Расчет защиты электродвигателей силового пункта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Рудненский индустриальный институт

Кафедра электроэнергетики и теплоэнергетики

Контрольная работа

по дисциплине: "Электрические аппараты в электроэнергетике"

Рудный - 2016

Введение

Работа предназначена для закрепления нами пройденных теоретических разделов дисциплины.

Данная расчетно-графическая работа состоит из трех заданий.

В расчетно-графической работе выполняются расчеты по выбору предохранителей и автоматических воздушных выключателей в распределительных сетях промышленного предприятия напряжением до 1000 В, а также высоковольтных выключателей и проводов к ним.



Задание №1

Выбрать предохранители для защиты электродвигателей силового пункта СП (рисунок 1), сечения проводов, питающих электродвигатели.

Для линии, питающей СП, выбрать предохранитель, силовой бронированный трехжильный кабель с алюминиевыми жилами и бумажной изоляцией при температуре окружающей среды (воздуха) + 25°С.

Особые условия:

- помещение невзрывоопасное и непожароопасное;

- предохранители защищают двигатели и линии только от токов короткого замыкания;

- режим работы двигателей исключает возможность длительной перегрузки, условия пуска легкие.

- на провод возможна механическая нагрузка.

Технические характеристики двигателей приведены в таблице 1.

Рисунок 1



Таблица 1 - Технические данные асинхронных двигателей

Номер асинхронного двигателя	Рном, кВт	Сos	К.П. Д.	Кратность пускового тока	Режим пуска
АД 1	30	0,55	0,97	6,5	тяжелый
АД 2	33	0,7	0,96	6	легкий
АД 3	5	0,7	0,95	6	средний
АД 4	8	0,65	0,92	7	средний
АД 5	3,5	0,5	0,94	6,5	средний

1.1 Выбор предохранителей

Найдем расчетные токи для асинхронных двигателей:

(1)

.

Пусковые токи.

.

Расчетные токи плавких вставок

, (2)

где б - коэффициент пуска, который зависит от режима пуска электродвигателя;

б =1,6 - тяжелый пуск;

б =2 - средний пуск;

б =2,5 - легкий пуск.

Если предохранитель состоит в линии, питающей несколько двигателей, расчетный ток плавкой вставки находится по формуле:

(3)

Находим расчетные токи плавких вставок:

.

.

Для предохранителя защищающего двигатели АД 3, АД 4, АД 5, расчетный ток плавкой вставки находится по формуле (3):

.

Условия выбора предохранителей:

а) I_расч I_н.пред

б) I_{расч.пл.вст} I_{ном.пл.вст.}

Если предохранитель состоит в линии, питающей несколько двигателей, вместо расчетного тока одного двигателя, используется сумма расчетных токов всех двигателей в этой линии.

Таблица 2 - Данные предохранителей

№	Расчетный ток, А	Расчетный ток плавкой вставки, А	Тип предохранителя	Номинальный ток А	Номинальный ток плавкой вставки, А
АД 1	85,4	346,9	ПН 2-400	400	400
АД 2	74,6	179,04	ПН 2-250	250	200
АД 3, АД 4, АД 5	43,02	72,31	ПН 2-100	100	80

Проверим выполняемость условий:

Для АД 1:

а) I_расч I_н.пред а) 85,4 А 400 А

б) I_{расч.пл.вст} I_{ном.пл.вст.} б) 346,9 А 400 А

Для АД 2:

а) I_расч I_н.пред а) 74,6 А 250 А

б) I_{расч.пл.вст} I_{ном.пл.вст.} б) 179,04 А 200 А

Для АД 3, АД 4, АД 5:

а) УI_расч I_н.пред а) 43,02 А 100 А

б) I_{расч.пл.вст} I_{ном.пл.вст} б) 72,31 А 80 А.

1.2 Выбор проводов

Выбор проводов производится по следующим условиям:

а) I_{доп.пров} ? I_расч

б) I_{доп.пров} ? К_з•I_з

где К ₃=0,33 - коэффициент защиты для предохранителей;

I_з= I_{ном.пл.вст}

Для группы двигателей используется сумма их расчетных токов.

Таблица 3 - Данные проводов

№	Iрасч, А	Марка проводов	Iдоп.пров,А	Кз*Iз, А
АД 1	85,4	АПВ-3(1х 70)	145	132
АД 2	74,6	АПВ-3(1х 35)	85	66
АД 3 АД 4 АД 5	72,31	АПВ-3(1х 35)	85	26,4
АД 4	20,32	АПВ-3(1х 4)	28	26,4
АД 5	11,3	АПВ-3(1х 4)	28	26,4

Проверим выполняемость условий:

Для АД 1:

а) I_{доп.пров} ? I_расч

а) 145 А ? 85,4 А

б) I_{доп.пров} ? К_з•I_з

б) 145 А ? 132 А

Для АД 2:

а) I_{доп.пров} ? I_расч

а) 85 А ? 74,6 А

б) I_{доп.пров} ? К_з•I_з.

б) 85 А ? 66 А

Для АД 3, АД 4, АД 5:

а) I_{доп.пров} ? I_расч

а) 85 А ? 72,31 А

б) I_{доп.пров} ? К_з•I_з.

б) 85 А ?26,4 А

Для АД 4:

а) I_{доп.пров} ? I_расч

а) 28 А ? 20,32 А

б) I_{доп.пров} ? К_з•I_з.

б) 28 А ? 26,4А

Для АД 5:

а) I_{доп.пров} ? I_расч

а) 28 А ? 11,3 А

б) I_{доп.пров} ? К_з•I_з.

б) 28 А ? 26,4А

1.3 Выбрать предохранитель для линии, питающей СП

Условия выбора предохранителей:

а) УI_расч I_н.пред

б) УI_{расч.пл.вст} I_{ном.пл.вст.}

УI_расч=I_{расч 1}+I_{расч 2}+I_{расч 3}+I_{расч 4}+I_{расч 5};

УI_{расч.пл.вст}= I_{расч.пл.вст 1}+ I_{расч.пл.вст 2}+ I_{расч.пл.вст 3,4,5;}

УI_расч =85,4+74,6+11,4+20,32+11,3=203,02 А.

УI_{расч.пл.вст} = 346,9+179,04+72,31=598,25 А.

а) 203,02 А 250 А;

б) 598,25 А 630 А.



Таблица 4 - Данные предохранителя линии, питающей СП

Расчетный ток, А	Расчетный ток плавкой вставки, А	Тип предохранителя	Номинальный ток А	Номинальный ток плавкой вставки, А
203,02	598,25	ПП 17-1000	1000	800

1.4 Выбрать кабель для линии, питающей СП

Выбор кабеля производится по следующим условиям:

а) I_{доп.пров} ? УI_расч

б) I_{доп.пров} ? К_з•УI_з

где К ₃=0,33 - коэффициент защиты для предохранителей.

УI_з= УI_{ном.пл.вст} =400+200+80=680 А.

а) 200А ? 203,02 А.

б) 200 А ? 0,33х 598,25=197,4 А.

Таблица 5 - Данные кабеля для линии, питающей СП

Iрасч, А	Марка проводов	Iдоп.пров,А	Кз*Iз, А
203,02	АПВ-3(2*70)	250	197,4



Задание №2

От главного распределительного щита ГРЩ получает питание силовой пункт СП с автоматическими выключателями, к каждому из которых подключены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором

Технические данные электродвигателей приведены в таблице 1.

Требуется:

выбрать автоматические выключатели;

выбрать сечения проводов и питающего кабеля по условиям нагрева и соответствия токам расцепителей.

Рисунок 2

2.1 Выбор автоматических выключателей

Выбор автоматических выключателей производится по следующим условиям:

а) I_{ном.авт} ? I_расч

б) I_{ном.расц} ? I_расч

в) I_{сраб.расц} ?1,25·I_пуск

Если автоматически выключатель состоит в линии, питающей несколько двигателей, вместо расчетного и пускового токов одного двигателя, используется, соответственно, сумма расчетных и пусковых токов всех двигателей в этой линии.

Таблица 6 - Данные автоматических выключателей

№	Расчет-ный ток, А	1,25·Iпуск, А	Тип автоматичес-кого выключателя	Номинальный ток А	Номинальный ток расцепителя, А	Ток срабатывания расцепителя Iсраб. расц, А
АД 1	85,4	693,875	ВА-5135 340010	100	100	1000 (при кратности=10)
АД 2	74,6	559,5	ВА-5135 340010	100	80	700 (при кратности=7)
АД 3	11,4	85,5	ВА-5135 340010	25	12,5	125 (при кратности=10)
АД 4, АД 5	31,62	269,6	ВА-5135 340010	100	40	300 (к=3)
СП	203,02	1603,4	ВА-5135 340010	250	250	3000 (к=12)

Проверим выполняемость условий:

Для АД 1:

а) I_{ном.авт} ? I_расч

а) 100 А ? 85,4 А

б) I_{ном.расц} ? I_расч

б) 100 А ? 85,4 А

в) I_{сраб.расц} ?1,25·I_пуск

в) 1000 А ? 693,875 А

Для АД 2:

а) I_{ном.авт} ? I_расч

а) 100 А ? 74,6 А

б) I_{ном.расц} ? I_расч

б) 80 А ? 74,6 А

в) I_{сраб.расц} ?1,25·I_пуск

в) 700 А ? 559,5 А

Для АД 3:

а) I_{ном.авт} ? I_расч

а) 25 А ? 11,4 А

б) I_{ном.расц} ? I_расч

б) 12,5 А ? 11,4 А

в) I_{сраб.расц} ?1,25·I_пуск

в) 125 А ? 85,5 А

Для АД 4, АД 5:

а) I_{ном.авт} ? УI_расч

а) 100 А ? 31,62 А

б) I_{ном.расц} ? УI_расч

б) 40 А ? 31,62 А

в) I_{сраб.расц} ?1,25·УI_пуск

в) 300 А ? 269,6 А

Для СП:

а) I_{ном.авт} ? УI_расч

а) 250 А ? 203,02 А

б) I_{ном.расц} ? УI_расч

б) 250 А ? 203,02 А

в) I_{сраб.расц} ?1,25·УI_пуск

в) 3000 А ? 1603,4 А

Примечание: ВА-5135 340010:

5135 - серия автомата;

3 - трехполюсный автомат с расцепителеми;

4 - автомат с тепловым и электромагнитным расцепителем;

00 - без дополнительных сборочных единиц;

1 - стационарное исполнение, локальное управление автомата производится с помощью рукоятки на корпусе;

0 - без дополнительных единиц.

2.2 Выбор проводов

Выбор проводов производится по следующим условиям:

а) I_{доп.пров} ? I_расч

б) I_{доп.пров} ? К_з•I_з,

где К ₃=1 - коэффициент защиты для автоматических выключателей

I_з= I_{ном.расц}

Примечание: коэффициент защиты для автомата ВА-5135 340010 К ₃=0,22, т. к. расцепитель независимый.

Для группы двигателей используется сумма их расчетных токов.

Таблица 7 - Данные проводов

№	Iрасч, А	Марка проводов	Iдоп.пров,А	Кз*Iз, А
АД 1	85,4	АПВ-(3х 50)	105	22
АД 2	74,6	АПВ-(3х 25)	80	17,6
АД 3	11,4	АПВ-(3х 2)	18	2,75
АД 4, АД 5	31,62	АПВ-(3х 8)	40	8,8
АД 5	11,3	АПВ-(3х 2)	18	8,8

Проверим выполняемость условий:

Для АД 1:

а) I_{доп.пров} ? I_расч

а) 105 А ? 85,4 А

б) I_{доп.пров} ? К_з•I_з.

б) 105 А ? 22 А

Для АД 2:

а) I_{доп.пров} ? I_расч

а) 80 А ? 74,6 А

б) I_{доп.пров} ? К_з•I_з.

б) 80 А ? 17,6 А

Для АД 3:

а) I_{доп.пров} ? I_расч

а) 18 А ? 11,4 А

б) I_{доп.пров} ? К_з•I_з.

б) 18 А ? 2,75 А

Для АД 4, АД 5:

а) I_{доп.пров} ? I_расч

а) 40 А ? 31,62 А

б) I_{доп.пров} ? К_з•I_з.

б) 40 А ? 8,8 А

Для АД 5:

а) I_{доп.пров} ? I_расч

а) 18 А ? 11,3 А

б) I_{доп.пров} ? К_з•I_з.

б) 105 А ? 8,8 А.

2.3 Выбор кабеля

Выбор кабеля производится по следующим условиям:

а) I_{доп.каб}? УI_расч

б) I_{доп.каб}? К_з•УI_з

Примечание: коэффициент защиты для автомата ВА-5135 340010 К ₃=0,22, т. к. расцепитель независимый.

УI_расч= 85,4+74,6+11,4+20,32+11,3=203,02 A.

УI_з=УI_{ном.расц}=200 А.

а) 220 А ? 203,02 А.

б) 220 А ? 0.22200=44 А.

Таблица 8 - Данные кабеля для линии, питающей СП

Iрасч, А	Марка кабеля	Iдоп.пров,А	Кз*Iз, А
203,02	ААБГ (3х 120)	220	44



Задание №3

Для заданной схемы ГПП, показанной на рисунке 3 выбрать высоковольтные выключатели (В ₁ - В ₆).

Рисунок 3

Мощности нагрузок S₂ - S₆ приведены в таблице 9.

Мощность S₁, определяется как суммарная мощность отходящих линий S₂-S₆.

Таблица 9 - Мощности нагрузок и значения токов короткого замыкания

S2, кВА	S3, кВА	S4, кВА	S5, кВА	S6, кВА	Iк.з., кА	iу, кА
2100	1100	4300	3100	550	27	30

S₁= S₂ + S₃ + S₄ + S₅ +S₆= 11150 кВА.

Расчетные токи определяются по формуле:

.

Выбор высоковольтных выключателей производится по следующим условиям: предохранитель выключатель асинхронный распределительная

а) по напряжению установки U_н ?U_расч;

б) по длительному току I_н ? I_расч;

в) по отключающей способности на возможность отключения симметричного тока I_отк ? I _к.з.;

г) по электродинамической стойкости при токах короткого замыкания:

I_дин ? i _у;

д) по термической стойкости:

I _отк ²х t ? I _к.з.²х t;

Для В 1:

а) U_н ?U_расч а) 10 кВ ? 10 кВ.

б) I_н ? I_расч б) 1000 А ? 643,7 А.

Для В 2:

а) U_н ?U_расч а) 10 кВ ? 10 кВ

б) I_н ? I_расч б) 630 А ? 121,4 А

в) I_отк ? I _к.з. в) 31,5 кА ? 25 кА

г) I_дин ? i _у г) 80 кА ? 30 кА.

д) I _отк ²х t ? I _к.з.²х t

д) (31,5·10³)²х 4 ? (25·10³)²х 4

3969 кА ? 2500 кА.

Для В 3:

а) U_н ?U_расч а) 10 кВ ? 10 кВ

б) I_н ? I_расч б) 630 А ? 63,6 А

в) I_отк ? I _к.з. в) 31,5 кА ? 25 кА

г) I_дин ? i _у г) 80 кА ? 30 кА

д) I _отк ²х t ? I _к.з.²х t

д) (31,5·10³)²х 4 ? (25·10³)²х 4

3969 кА ? 2500 кА

Для В 4:

а) U_н ?U_расч а) 10 кВ ? 10 кВ

б) I_н ? I_расч б) 630 А ? 248,5 А

в) I_отк ? I _к.з. в) 31,5 кА ? 25 кА

г) I_дин ? i _у г) 80 кА ? 30 кА

д) I _отк ²х t ? I _к.з.²х t

д) (31,5·10³)²х 4 ? (25·10³)²х 4

3969 кА ? 2500 кА

Для В 5:

а) U_н ?U_расч а) 10 кВ ? 10 кВ

б) I_н ? I_расч б) 630 А ? 179,2 А

в) I_отк ? I _к.з. в) 31,5 кА ? 25 кА

г) I_дин ? i _у г) 80 кА ? 30 кА

д) I _отк ²х t ? I _к.з.²х t

д) (31,5·10³)²х 4 ? (25·10³)²х 4

3969 кА ? 2500 кА

Для В 6:

а) U_н ?U_расч а) 10 кВ ? 10 кВ

б) I_н ? I_расч б) 630 А ? 31,7 А

в) I_отк ? I _к.з. в) 31,5 кА ? 25 кА

г) I_дин ? i _у г) 80 кА ? 30 кА

д) I _отк ²х t ? I _к.з.²х t

д) (31,5·10³)²х 4 ? (25·10³)²х 4

3969 кА ? 2500 кА.

Таблица 10 - Данные высоковольтных выключателей

№ выключателя	Тип	Номинальное напряжение, кВ	Номинальный ток, А	Номинальный ток отключения, кА	Наибольший пик, кА	Ток термической стойкости кА/ время его действия, с	Тип привода	Завод изготовитель
В 1	ВМПЭ-10-1000-20У 3	10	1000	-	-	-	ППВ-10	БЭАЗ
В 2	ВМПЭ-10-630-31,5У 3	10	630	31,5	80	31,5/4	ППВ-10	РЗВА
В 3	ВМПЭ-10-630-31,5У 3	10	630	31,5	80	31,5/4	ППВ-10	РЗВА
В 4	ВМПЭ-10-630-31,5У 3	10	630	31,5	80	31,5/4	ППВ-10	РЗВА
В 5	ВМПЭ-10-630-31,5У 3	10	630	31,5	80	31,5/4	ППВ-10	РЗВА
В 6	ВМПЭ-10-630-31,5У 3	10	630	31,5	80	31,5/4	ППВ-10	РЗВА



Вывод

Выполняя данную расчетно-графическую работу, мы изучили назначения, принцип действия, области применения электрических аппаратов, состоящих из коммутационных аппаратов распределения энергии и аппаратов управления приемниками электрической энергии. Ознакомились с условиями выбора предохранителей, проводов, кабелей, автоматических выключателей и высоковольтных выключателей.



Список литературы

1. Л.А. Родштейн, Электрические аппараты низкого напряжения. - 1989, Энергия. - 368 с.

2. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. -М.: Энергоатомиздат,1989. - 608 с.

3. Электрические аппараты. методические указания к выполнению расчетно-графической работы для студентов всех форм обучения специальности 050718-электроэнергетика. Алматы,2008. -18 с.

4. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1999.

5. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию. - М. 2000.

6. Постников Н.П. Монтаж электрооборудования промышленных предприятий. Курсовое и дипломное проектирование. - Л. 1991.

7. Пособие для изучения правил техники безопасности электростанций и сетей (Электрооборудование). - М. 2000.

8. Кисаримов Р.А. Справочник электрика. - М. 1999.

Размещено на Allbest.ru

...