Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Расчет электрических силовых и осветительных нагрузок объекта

1.1 Расчет осветительной нагрузки

2. Выбор типа и места расположения КТП

3. Составление схемы электроснабжения объекта, выбор типа вводно-распределительного устройства, силовых шкафов и щитов

4. Выбор сечений проводов и кабелей по нагреванию в расчетном рабочем режиме работы

5. Расчет силовой и осветительных сетей объекта по допустимой потере напряжения

6. Определение качества электроэнергии в момент пуска наиболее мощного энергопотребителя

7. Расчет заземляющих устройств, расчет токов короткого замыкания

8. Выбор аппаратуры защиты на подстанции и потребителей ЭЭ

9. Проектирование узла учета электроэнергии

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Энергетика России обеспечивает надежное электроснабжение потребителей различных потребителей электрической и тепловой энергии. Основным потребителем электрической энергии является различные отрасли промышленности, транспорт, сельское хозяйство, коммунальное хозяйство городов и поселков. При этом более 70% потребителей электроэнергии приходятся на промышленные объекты.

Для обеспечения подачи электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества от энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения промышленных предприятий, состоящие из сетей напряжением до 1кВ и выше и трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций. Электроустановки потребителей электроэнергии имеют свои специфические особенности; к ним предъявляются определенные требования по надежности питания, качеству электроэнергии, резервированию и защиты отдельных элементов. При проектировании, сооружении, и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий необходимо правильно в технико-экономическом аспекте осуществлять выбор напряжений, определять электрические нагрузки, выбрать тип, число и мощность трансформаторных подстанций, виды их защиты, системы компенсации реактивной мощности и способы регулирования напряжения. Это должно решаться с учетом совершенствования технологических процессов производства, роста мощностей отдельных электроприёмников и особенностей каждого предприятия, цеха, установки, повышения качества и эффективности их работы.

Важнейшие задачи, которые в настоящее время решают энергетики и энергостроители, состоят в непрерывном увеличении объемов производства, в сокращении сроков строительства новых энергетических объектов, уменьшении удельных капиталовложений, в сокращении удельных расходов топлива, повышении производительности труда, в улучшении структуры производства электроэнергии, и т.д.

В системе цехового распределения электроэнергии широко используют комплектные распределительные устройства, подстанции и силовые и осветительные токопроводы. Это создает гибкую и надежную систему распределения, в результате чего экономится большое количество проводов и кабелей. Упрощены схемы подстанций различных напряжений и назначений за счет отказа от выключателей на первичном напряжении. Широко применяют современные системы автоматики, а также простые и надежные устройства защиты отдельных элементов находящихся в системе электроснабжения промышленных предприятий.

Задание на проектирование

Автоматизированный цех (АЦ) предназначен для выпуска металлоизделий.

Он является одним из цехов металлургического завода и имеет два основных участка: штамповочный и высадочный.

На участках установлено штатное оборудование: кузнечно-прессовое, станочное и др. В цехе предусмотрены помещения: для трансформаторной подстанции, агрегатная, вентиляторная, инструментальная, для бытовых нужд и др. Цеховая ТП получает электроснабжение (ЭСН) от главной понижающей подстанции (ГПП) завода по кабельной линии длиной 1 км, напряжение - 10 кВ. Расстояние от энергосистемы до ГПП - 4 км, линия ЭСН - воздушная. В перспективе от этой же ТП предусмотрено ЭСН других участков с расчетными мощностями: Рр.доп=95 кВт, Qр.доп= 130 квар.

На штамповочном участке требуется частое перемещение оборудования. Количество рабочих смен - 2.

По надежности и бесперебойности ЭСН оборудование относится к 3 категории.

Грунт в районе АЦ - супесь с температурой +22 оС. Каркас здания цеха смонтирован из блоков - секций длиной 6 м каждый.

Размеры цеха АЧВЧН = 48Ч30Ч8 м.

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 3,6м.

Перечень оборудования цеха представлен в табл. 1. Расположение основного оборудования показано на плане рис. 1.

Таблица 1 - Перечень электроприёмников цеха и их характеристика

№ на плане	Наименование электроприёмника		n
1	2	3	4	5	6	7	8
	3ф, длительный режим работы
1…6	Пресс эксцентриковый типа КА-213	1,8	6	0,17	0,25	0,65	1,17
7…11	Пресс кривошипный типа К-240	4,5	5	0,17	0,25	0,65	1,17
12…15	Вертикально-сверлильные станки типа 2А 125	4,5	4	0,14	0,16	0,5	1,73
18	Автомат болтовысадочный	2,8	1	0,17	0,25	0,65	1,17
19	Автомат резьбонакатной	4,5	1	0,17	0,25	0,65	1,17
20	Станок протяжный	8,2	1	0,14	0,16	0,5	1,73
21,22	Автоматы гайковысадочные	3	2	0,17	0,25	0,65	1,17
23,24	Барабаны головочные	3	2	0,06	0,1	0,65	1,17
25	Барабан виброголовочный	4,5	1	0,06	0,1	0,65	1,17
26	Станок виброголовочный	7,5	1	0,14	0,16	0,5	1,73
27	Автомат обрубной	15	1	0,17	0,25	0,65	1,17
28	Машина шнекомоечная	4,2	1	0,7	0,8	0,8	0,75
29…38	Автоматы гайконарезные	1,5	10	0,17	0,25	0,65	1,17
42	Автомат трехпозиционный высадочный	7,5	1	0,17	0,25	0,65	1,17
45,46	Вентиляторы	5,5	2	0,6	0,7	0,8	0,75
	3ф, повторно-кратковременный режим работы
39	Кран-тележка (ПВ=60%)	1,1	1	0,1	0,2	0,5	1,73
	1ф, длительный режим работы
16,17	Преобразователи сварочные типа ПСО-300	15	2	0,2	0,6	0,6	1,33
40,41	Электроточило наждачное	2,4	2	0,14	0,16	0,5	1,73
43,44	Вибросито	0,6	2	0,06	0,1	0,65	1,17



рис. 1 - План расположения электрооборудования цеха

Перечень вопросов для пояснительной записки

ь расчет электрических силовых и осветительных сетей;

ь выбор типа и места расположения КТП;

ь составление схемы электроснабжения объекта, выбор типа вводно-распределительного устройства, силовых шкафов и щитов;

ь выбор сечения проводов и кабелей по нагреву в расчетном режиме работы;

ь расчет силовых и осветительных сетей по допустимой потере напряжения;

ь определение качества электроэнергии в момент пуска наиболее мощного потребителя;

ь расчет осветительных сетей, выбор типа, марки и количества светильников;

ь расчет заземляющего устройства, расчет токов кз;

ь выбор аппаратуры защиты на подстанции и потребителей ЭЭ;

ь проектирование узла учета электроэнергии;

Перечень графического материала

ь СЭС однолинейная;

ь План расположения силовых и осветительных сетей объекта;

ь План ячеек КТП

1. Расчет электрических силовых и осветительных нагрузок объекта

1.1 Расчет осветительной нагрузки

Определяем площадь помещения

где a - длинна цеха, м2,b - ширина цеха, м.= 48 Ч30 = 1440 м2,

Таблица 1.1 - Площади основного и вспомогательных помещений

Наименование помещения	Площадь одного этажа, м2	Количество этажей	Общая площадь, м2
Вентиляторная	32	2	64
Голтовочная	144	2	288
Инструментальная	32	2	64
Кабинет мастера	48	2	96
Склад штампов	80	2	180
Агрегатная	64	2	128
Трансформаторная	64	2	128
Станочное отделение	976	1	976

Определяем высоту подвеса светильников

где h - высота помещения, м.

Основные помещения

Вспомогательные помещения

Принимаем окраску стен и потолка

Основные помещения

сс = 70%; сп = 50%; с0 = 30%.

Вспомогательные помещения

сс = 70%; сп = 50%; с0 = 30%.

Принимаем минимальную освещенность Еmin из учета вида работ (таблица 1.3).

Таблица 1.3 - Минимальная освещенность помещений

Наименование помещения	Минимальная освещенность, лк
Вентиляторная	50
Голтовочная	150
Инструментальная	75
Кабинет мастера	150
Склад штампов	75
Агрегатная	100
Трансформаторная	100
Станочное отделение	200

Рассчитываем индекс помещения



Обозначим: i1 - Вентиляторная; i2 - Голтовочная; i3 - Инструментальная; i4 - Кабинет мастера; i5 - Склад штампов; i6 - Агрегатная; i7 - ТП; i8 - Станочное отделение.

Остальные расчеты производим аналогично и данные сводим в таблицу 4.

Таблица 1.4 - Индекс помещения

I1	I2	I3	I4	I5	I6	I7	I8
0,9	2	0,9	1,2	1,5	1,4	1,4	2,4

По показателю помещения и коэффициенту отражения находим коэффициент использования, данные сводим в таблицу 1.5.

Таблица 1.5 Коэффициент использования

зU1	зU2	зU3	зU4	зU5	зU6	зU7	зU8
0,46	0,62	0,46	0,46	0,55	0,55	0,55	0,88

Выбираем марку лампы по справочнику.

Принимаем марку светильника типа РСП25. Выпускается для ламп ДРЛ 250Вт и применяется для нормальных производственных помещений и является основным.

Таблица 1.6 Характеристика лампы

Источник света	Марка	Напряжение U, В	Мощность Р, Вт	Световой поток Ф, ЛМ
Лампы ДНаТ	ДНаТ 250	220	250	13000
Лампы ЛБ	ЛБ-65	103	65	4600



где S - площадь помещения, м2; КЗ - коэффициент запаса в пределах 1,2…1,5 (принимаем 1,5); Z - коэффициент минимальной освещенности в пределах 1,1…1,3 (принимаем 1,2);

Ф - световой поток лампы, лм (берем из таблицы 1.5).

Округляем до n=32шт.

Производим проверочный расчет, который выполнял бы условию:

208,4?200, т.к. условие выполняется, то принимаем расчетное количество ламп n = 32шт.

Рассчитаем количество ламп и светильников для вспомогательных помещений на каждый этаж.

Вентиляторная

Так как в выбранный светильник устанавливается по две лампы, то количество ламп принимаем n=2шт.

Производим проверочный расчет, который выполнял бы условию:

73?50, т.к. условие выполняется, то принимаем расчетное количество ламп n = 2шт.

Определяем мощность освещения

Определяем мощность освещения в цехе

где n - количество ламп, шт; Рл - мощность лампы, кВт.

Определяем мощность освещения в служебных и бытовых помещениях

Таблица 1.8 Мощность освещения служебных и бытовых помещений

Вентиля торная	Голто-вачная	Инструме-нтальная	Кабинет мастера	Склад штампов	Агрегатная	Трансформаторная	Итого
65 Вт	65 Вт	65 Вт	65 Вт	65 Вт	65 Вт	65 Вт
4	28	4	16	12	12	12	88
260Вт	1820Вт	260Вт	1040Вт	780Вт	780Вт	780Вт	5,7кВт

Итого на служебные и бытовые помещения приходится

Рсл = 5,7кВт.

Общая мощность освещения



где S - мощность освещения, кВЧА, cosц - для ламп ЛБ =0,95,cosц - для ламп ДРЛ=0,57.

где Sосв - общая мощность освещения, кВА,цех - мощность освещения цеха, кВА,сл - мощность освещения служебных помещения, кВА.

1.2 Расчет силовой нагрузки

Для определения расчетной силовой электрической нагрузки цеха воспользуемся методом коэффициента максимума.

где ??м - коэффициент максимума нагрузки;

?????? - средняя активная мощность, кВт;

m - число ЭП, входящих в рассматриваемую группу.

Значение коэффициента максимума зависит от средневзвешенного коэффициента использования данной группы приёмников и эффективного числа электроприёмников:



где nэ - эффективное число ЭП;

КИ - средневзвешенный коэффициент использования установленной мощности группы ЭП.

Под эффективным числом ЭП понимают число однородных по режиму работы потребителей одинаковой мощности, которое обуславливает ту же расчетную нагрузку, что и рассматриваемая группа различных по номинальной мощности и режиму работы потребителей:

где Рн.i - номинальная мощность i-го ЭП, кВт.

Средневзвешенный коэффициент использования определяется по выражению:

где Рср.i - средняя мощность i-го ЭП, кВт.

В курсовом проекте коэффициент использования приведен в исходных данных для каждого ЭП цеха.

Активная средняя мощность находится следующим образом:

где КИ - коэффициент использования активной мощности одного ЭП.

Определение расчетной нагрузки группы электроприемников мощности всех ЭП, работающих в повторно-кратковременном режиме, должны быть приведены к продолжительному режиму. Это приведение осуществляется по выражению:

где ПВ - паспортная продолжительность включения ЭП в относительных единицах.

Расчётную реактивную нагрузку согласно методу коэффициента максимума, принимают равной:

где К'М - коэффициент максимума по реактивной мощности, К'М =1,1 при nэ ? 10; Qср.i - средняя реактивная мощность i-го ЭП, кВАр:

Полная мощность группы ЭП определяется по следующей формуле:

Расчетный ток группы ЭП:

где = 380 В - номинальное напряжение сети.

Номинальный ток ЭП, включенного в трехфазную сеть, определяется по формуле:

Расчет нагрузки однофазных потребителей будем вести путем приведения ее к трехфазной нагрузки. Так как суммарная неравномерность распределения однофазных приёмников меньше 15% от суммарной установленной мощности ЭП, принимаем в качестве приведённой мощности утроенную мощность самого мощного однофазного приёмника

Для расчета электрических нагрузок автоматизированного цеха объединим все электроприемники по группам питания от распределительных шкафов и сведем полученные данные в Таблицу 1.9

Таблица 1.9

№ на плане	Наименование электроприёмника		n
ШР1
1…6	Пресс эксцентриковый типа КА-213	1,8	6	0,17	0,25	0,65	1,17
7…11	Пресс кривошипный типа К-240	4,5	5	0,17	0,25	0,65	1,17
ШР2
12…15	Вертикально-сверлильные станки типа 2А 125	4,5	4	0,14	0,16	0,5	1,73
20	Станок протяжный	8,2	1	0,14	0,16	0,5	1,73
26	Станок виброголовочный	7,5	1	0,14	0,16	0,5	1,73
ШР3
18	Автомат болтовысадочный	2,8	1	0,17	0,25	0,65	1,17
19	Автомат резьбонакатной	4,5	1	0,17	0,25	0,65	1,17
21,22	Автоматы гайковысадочные	3	2	0,17	0,25	0,65	1,17
27	Автомат обрубной	15	1	0,17	0,25	0,65	1,17
42	Автомат трехпозиционный высадочный	7,5	1	0,17	0,25	0,65	1,17
45,46	Вентиляторы	5,5	2	0,6	0,7	0,8	0,75
ШР4
29…38	Автоматы гайконарезные	1,5	10	0,17	0,25	0,65	1,17
ШР5
23,24	Барабаны головочные	3	2	0,06	0,1	0,65	1,17
25	Барабан виброголовочный	4,5	1	0,06	0,1	0,65	1,17
28	Машина шнекомоечная	4,2	1	0,7	0,8	0,8	0,75
39	Кран-тележка (ПВ=60%)	1,1	1	0,1	0,2	0,5	1,73
ШР6
16,17	Преобразователи сварочные типа ПСО-300	15	2	0,2	0,6	0,6	1,33
40,41	Электроточило наждачное	2,4	2	0,14	0,16	0,5	1,73
43,44	Вибросито	0,6	2	0,06	0,1	0,65	1,17

Произведем расчет мощности шкафа ШР-1

а) Рассчитаем среднею активную мощность для каждого электроприемника:

;

;

б) Рассчитаем среднюю реактивную мощность для каждого электроприемника:

;

;

в) Рассчитаем номинальные токи для каждого электроприёмника

;

;

г) Общее количество ЭП РШ-1: 11 штук

д) Сумма активных номинальных мощностей электроприёмников РШ-1;

е) Сумма средних активных мощностей электроприёмников РШ-1;

ж) Сумма средних реактивных мощностей электроприёмников РШ-1;

З) Расчёт группового электроприёмников РШ-1;

и) Расчёт коэффициента использования электроприёмников РШ-1;



к) Расчёт эффективного числа приемников РШ-1;

л) Расчёт коэффициента максимума электроприёмников РШ-1;

м) Определение расчётной активной мощности электроприёмников РШ-1;

н) Определение расчётной реактивной мощности электроприёмников РШ-1;

Согласно условию к формуле (1.15) принимаем

о) Определение полной расчётной мощности электроприёмников РШ-1;

р) Определение расчётного номинального тока электроприёмников РШ-1;

Расчеты по остальным распределительным щитам делаются аналогично расчетам ШР-1. Данные по нагрузка всех распределительных щитов сведем в сводную расчета электрических нагрузок по цеху

2. Выбор типа и места расположения КТП

Число трансформаторов в цеховой сети определяется требуемой надежностью к электроснабжению. Автоматизированный цех не относится к цехам, который включает в себя потребители 1 категории электроснабжения (перерыв питания которых допустим только на время включения АВР). Все потребители отнесем к потребителям 3 категории электроснабжения. Для электроснабжения потребителей 3 категории достаточно одного источника питания (трансформатора).

Требуемая мощность трансформатора рассчитывается по формуле:

где - число трансформаторов на трансформаторной подстанции;

- рекомендуемый коэффициент загрузки;

- полная мощность цеха.

Согласно указаниям, при преобладании нагрузок третьей категории, коэффициент загрузки рекомендуется выбирать в пределах .

Следовательно, примем рекомендуемый коэффициент загрузки трансформатора, на однотрансформаторной подстанции, равным . Суммарная расчетная мощность оборудования автоматизированного цеха (см. Таблицу 1.10) равно 121,17 кВА. С у четом ЭСН других участков с расчетными мощностями Рдоп=95 кВт, Qдоп=130 кВар полная мощность дополнительной расчетной нагрузки составит:

.

Таким образов полная расчетная мощность нагрузки КТП будет равно:



Подставляя необходимые величины в формулу (2.1), получим

Для питания проектируемой системы электроснабжения автоматизированного цеха выбираем масленый трансформатор типа ТМ 400 10/0,4кВ. Данные по выбранному трансформатору сведем в Таблицу 2.1

Таблица 2.1

Тип транс- форма- тора	Sном, ВА	Каталожные данные
		Uном, кВ, обмоток	Uк, %	ДРк, кВт	ДРхх, кВт	Iх, %
		В	Н
ТМ-400	400	6,10,20	0,23; 0,4	4	4,6	0,93	1,9

Трансформаторную подстанцию разместим непосредственно около стен автоматизированного цеха в целях экономия кабельной продукции. КТП будем комплектовать автоматическими выключателями типа «Электрон».

3. Составление схемы электроснабжения объекта, выбор типа вводно-распределительного устройства, силовых шкафов и щитов

На выбор схемы распределения электроэнергии и ее конструктивное исполнение оказывают влияние следующие факторы: 1. требования к бесперебойности питания;

2. размещение технологического оборудования по площади цеха;

3. условия среды в цехе;

4. размещение трансформаторных подстанций.

Схема электроснабжения должна быть экономична, надежна, безопасна и удобна в эксплуатации. Следует избегать многоступенчатых схем, не применять недогруженного оборудования, использовать наиболее простой способ прокладки сети. Распределительные устройства должны размещаться вблизи центров нагрузок. Питающие сети должны иметь, по возможности, минимальную длину. Каждый участок или отделение цеха должны питаться от своих распределительных устройств, исключая подключение потребителей других участков или отделений цеха. Существуют два принципа построения схем электроснабжения по магистральному и по радиальному типу. Магистральный тип широко распространен там где надо запитать группу небольших потребителей малой мощности. Магистральный принцип представляет собой одну питающую линию от которой в последствии отходят лини питания отдельных электроприемников. Для проектируемой системы электроснабжения автоматизированного цеха будем использовать радиальную схему электроснабжения. Так как она обеспечивает более высокую надежность электроснабжения нежели магистральная система. Все оборудование которое располагается в автоматизированном цеху не является взрывозащищенным так как среда в цехе нормальная. Вся схема питания группы потребителей будет осуществляться при помощи распределительных щитов ШР, которые будут объединять потребителей в группы по функциональному и технологическому принципу. В цеху имеются электроприемники работающее как в продолжительном, так и в повторно-кратковременном режиме. Основной род тока, на котором работают электроустановки цеха - переменный трехфазный с линейным напряжением 380В и частотой питающей сети 50Гц.

Однолинейная схема электроснабжения автоматизированного цеха представлена на рис.2. Как уже отмечалось выше, КТП комплектуется автоматическими выключателями типа «Электрон» на токи вводного автомата на секцию и отходящих фидеров 250А и 630А соответственно. По цеху электроснабжения до потребителей, а так же до распределительных шкафов будет

осуществляться кабелем марки ВВГ. В качестве распределительных шкафов будем использовать шкафы типа ПР8503 напольного исполнения, которые будут компоноваться трехполюсными автоматическими выключателя типа ВА. В качестве щита для питания освещения автоматизированного будем использовать щит освещения типа ЩО, укомплектованный однополюсными выключателями типа ВА.

4. Выбор сечений проводов и кабелей по нагреванию в расчетном рабочем режиме работы

При выборе сечений проводов должно выполняться следующее условие:

где - номинальный ток приемника, А;

- допустимый ток кабеля, А;

- температурный коэффициент, зависящий от температуры среды, в которой проложен проводник. Т.к. помещение нормальное, принимаем ;

- коэффициент, учитывающий способ прокладки кабеля;

Данный коэффициент учитывается в таблице в ПУЭ

-коэффициент перегрузочный, так как нет данных не учитываем.

Пример выбора сечений проводов:

Произведём расчёт сечений кабеля для ЭП № 1. Ток данного электроприёмника:

Для того чтобы выбрать необходимое сечения кабеля для ЭП №1 необходимо выполнение условия нагрева проводника по длительно допустимому току:

где - допустимый ток кабеля, А.

Для электроснабжения электроприемника №1 выбираем кабель ВВГ 4Ч1,5с длительно допустимым током в 16А.

4,21 А?16 А Условие выполняется

Аналогично выполняется расчёт сечений питающих линий остальных электроприемников. Данные по выбранной кабельной продукции сведем в Таблицу 4.1-4.6

Таблица 4.1 - Выбор сечений кабелей ШР-1

Номер ЭП	марка кабеля и обозначение	тип прокладки	Iр	Iдоп	сечение мм2
1	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,503826	21	1,5
2	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,503826	21	1,5
3	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,503826	21	1,5
4	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,503826	21	1,5
5	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,503826	21	1,5
6	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,503826	21	1,5
7	ВВГ 4Ч1,5	открыто	3,759566	21	1,5
8	ВВГ 4Ч1,5	открыто	3,759566	21	1,5
9	ВВГ 4Ч1,5	открыто	3,759566	21	1,5
10	ВВГ 4Ч1,5	открыто	3,759566	21	1,5
11	ВВГ 4Ч1,5	открыто	3,759566	21	1,5
	ВВГ	открыто	27,82	231	16,5

Таблица 4.2 - Выбор сечений кабелей ШР-2

Номер ЭП	марка кабеля и обозначение	тип прокладки	Iр	Iдоп	сечение мм2
12	ВВГ 4Ч1,5	открыто	4,81077	21	1,5
13	ВВГ 4Ч1,5	открыто	4,81077	21	1,5
14	ВВГ 4Ч1,5	открыто	4,81077	21	1,5
15	ВВГ 4Ч1,5	открыто	4,81077	21	1,5
20	ВВГ3Ч2,5+1Ч1,5	открыто	8,766291	21	1,5
26	ВВГ3Ч2,5+1Ч1,5	открыто	8,017949	21	1,5
	ВВГ	открыто	36,02	126	9

Таблица 4.3 - Выбор сечений кабелей ШР-3

Номер ЭП	марка кабеля и обозначение	тип прокладки	Iр	Iдоп	сечение мм2
18	ВВГ 4Ч1,5	открыто	2,227891	21	1,5
19	ВВГ 4Ч1,5	открыто	3,580539	21	1,5
21	ВВГ 4Ч1,5	открыто	2,387026	21	1,5
22	ВВГ 4Ч1,5	открыто	2,387026	21	1,5
27	ВВГ 3Ч6+1Ч4	открыто	11,93513	21	1,5
42	ВВГ 4Ч1,5	открыто	5,967565	21	1,5
45	ВВГ 4Ч1,5	открыто	12,54944	21	1,5
46	ВВГ 4Ч1,5	открыто	12,54944	21	1,5
	ВВГ	открыто	53,58	168	12

Таблица 4.4 - Выбор сечений кабелей ШР-4

Номер ЭП	марка кабеля и обозначение	тип прокладки	Iр	Iдоп	сечение мм2
29	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,217383	21	1,5
30	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,217383	21	1,5
31	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,217383	21	1,5
32	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,217383	21	1,5
33	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,217383	21	1,5
34	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,217383	21	1,5
35	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,217383	21	1,5
36	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,217383	21	1,5
37	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,217383	21	1,5
38	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,217383	21	1,5
	ВВГ	открыто	12,17	210	15

Таблица 4.5 - Выбор сечений кабелей ШР-5

Номер ЭП	марка кабеля и обозначение	тип прокладки	Iр	Iдоп	сечение мм2
23	ВВГ 4Ч1,5	открыто	0,989914	21	1,5
24	ВВГ 4Ч1,5	открыто	0,989914	21	1,5
25	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,48487	21	1,5
28	ВВГ 4Ч1,5	открыто	13,13698	21	1,5
39	ВВГ 4Ч1,5	открыто	1,101004	21	1,5
	ВВГ	открыто	17,70	105	7,5

Таблица 4.6 - Выбор сечений кабелей ШР-6

Номер ЭП	марка кабеля и обозначение	тип прокладки	Iр	Iдоп	сечение мм2
16	ВВГ 3Ч16+1Ч10	открыто	20,91573	21	1,5
17	ВВГ 3Ч16+1Ч10	открыто	20,91573	21	1,5
40	ВВГ 4Ч1,5	открыто	2,811074	21	1,5
41	ВВГ 4Ч1,5	открыто	2,811074	21	1,5
43	ВВГ 4Ч1,5	открыто	0,231682	21	1,5
44	ВВГ 4Ч1,5	открыто	0,231682	21	1,5
	ВВГ	открыто	47,91	126	9

Таблица 4.6 - Выбор сечений кабелей для питания распределительных шкафов типа ШР и ЩО

Номер ЭП	марка кабеля и обозначение	тип прокладки	Iр	Iдоп	сечение мм2
Линия ШР1,ШР2, ШР4, ШР5	ВВГ 3Ч70+1Ч50	открыто	93,72	118,8	70
Кабельная перемычка с ШР1 на ШР2	ВВГ 3Ч50+1Ч35	открыто	66,72	95,7	50
Кабельная перемычка с ШР2 на ШР4	ВВГ 3Ч16+1Ч10	открыто	30,7	49,5	16
Кабельная перемычка с ШР4 на ШР5	ВВГ 3Ч6+1Ч4	открыто	17,7	26,4	6
Линия ШР3,ШР6, ЩО	ВВГ 3Ч95+1Ч70	открыто	131,92	145,2	95
Кабельная перемычка с ШР3 на ШР6	ВВГ 3Ч50+1Ч35	открыто	78,34	95,7	50
Кабельная перемычка с ШР6 на ЩО	ВВГ 3Ч16+1Ч10	открыто	30,43	49,5	16

5. Расчет силовой и осветительных сетей объекта по допустимой потере напряжения

Для проверки правильности выбор кабеля рассчитаем потери напряжения на линиях от распределительных щитов ШР1-ШР6, ЩО до электропотребителей, а так же на линиях от трансформаторной подстанции до соответствующих распределительных щитов. Расчеты будем проводить по формуле. электрический заземляющий ток замыкание

Потери напряжения по всем силовым кабелям ниже допустимых 5% соответственно кабельная продукция выбрана правильно.

6. Определение качества электроэнергии в момент пуска наиболее мощного энергопотребителя

Для определения качества электроэнергии в момент пуска наиболее мощного энергопотребителя необходимо определить колебания напряжения в сети в момент пуска электродвигателя. Колебания напряжения в сети определяются по формуле.

Потеря напряжения в линии от источника питания до зажимов двигателя от пускового тока может быть определена по формуле (6.2)

Самым мощным потребителем автоматизированного цеха является автомат обрубной с активной номинальной мощностью 15кВт.Расчитаем номинальный ток потребления потребителя.

Ток пусковой составляет ; . Источником питания энергопотребителя являются шины щита распределительного с номинальным напряжением 380 В

Таким образом в момент пуска самого мощного электродвигателя напряжение на зажима электродвигателя будет равно: . В процентном отношении это изменение напряжения равно 2,01%. Что допустимо.

7. Расчет заземляющих устройств, расчет токов короткого замыкания

Защитным заземлением называют преднамеренное соединение металлических нетоковедущих частей электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением из-за изоляции заземляющего устройства.

Назначение защитного заземления - устранение опасности поражения людей и животных электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, то есть, при «замыкании на корпус

В качестве естественных заземлителей не допускается использовать трубопроводы горючих жидкостей.

Для расчёта искусственного заземления принимаем наименьшее сопротивление, которое составляет 4Ом, по таблице определяем удельное сопротивление;

с =104 Ом·м

Предварительно принимаем к установке 25 одиночных вертикальных электродов из круглой стали длинной 3м и диаметром 0,05м. Расположенных по контуру цеха с расстоянием 3 м между вертикальными заземлителями.

Электроды с помощью сварки соединяют со стальной полосой 40х4мм, расположенной на глубине 0,5м.

Определяем сопротивление растекания вертикального одиночного электрода:

rв = 0,003Ч100Ч1,5=0,045 Ом.

где: р - удельное сопротивление грунта, Ом/м

кс - коэффициент сезонности, учитывающий промерзание грунта в зависимости от климатических условий

Суммарное сопротивление растекания части заземления, состоящего из вертикальных электродов, связанных между собой, без учёта сопротивлений растекания соединительных полос:

где: n - число вертикальных электродов, шт;

зв - коэффициент использования вертикальных электродов

Сопротивление растекания соединительной полосы контура:

где: Кс - коэффициент сезонности для горизонтального заземления, S - ширина полосы, см, t - глубина заложения заземления, см

Определяем длину по формуле:

L = (n-1)·a=(25-1)Ч3=72м

где: а - расстояние между электродами, см

n - число электродов, шт

Сопротивление растекания полосы с учётом коэффициента использования составляет:

где: зr - коэффициент использования для горизонтальной полосы

Сопротивление заземляющего устройства определяется по формуле:

Rзу = Rзг·rзв/(Rзг+rзв)=(1,30Ч0,0018)/ (1,30+0,0018)=0,0018 Ом

Rзу <4 Ом

Сопротивление заземляющего устройства меньше допустимого и составляет 0,0018 Ом что меньше допустимого значения 4Ом.

Коротким замыканием называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или землей, при котором токи в ветвях электроустановки резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

Расчет токов короткого замыкания (ТКЗ) необходим для проверки по условиям электродинамической стойкости оборудования к параметрам аварийных режимов, возникающих в разрабатываемой сети (в данном случае к ТКЗ). При расчете ТКЗ будем использовать следующие допущения:

- трехфазная система является симметричной;

- насыщение магнитных систем отсутствует;

- подпиткой места КЗ со стороны электродвигателей пренебрегаем;

- апериодической составляющей ТКЗ пренебрегаем.

Самые большие значения ТКЗ возникают, как правило, при трехфазных КЗ. Поэтому целесообразно рассчитать токи трехфазного КЗ и проверить стойкость оборудования к данным токам. Для расчета ТКЗ составляется расчетная схема, которая представляет собой однолинейную схему электрической сети, включающей в себя только то оборудование сети, которое должно быть проверено на стойкость к ТКЗ. К данному оборудованию относят все оборудование, имеющее ошиновку (распределительные шкафы, шинопроводы, аппараты защиты и кабельные линии, питающие данное оборудование от трансформатора).



где Uср - среднее номинальное напряжение при возникновении КЗ, В (Uср = 400 В); ZУ - суммарное полное сопротивление до точки короткого замыкания, Ом.

Суммарное полное сопротивление до точки короткого замыкания рассчитывается:

Постоянная времени определятся, как

где - суммарное активное сопротивление до точки короткого замыкания, Ом. -суммарное реактивное сопротивление до точки короткого замыкания, Ом.

Ударный коэффициент тока КЗ определяется, как

Ударный ток КЗ определяется, как



На рисунке 4 приведена схема замещения сети при 3-х фазном КЗ.

Приведем пример определения тока короткого замыкания в точке Крунн.



где ДPКЗ - потери короткого замыкания трансформатора, кВт;

UН - номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора, В;

- номинальная паспортная мощность трансформатора, кВА.

где UК% - напряжение короткого замыкания трансформатора, %

Активные и индуктивные сопротивления автоматических выключателей зависят от номинального тока автомата. Для вводного автомата на секцию на номинальный ток 630А: , .Переходные активные сопротивления контактов за неимением точных сведений о переходных сопротивлениях каждого из контактов примем численное значение переходного сопротивления на первой ступени равным 10 мОм, на второй - 20 мОм, на третьей - 30 мОм. Сопротивление перехода до точки Крунн

Посчитаем полное сопротивление участка от источника питания до точки КЗ. Просуммируем активные сопротивления линии:

.

Просуммируем реактивные сопротивления линии:

.

Определим полное сопротивление линии:

Определим ток трехфазного короткого замыкания в точке К1:

Определим ударный ток в точке Крунн.

Определим постоянную времени

Рассчитаем ударный коэффициент тока КЗ в точке Крунн

Подставим полученные значения в формулу (7.5) и получим:

Значение трехфазного тока короткого замыкания в остальных точках изображенных на рис. 3 сведем в Таблицу 7.1. Значения сопротивления кабельных перемычек от распределительных шкафов учитывать не будем.

Таблица 7.1

Точка	Zавт, мОм	Zкл, мОм	Z тр, мОм	, мОм	, А	, А	Iпкс.min кА /iдин.ст.ш, кА
Крунн	0,42	0	16,64	29,76	7,76	11,05	22
КШР1	1,2	27,32	16,64	38,03	5,77	8,22	20
КШР2	1,2	27,32	16,64	38,03	5,77	8,22	20
КШР3	1,2	27,28	16,64	38,24	5,74	8,17	20
КШР4	1,2	27,32	16,64	38,03	5,77	8,22	20
КШР5	1,2	27,32	16,64	38,03	5,77	8,22	20
КШР6	1,2	27,28	16,64	38,24	5,74	8,17	20
ЩО	1,2	27,28	16,64	38,24	5,74	8,17	20

Значение токов трехфазного короткого замыкания и ударных токов по энергопотребителям в количестве 46 штук, сведем в Таблицу 7.2. Точки замыкания потребителей соответствуют порядковому номеру самого потребителя.

8. Выбор аппаратуры защиты на подстанции и потребителей ЭЭ

Выбор коммутационной аппаратуры защиты будет осуществлять по номинальному току потребления электрооборудования. Для защиты каждого электроприемника, а так же группы электроприемников будем подбирать автоматы с тепловым и электромагнитным расцепителем для защиты от токов короткого замыкания и перегрузок. Для выбора аппаратов защиты будем использовать формулы (8.1)-(8.4)

Выбор автомата производится исходя из условий:

где - номинальный ток расцепителя автомата;

- коэффициент окружающей среды. Принимаем .

Должно выполняться условие:

где - номинальный ток автомата.

Ток отсечки задаётся кратностью:

где -кратность отсечки.

Должн...