицю 2.6.3.

Таблиця 2.6.3-Вибір і перевірка роз'єднувача

Обираєма та перевіряєма величина	Розрахункові дані	Каталожні дані	Умови вибору та перевірки
	Познач.	Один. вимір.	Велич.	Познач.	Один. вимір.	Велич.
Напруга	Uн	кВ	10,5	Uкат.р	кВ	10,5	Uн < Uкат.р
Тривалий струм	Ір	А	16,7	Ікат.р	А	400	Ір < Ікат.р
Ударний струм	Іук1(3)	кА	3,72	Ін.дин-р	кА	51	Іук1(3) < Ін.динр
Струм термічної стійкості	Ітс	кА	1,33	Ітс р tкат	кА с	20 3	Ітс < Ітс р

Розрахунковий струм термічної стійкості

(2.6.12)

З даних у таблиці умови вибору і перевірки задовольняються.

Вибір і перевірка трансформаторів струму.

Обираю трансформатор струму типу ТПЛ - 10 - М з номінальним первісним струмом 100А, з двома обмотками 0,5 / 10Р (для контрольно-вимірювальних приладів).

Трансформатори струму встановлені на ГПП у фазах А і С. Складаю порівняльну таблицю 2.6.4.

Таблиця 2.6.4-Вибір і перевірка трансформаторів струму

Обираєма та перевіряєма величина	Розрахункові дані	Каталожні дані	Умови вибору та перевірки
	Познач.	Один. вимір	Велич.	Познач.	Один. вимір.	Велич.
Напруга	Uн	кВ	10,5	Uна	кВ	10,5	Uн ? Uна
Тривалий струм	Ір	А	16,7	Іна	А	100	Ір ? Іна
Навантаження на вторинну обмотку	S2	ВА	9,52	S2н	ВА	10	S2 < S2н
Струм динамічної стійкості	Ік1(3)	кА	2,67	Ін(3)дин	кА	37,4	Ік1(3) < Ін(3)дин
Струм термічної стійкості	Ітс	кА2 · с	6,05	Ін тс	кА2 • с	108 3	Ітс ? Ін тс

Розрахунковий струм термічної дії

(2.6.13)

Каталожна термічна стійкість

, (2.6.14)

де tн.тс = 1с - каталожний час термічної стійкості трансформатора струму;

Ктс = 60 - коефіцієнт термічної стійкості трансформатору струму.

Каталожна електродинамічна стійкість

(2.6.15)

де - кратність електродинамічної стійкості по каталогу;

- номінальний первинний струм трансформатору, кА.

Визначаємо розрахункове навантаження на вторинну обмотку, якщо ввімкнені такі прилади:

- амперметр ЭП 112 0,1 ВА 2шт. 0,2 ВА

- лічильник СА4-И672 М 2,5 ВА

- лічильник СР4-И673 М 2,5 ВА

РАЗОМ - 5.2 ВА

Переріз мідних проводів повинен бути не менше Sпров = 2,5 мм2, тоді:

, (2.6.16)

де - навантаження приладів, ВА;

- номінальний струм вторинної обмотки, А ;

Lпр - довжина проводів, м;

г=57- питома провідність міді ();

- переріз мідних проводів, мм2;

- опір перехідних контактів, Ом.

Вибір і перевірка трансформаторів напруги.

Для контролю величини напруги на шинах 10 кВ ГПП, обліку електроенергії і для релейного захисту обираємо трифазний п'ятистержневий трансформатор напруги типу НТМИ-10-66УЗ з двома вторинними обмотками. Фази однієї вторинної обмотки з'єднані у зірку, фази другої вторинної обмотки з'єднані у розімкнений трикутник для контролю стану ізоляції. Клас точності 0,5. Допустиме навантаження у цьому класі точності 120 ВА.

Визначаємо розрахункове навантаження на вторинну обмотку, якщо ввімкнені такі прилади і реле:

- вольтметр ЭП 112 2 ВА 2 шт. 4 ВА

- лічильник СА4-И672 М 1.5 ВА

- лічильник СР4-И673 М 3 ВА

- реле напруги РЭВ-84 15 ВА 2 шт. 30 ВА

РАЗОМ - 38,5ВА

Навантаження не перевищує допустиме у класі точності 1.

2.7 Розрахунок і вибір внутрішнюцехових мереж і захисних апаратів

Застосовуємо розподільчі шинопроводи ШМА73 з допустимим струмом 1600 А довжиною 2 м. До кожного електроспоживача від шинопроводу підведений провід марки АПВ з алюмінієвими жилами і поліхлорвініловою ізоляцією. Для захисту від механічних ушкоджень і для пожежної безпеки проводи прокладаємо у сталевій трубі.

Вибір перерізу проводів здійснюється разом з вибором елементів захисту. Переріз проводів обираємо по допустимому струмовому навантаженню. Приклад вибору проводів і захисного апарату для конвеєра;

Номінальний струм електродвигуна лінії

(2.7.1)

Пусковий струм

, (2.7.2)

де л - кратність пускового струму ;

За [Ж.табл.7.1] обираємо провід АПВ-3 (1Ч10) з допустимим струмом Ідоп = 47 А.

Струм спрацювання теплового регулюємого розчіплювача автоматичного вимикача

(2.91)

За [Ж.табл.7.2] обираємо автоматичний вимикач типу ВА88-33 з номінальним струмом Ін = 160 А і номінальним струмом теплового розчіплювала Ін тр = 40 А.

Тому при пуску двигуна електромагнітна відсічка працювати не буде.

Перевіряємо відповідність перерізу проводу вимикаючому апарату

(2.7.3)

Перевіряємо відповідність вимикаючого апарату умовам швидкого відключення однофазного короткого замикання на кожному електроспоживачі (перевірка занулення)

(2.7.4)

Струм однофазного короткого замикання

, (2.7.5)

де Zт/3 = 0,018 Ом - розрахунковий опір масляного трансформатора за [З.табл.9.5];

Zп - повний опір петлі “фаза-нуль” від трансформатора до ушкодженого електроспоживача:

Uф - фазна напруга 220 В.



, (2.7.6)

де Zпр- питомий повний опір проводу від електроспоживача до місця приєднання на шинопроводі;

p =0,028 =28мОм- питомий опір жили алюмініевого проводу;

Zш = 0,031- питомий повний опір шинопроводу за [Д.табл.5.3].

lпр - довжина проводу;

lш - довжина шинопроводу.

Аналогічно проводимо розрахунок для інших приєднань і результати розрахунків записуємо у таблицю 2.7.1

Таблиця 2.7.1

Найменування електроустаткування	Ін.дв А	Іпуск А	Тип і переріз проводу	Довжина м	Ідоп А	Тип захисного апарату	Ін А	Ісп..тр А	Іе.в.	Кз	Zп Ом	Ік (1) А
Токарно-гвинторізний верстат	22,3	111,5	АПВ-3(1x4)	10	28	ВА88-33	160	25	250	1	0,07	2500
Токарно-гвинторізний верстат	22,3	111,5	АПВ-3(1x4)	15	28	ВА88-33	160	25	250	1	0,1	1864
Токарно-гвинторізний верстат	22,3	111,5	АПВ-3(1x4)	20	28	ВА88-33	160	25	250	1	0,14	1392
Токарно-гвинторізний верстат	22,3	111,5	АПВ-3(1x4)	25	28	ВА88-33	160	25	250	1	0,17	1170
Токарно-гвинторізний верстат	53,6	268	АПВ-3(1x25)	15	80	ВА88-33	160	63	630	1	0,01	7857
Токарно-гвинторізний верстат	53,6	268	АПВ-3(1x25)	18	80	ВА88-33	160	63	630	1	0,02	5789
Токарно-гвинторізний верстат	53,6	268	АПВ-3(1x25)	21	80	ВА88-33	160	63	630	1	0,023	5367
Токарно-гвинторізний верстат	53,6	268	АПВ-3(1x25)	23	80	ВА88-33	160	63	630	1	0,025	5116
Токарно-гвинторізний верстат	53,6	268	АПВ-3(1x25)	25	80	ВА88-33	160	63	630	1	0,028	4782
Токарно-гвинторізний верстат	53,6	268	АПВ-3(1x25)	27	80	ВА88-33	160	63	630	1	0,03	4583
Токарно-карусельний верстат	65,5	327	АПВ-3(1x25)	15	80	ВА88-33	160	80	630	1	0,01	7857
Токарно-карусельний верстат	65,5	327	АПВ-3(1x25)	21	80	ВА88-33	160	80	630	1	0,023	5367
Фрезерний верстат	44,6	223	АПВ-3(1x16)	10	60	ВА88-33	160	50	500	1	0,017	6285
Фрезерний верстат	44,6	223	АПВ-3(1x16)	15	60	ВА88-33	160	50	500	1	0,026	5000
Фрезерний верстат	44,6	223	АПВ-3(1x16)	20	60	ВА88-33	160	50	500	1	0,035	4150
Фрезерний верстат	44,6	223	АПВ-3(1x16)	25	60	ВА88-33	160	50	500	1	0,043	3606
Зварювальний трансформатор	40,2	201	АПВ-3(1x16)	10	60	ВА88-33	160	50	500	1	0,017	6285
Зварювальний трансформатор	40,2	201	АПВ-3(1x16)	10	60	ВА88-33	160	50	500	1	0,017	6285
Зварювальний трансформатор	40,2	201	АПВ-3(1x16)	15	60	ВА88-33	160	50	500	1	0,026	5000
Зварювальний трансформатор	40,2	201	АПВ-3(1x16)	15	60	ВА88-33	160	50	500	1	0,026	5000
Зварювальний трансформатор	40,2	201	АПВ-3(1x16)	20	60	ВА88-33	160	50	500	1	0,035	4150
Зварювальний трансформатор	40,2	201	АПВ-3(1x16)	20	60	ВА88-33	160	50	500	1	0,035	4150
Вентиляція сантехнічна	12,2	61	АПВ-3(1x3)	13	22	ВА51Г-25	25	16	224	1	0,12	1594
Вентиляція сантехнічна	12,2	61	АПВ-3(1x3)	13	22	ВА51Г-25	25	16	224	1	0,12	1594
Вентиляція сантехнічна	12,2	61	АПВ-3(1x3)	15	22	ВА51Г-25	25	16	224	1	0,14	1392
Вентиляція сантехнічна	12,2	61	АПВ-3(1x3)	15	22	ВА51Г-25	25	16	224	1	0,14	1392
Вентиляція сантехнічна	12,2	61	АПВ-3(1x3)	17	22	ВА51Г-25	25	16	224	1	0,15	1309
Вентиляція сантехнічна	12,2	61	АПВ-3(1x3)	17	22	ВА51Г-25	25	16	224	1	0,15	1309
Вентиляція сантехнічна	12,2	61	АПВ-3(1x3)	20	22	ВА51Г-25	25	16	224	1	0,18	1111
Вентиляція сантехнічна	12,2	61	АПВ-3(1x3)	20	22	ВА51Г-25	25	16	224	1	0,18	1111
Конвеер	28	140	АПВ-3(1x10)	10	47	ВА88-33	160	40	400	1	0,028	4782
Конвеер	28	140	АПВ-3(1x10)	15	47	ВА88-33	160	40	400	1	0,042	3666
Кран мостовий	89	445	АПВ-3(1x50)	10	130	ВА88-33	160	100	1000	1	0,005	9565
Кран мостовий	89	445	АПВ-3(1x50)	20	130	ВА88-33	160	100	1000	1	0,01	7857
Кран-балка	17,8	89	АПВ-3(1x3)	15	22	ВА88-33	160	20	200	1	0,14	1392
Кран-балка	17,8	89	АПВ-3(1x3)	15	22	ВА88-33	160	20	200	1	0,14	1392
Шнек	20,4	102	АПВ-3(1x5)	5	30	ВА88-33	160	25	250	1	0,028	4782
Шнек	20,4	102	АПВ-3(1x5)	10	30	ВА88-33	160	25	250	1	0,056	2972
Шнек	20,4	102	АПВ-3(1x5)	15	30	ВА88-33	160	25	250	1	0,084	2156
Шнек	20,4	102	АПВ-3(1x5)	20	30	ВА88-33	160	25	250	1	0,11	1718

2.8 Вибір релейного захисту, автоматики

Максимальний струмовий захист з витримкою часу на боці 10 кВ.

Забезпечується індуктивним реле типу РТ-80, підключеними до трансформаторів струму, обмотки яких з'єднані у неповну зірку. Ці реле забезпечують МСЗ з залежною від струму КЗ характеристикою часу спрацювання.

Максимальна струмова відсічка.

В даному випадку ми не застосовуємо додаткові реле відсічки, бо реле РТ-80 має вмонтовані електромагнітні елементи відсічки.

Захист від КЗ в обмотках трансформатора.

Цей захист виконує комплект кварцових запобіжників типу

ПК10/100 з номінальним струмом вставки 100 А у кожній фазі.

Захист від замикання на землю в мережі 10 кВ.

Даний захист виконаний на струмовому реле РТ-40, яке підключене до трансформатора струму нульової послідовності типу ТНП (він встановлений на початку кабельної лінії). Захист діє на сигнал.

Максимальний струмовий захист на боці 0,4 кВ.

Максимальний струмовий захист і максимальну струмову відсічку на боці 0,4 кВ виконав на вводі трансформатора на автоматичному вимикачі типу ВА75-45 з Ін =2500 А.

Захист від замикання на землю в мережі 0,4 кВ.

Цей захист виконують автоматичні вимикачі електроспоживачів. Розрахунок однофазного струму короткого замикання і надійності спрацювання автомата для кожного електроспоживача виконав у розділі 2.7 [див.табл.2.7].

3. Охорона праці

3.1 Розрахунок і вибір заземлюючого пристрою

Заземлюючий пристрій складається з заземлювача і заземлюючих провідників. Заземлювачі існують природні і штучні.

Розрахунок заземлюючих пристроїв

Визначаю розрахунковий струм замикання на землю і опір заземлювача, що вимагається

За додатковими даними Із = 15 А

(3.1.1)

де Rз - допустимий опір заземлюючого пристрою;

Uз = 125 В , якщо заземлюючий пристрій використовується одночасно і для устаткування до 1000В

Приймаю Rз = 4 Ом

Визначаємо опір штучних заземлювачів

(3.1.2)

Визначаю питомий опір ґрунту для супіску

(3.1.3)

де ш - коефіцієнт підвищення опору: 1,3;

с - виміряний опір ґрунту: 100 Ом • м за [З.табл.8.2].

Визначаю опір одного вертикального заземлювача (пруток d = 12 мм, l = 5 м)

(3.1.4)

Визначаємо кількість вертикальних заземлювачів:

(3.1.5)

зв - коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів.

Перевіряю загальний опір заземлення:

(3.1.6)

(3.1.7)



- тобто заземлення відповідає правилам ПУЕ.

Джерела інформації

1. Додатки до виконання курсового проекту з дисципліни «Електропостачання підприємств і цивільних споруд» / Уклад .: Семенова Т.М., Фисина Ю.С.- Нова Каховка : НКПК ОНПУ, 2012 р.

2. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных пред- приятий и установок: Учебн. пособие для техникумов. ? М.: Энергоатомиздат, 1989

4. Федоров А.А. Электроснабжение промышленных предприятий. ?М.: госэнергоиздат., 1961

5. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектрирования по электроснабжению промишленых предприятий: Учебн. пособие для вузов. ? М.: Энергоатомиздат, 1987,- 368с.

6. Справочник по энергоснабжению промышленых предприятий: Проектирование и расчет/ А.С.Овчаренко. К.: Техніка, 1985.- 279с.

7. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленых предприятий и установок. Учебник для учащихся техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.:Высш. школа, 1981. - 376с.

8. Радкевич В.Н. Расчет электрических нагрузок промышленых предприятий: учебно-методическое пособие для студентов специальности 1-43 01 03 «Электроснабжение (по отраслям)»/ В.Н.Радкевич, В.Б.Козловская, И.В.Колосова. - Минск: БНТУ, 2013. - 124с.

Размещено на Allbest.ru

...