Электроснабжение кузнечно-пессового цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников электрической энергии.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий.

Развитие и усложнение структуры систем электроснабжения, возрастающие требования к экономичности и надёжности их работы в сочетании с изменяющейся структурой и характером потребителей электроэнергии, широкое внедрение устройств управления распределением и потреблением электроэнергии на базе современной вычислительной техники ставят проблему подготовки высококвалифицированных инженеров.

Важной особенностью систем электроснабжения является невозможность создания запасов основного используемого продукта - электроэнергии. Вся полученная электроэнергия немедленно потребляется. При непредвиденных колебаниях нагрузок необходима точная и немедленная реализация системы управления, компенсирующая возникший дефицит.

От надёжного и бесперебойного электроснабжения зависит работа промышленного предприятия. Для эффективного функционирования предприятия, схема электроснабжения должна обеспечивать должный уровень надёжности и безопасности.

По структуре или принципу работы, характеру установленного оборудования система электроснабжения предполагает применение автоматизации, что позволяет повысить уровень надёжности и безопасности работы системы и обслуживания соответственно.

При разработке современных систем электроснабжения широко используются ЭВМ, которые позволяют более детально провести анализ работы системы в различных режимах и выбрать наиболее экономичный вариант при разработке схемы и выборе её элементов.

Требуемый уровень надёжности и безопасности схемы электроснабжения обеспечивается строгим соблюдением при выборе оборудования и элементов защиты норм и правил изложенных в ПУЭ.



1. Характеристика участка кузнечно-прессового цеха

трансформатор высоковольтный замыкание релейный

Участок кузнечно-прессового цеха (КПЦ) предназначен для подготовки металла к обработке.

Он имеет станочное отделение ,в котором установлено оборудование: обдирочные станки типа РТ-2001 и РТ-503, электротермические установки, кузнечно-прессовые машины, мостовые краны и др. Участок предусматривает наличие помещений для цеховой ТП, вентиляторной, инструментальной, складов , для бытовых нужд и пр.

ЭСН осуществляется от ГПП. Расстояние от ГПП до цеховой ТП-1.4км,а от ЭСН до ГПП --12 км. Напряжение на ГПП - 10 кВ.

Количество рабочих смен-2.Потребители имеют 2 и 3 категории надежности ЭСН.

Грунт в районе КПЦ - суглинок с температурой +15 ⁰С. От этой же цеховой ТП намечается ЭСН при расширении станочного парка.

Каркас здания смонтирован из блоков - секции длинной 8 м каждая.

Размеры участка А х В х Н= 96 х 56 х 10м.

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4м.

Перечень оборудования участка КПЦ дан в таблице 1.

Мощность электропотребления (Р_эп) указана для одного электроприемника.

Таблица 1. Перечень ЭО участка кузнечно-прессового цеха

№ на плане	Наименование ЭО	Вариант	Примечание
		1	2	3
		Рэn , КВТ
1	2	3	4	5	6
1	Вентилятор вытяжной	55	40	50
2	Вентилятор приточный	75	60	70
3…5	Электротермические установки	20	15	18
6,17,36.	Краны мостовые	30 кВА	25 кВА	20 кВА	ПВ=25%
7…16	Обдирочные станки типа РТ-503	37	21	25
18…20	Кривошипные КПМ	15	10	12
21…23	Фрикционные КПМ	7,5	4,5	5,5
24…35	Обдирочные станки типа РТ- 21001	21	17	19

2. Ведомость потребителей электроэнергии

Таблица 2

Наименование электроприемника	№ по плану	Кол-во	Мощность, кВт	КИ	cos	tg
			Одного	Общая
1. Вентилятор вытяжной	1	1	55	55	0.65	0.8	0.73
2. Вентилятор приточный	2	1	75	75	0.65	0.8	0.73
3.Электротермические установки	3,4,5	3	20	60	0.5	0.85	0.62
4.Краны мостовые	6,17,36	3	15	45	0.05	0.5	1.73
5.Обдирочные станки типа РТ-503	7,8,9,10, 11, 12,13,14, 15,16	10	37	370	0.17	0.65	1.15
6.Кривошипные КПМ	18,19,20	3	15	45	0.17	0.65	1.15
7. Фрикционные КПМ	21,22,23	3	7.5	22.5	0.17	0.65	1.15
8. Обдирочные станки типа РТ-21001	24,25,26, 27,28,29, 30,31,32, 33,34,35.	12	21	252	0.17	0.65	1.15

3. Выбор рода тока, напряжения и схемы внутреннего электроснабжения

Для силовых сетей промышленных предприятии в основном применяется трехфазный переменный ток напряжением 220 В и

380В,частотой 50 Гц.

Для питания силовых подстанций используется напряжение 10кВ.

Схемы внутреннего электроснабжения выполняются с помощью распределительных пунктов(РП) и питающих кабелей.

Схемы используются:

1.Радиальные-т.е к каждому щиту своя линия. Нагрузка этой линии соответствует нагрузке щита.

2.Магистральная-питает несколько щитов. Общая нагрузка равна сумме нагрузок этих щитов.

3. Радиально - магистральная.

Схема выбрана магистральная согласно ТЭР.

4. Расчет электрических нагрузок

Расчет нагрузок производится методом упорядоченных диаграмм, расчет производится для каждого узла питания (распределительного шкафа, пункта, сборки, шинопровода), а также по цеху в целом

Все электроприёмники разбиваются на однородные по режиму работы группы с одинаковыми значениями коэффициента использования К_И и коэффициента мощности cos ц Для электродвигателей с повторно-кратковременным режимом работы их номинальная мощность не приводится к длительному режиму. Все расчеты сведены в таблицу2.

Порядок расчёта:

1. Заносим во вторую графу таблицы количество ЭП.

2. В третью графу заносим номинальную мощность одного ЭП.

3. Находим общую номинальную мощность P_н= np_н в графу 4

4. По справочным данным находим К_И - коэффициент использования и коэффициент мощности cosц/tg ц графа 5,6

5. Находим сменную активную и реактивную мощности:

Р_см= Р_н*К_И графа 7

Q_см= Р_н* tg ц, _, графа 8

6. Определяем групповой средневзвешенный коэффициент использования

К и гр = УР см\УРн

7. В графу 9 заносим произведение np²_н

8. Определяем эффективное число электроприемников

n_э=

9. Определяем коэффициент расчетной нагрузки К_р по таблице в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и n_э графа 11.

10. Определяем расчетную мощность P_p= К_р* Р_см графа 12.

11. Определяем расчетную реактивную мощность (для РП) графа 13. Q_р=1,1* Q_см , если n_э?10 и Q_р= Q_см ,если nэ>10 для шин трансформаторной подстанции Q_р= Р_р*tgц_р графа 14

12. Определяем расчетную полную мощность графа 15

S_р=

13. Определяется расчетный ток, графа 16

I_р=

Освещение цеха

Освещение цеха определяется по методу удельной мощности.

Р_р= Р_уд*S*К_с, (кВт)

Где Р_уд - удельная мощность Вт/м²

S- площадь цеха м²

К_с - коэффициент спроса.

Удельная мощность (Р_уд) по нормам освещенности принимается

равной 16Вт/м²

Р_р=0,016*(96*56)=86,016кВт

S_{р.осв= ==93.4}

cos-cos люминисцентные лампы= 0,92

Выбор числа мощности трансформаторов РП, КТП

Для питания электрических нагрузок 2 категории следует применять однотрансформаторные подстанции 6/0,4 кВ при условии резервирования по низкой стороне напряжения и наличие складского резерва. Двухтрансформаторные цеховые подстанции следует применять при преобладании нагрузок 1 категории.

Мощность цеховых трансформаторов определяется:

S_тр=

где S_р - расчетная нагрузка цеха

N- количество силовых трансформаторов

К_з - коэффициент загрузки трансформаторов

К_з = 0,65-0,7 при преобладании нагрузок 1 категории по надежности

К_з = 0,7-0,85 при преобладании нагрузок 2 категории по надежности

К_з = 0,85-0,95 при преобладании нагрузок 3 категории по надежности.

S_тр==367,5 кВа

Выбираем трансформатор ТМЗ -10\400кВа

Проверяем коэффициент нагрузки в нормальном режиме

К_з = =0,73

Коэффициент нагрузки соответствует норме. Трансформаторы выбраны верно.

5. Компенсация реактивной мощности

Для уменьшения реактивной мощности применяются комплектные конденсаторные установки, присоединяющиеся к шинам 0,4 кВ цеховых подстанций.

Мощность компенсирующего устройства определяется:

Qку = Р_р*(tgц_p - tgц_H)

Где Р_р - расчетная активная мощность, кВт

tg ц_р= - Расчетный тангенс угла

tg ц_р= =0,88

Qку = 289,31_*(0,88 - 0,33)=159,12 квар

tg ц_р - оптимальный тангенс угла соответствующий установленным предприятию условиям получения от энергосистемы мощностей нагрузки равные 0,32-0,33

Выбираем компенсирующее устройство:

УК М 58- 0,4-200 - 200квар

Расчетную мощность КУ округляют до ближайшей стандартной мощности КУ

После выбора КУ расчетная реактивная мощность определяется:

Q?_p=Q_p- Q_ку



Q^?_p=255,35- 200=55,35 квар

Уточняем коэффициент мощности. Оптимальный коэффициент мощности составляет 0,92-0,95

tg?ц= = = 0,19, что соответствует cos ц = 0,96

Компенсирующее устройство выбрано верно.

Выбор распределительных шкафов

Распределительные пункты РП выбираются по таблице 2 - типа ПР85 с автоматическими выключателями ВА51-30 и с предохранителями.

Таблица 3

Наименование щита	Количество ЭП	I Р , А	Тип вводного автомата и распределительного щита
РП 1	4	94,49	ПР-85-055 ВА 51-31 100/100
РП 2	4	94,85	ПР-85-055 ВА 51-31 100/100
РП 3	4	94,49	ПР-85-055 ВА 51-31 100/100
РП 4	5	59	ПР-85-055 ВА 51-31 100/63
РП 5	5	55	ПР-85-055 ВА 51-31 100/63
РП 6	4	47	ПР-85-055 ВА 51-31 100/50
РП 7	5	50	ПР-85-055 ВА 51-31 100/50
РП 8	2	188	ПР-85-055 ВА 51-35 250/200
РП 9	3	69	ПР-85-055 ВА 51-31 100/80



6. Выбор защитных аппаратов

Для защиты электрических сетей напряжением до 1 кВ применяются плавкие предохранители, автоматические выключатели, тепловые реле магнитных пускателей.

Магнитные пускатели

Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором мощностью до 100 кВт.

Технические данные магнитных пускателей ПМЛ с тепловым реле РТЛ приведены в таблице 3.69-3.71 (л 4)

Условия выбора:

U_Н>U_С

I_Н>I_НД

I_Т.Э>I_НД

где U_Н - номинальное напряжение, на которое выпушен аппарат (В)

I_Н - номинальный ток аппарата (А)

U_С - напряжение сети (В)

I_НД - номинальный ток двигателя (А)

Пример: Выбрать магнитный пускатель для двигателя I_НД-=10,8 А, U_н = 380 В

По таблице 3.69 принимаем магнитный пускатель типа ПМЛ - 2200 с номинальным током I_Н = 25 А с двумя тепловыми реле РТЛ - 101604 с максимальным током теплового элемента I_Т.Э = 14А таблица 3.71 Л4.

Плавкие предохранители

Плавкий предохранитель предназначен для защиты электрических установок от токов короткого замыкания.

Выбор предохранителя производится по условиям:

U _{p пр} > U_c

I _{н пр} > I_p

Плавкую вставку выбирают по условию:

I _{н вст} > I _{p max}

I _{н вст} > I _{n / a, или} I _{н вст =} I_{n /} a= (5-7)I _{p max /} a

Где U _{н пр} - номинальное напряжение предохранителей, В

I _{н. пр} - номинальный ток предохранителя, А

I _{p max} - максимальный рабочий ток, A

I _{н вст} - номинальный ток плавкой вставки.

I_n - пусковой ток, А

a = 2,5 для ЭП с длительным режимом работы (металлорежущие станки, вентиляторы, насосы…)

a = 1,6 для ЭП с повторно- кратковременным режимом работы (краны, дробилки, центрифуги …)

Для защиты сварочных аппаратов и крановых двигателей, лифтов

I_пв ? 1,2* I_n

ПВ - продолжительность включения.

I_пв - паспортный ток, А.

Технические данные предохранителей в табл.1.5 П

Автоматические выключатели

Автоматический выключатель предназначен для автоматического включения и отключения нагрузки. Основными элементами автоматического выключателя являются расцепители, при срабатывании которых автоматы отключаются мгновенно или с выдержкой времени.

По принципу действия расцепители разделяются на электромагнитные от токов короткого замыкания и на тепловые от перегрузки. Током установки расцепителя называют наименьший ток при протекании, которого расцепитель срабатывает:

U_н > U_c

I_{н авт} > I_{р max}

I_тр > 1,25 I_{р max}

I_сэр > 1,2 I_п

Где I_{р max} - максимальный рабочий ток

I_{н авт} - номинальный ток автомата

I_тр - ток установки теплового расцепителя

I_сэр - ток установки электромагнитного расцепителя

I_п - пусковой ток

Пример: Выбрать автоматический выключатель, которой защищает линию с I_р = 62А, К_п = 4

I_п = 4*62 = 248А

Находим расчётный ток теплового расцепителя

I_ртр = 1,25* I_р = 1,25*62 = 77,5А по таблице 3,62 выбираем автоматический выключатель ВА 51- 31-100А I_{у тр}=80А I_{у эмр} = 800А

Находим ток расчетного теплового расцепителя

I_ртр =1,25 Iр = 1,25*62 = 77,5A

По таблице 3.62 ( Л 4)

Выбираем автоматический выключатель ВА 51-31-100 А \80 А

Iу тр =80А - ток уставки теплового расцепителя, I у эмр = 800A - ток расчетный электромагнитного расцепителя I_{р эмр} = 1,2*I_п = 1,2 *248= 297,6A

Расчет защитных аппаратов выполнен в таблице 3



Таблица 4

№ п/п	Наименование ЭП	Рн квт	Ip, A		Автоматические выключатели	Iдоп.	Cos q	Марка сечения провода
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1.	Вентилятор вытяжной	55	104,64	ПМЛ 125 РТЛ 105	ВА 51-33 160А/160	120	0,8	АПВ 4 (1х50)
2.	Вентилятор приточный	75	142,69	ПМЛ 200 РТЛ 160	ВА51-35 250А/200	175	0,8	АПВ 4 (1х95)
3.	Электротермические установки	20	35,81	ПМЛ 63 РТЛ40	ВА51-31 100А/50	39	0,85	АПВ 4 (1х10)
4.	Обдирочные станки типа РТ-503	37	86,64	ПМЛ 125 РТЛ 105	ВА 51-33 160А/125	120	0,65	АПВ 4 (1х50)
5.	Кривошипные КПМ	15	35,12	ПМЛ 63 РТЛ40	ВА 51-31 100А/50	39	0,65	АПВ 4 (1х10)
6.	Фрикционные КПМ	7,5	17,56	ПМЛ 25 РТЛ 19	ВА 51-31 100А/25	19	0,65	АПВ 4 (1х2,5)
7.	Краны мостовые ПВ-25%	15/7,5	22,83	ПМЛ 25 РТЛ 25	ВА 51-31 100А/31,5	23	0,5	АПВ 4 (1х4)
8.	Обдирочные станки типа РТ-21001	21	49,17	ПМЛ 63 РТЛ 50	ВА51-31 100А/63	55	0,65	АПВ 4 (1х16)

Расчёт сечений проводов и кабелей напряжением до 1000 В

Расчёт сечений проводов и кабелей напряжением до 1000 В осуществляется по трём условиям:

1. По допустимому току нагрева электрическим током

Условие допустимого тока нагрева заключается в том, что в нормальном режиме температура нагрева провода, кабеля не должна превышать допустимой температуры, которая зависит от марки провода, кабеля, условия прокладки

Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается наибольшая длительная допустимая температура нагрева проводника, называется предельно допустимым током по нагреву I_доп. Значение I_доп приведены в ПУЭ для различных проводов, кабелей и способа их прокладки.

I_доп ? I_р

I_р - расчётный ток ЭП

Значения Iдоп приведены в таблицах 1.3.4-1.3.11 ПУЭ-2006 для нормальных условий прокладки проводников: температура воздуха +25 є С, земли + 15є С, при условии, что в траншее на глубине 0,7-1 м, проложен один кабель. Если условия прокладки проводников отличается от нормальных, то допустимый ток нагрузки определятся с поправкой на температуру (К_п1) и количество прокладываемых кабелей в одной траншее (К_п2)

I_доп = К_п1* К_п2* I_доп

Значения К_п1, К_п2 приведены в ПУЭ- 86 таблицы 1.3.3 - для К_п1 1.3.26 - для К_п2

2. Выбор сечений с учётом защитных аппаратов.

I_доп ? К_з* I_з (А) I_{п в =} I_з I_з= I _т.р

К_з - коэффициент защиты значения, которого приведены в (1) таблице 3.10

I_з - ток срабатывания защитного аппарата предохранителя

I_п.в. - ток плавкой вставки,

I_т.р. - ток теплового расцепителя автомата

3. По потере напряжения.

Отклонением (падением) напряжения у электроприемника называется алгебраическая разность между фактическим (действительным) напряжением сети и номинальным напряжением элёктроприемника. Номинальное допустимое отклонение напряжения у наиболее удаленного ЭП (согласно ГОСТу 13 1 09-87) должно быть не более 5%

ДU% = *P*?*(R₀+x_0*tgц) ? 5% , где l- длина в км.

U -напряжение в В

I - ток в линии, А P- активная мощность, кВт

7. Выбор и расчет сетей высокого напряжения

Высоковольтный кабель, провод напряжением больше 1000В выбираются по условию:

1) По допустимому току нагрева.

I_доп приведены в таблице 1.3.4 - 1.3.11 (л-6) для нормальных условий прокладки проводников: температура воздуха +25С, земли +15С при условиях, что в траншее (К_п2)

I_доп = (К_п1)*(К_п2)* I_доп

2) По экономической плотности

S=

S- сечение проводника

I_р- расчетный ток

J - приведена в таблице 1.3.36 (Л-6)- 2000, зависят от числа использования максимума нагрузки и от вида проводника. (при двух сменной работе кабели с алюминиевыми жилами

3) По термической устойчивости к токам короткого замыкания. (для кабелей)

S_max =

I_{к. з.} - трехфазный ток короткого замыкания

С - коэффициент, соответствующий разнице выделенной теплоты в проводниках после и до короткого замыкания.

t_отк = t_сз+t_св=1 время отключения

t_сз - время срабатывания защиты

t_св - время выключения защиты

С-91- для кабелей с алюминиевыми жилами

С-130- для кабелей с медными жилами

4) По потере напряжения

?U%=*Р*l(r₀+x_0*tgц),

?U%=*Р*l(r₀+x_0*tgц),

Р - активная мощность кВт

I_р - расчетный ток линии А

U_н - напряжение в сети В

l - длина линии в км

r₀ - активное сопротивление проводов ом/км

x₀ - индуктивное сопротивление проводов ом/км

r₀ , x₀ приведены в таблице п 2.1, п 2.5 в (л5)

Выбираем силовой кабель к КТП мощностью 1600 кВА 10/0,4 кВ l = 1,4 км, I⁽³⁾_к.з на шинах 10 кВ РП-10кВ = 2,2кА. Кабель прокладывается в траншее, работа 2^х сменная

1) По допустимому току нагрева.

I_р== 17А

I_доп=90А 90 А>17А

Выбираем кабель ААБ-3х25мм²

2) По экономической плотности тока

S= = 10 мм² ,

т,к кабели меньше 25мм² не изготавливают ААБ-3х25мм² подходит

3) По термической устойчивости

S_max = = = 34,9мм²

Выбираем кабель ААБ-3х35 мм²

4) По потере напряжения проверяем наибольшее сечение 70 мм²

?U%=*Р*l(r₀+x_0*tgц) =

= * 289,31* 1,4(0,92+0,09*0,19)=0,37%,

что соответствует норме 5%

Кабель выбран верно.

8. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания производится для выбора и проверки электрооборудования по условиям короткого замыкания, для выбора уставок релейной защиты и автоматики. Расчет производится в именованных единицах. Считается, что периодическая составляющая тока короткого замыкания будет неизменна с течением времени: ударный ток

й_у = v3*I_к*К_уд

К_уд - ударный коэффициент

К_уд = 1,8 при к.з на присоединении повышенного напряжения на подстанции

К_уд = 1,4 при к.з за кабельной линией 6-10 кВ

Для расчета токов короткого замыкания составляется расчетная однолинейная схема электроснабжения, на ней указывается точки, в которых необходимо определить токи короткого замыкания.

На основе расчётной схемы составляющаяся схема замещения, где все элементы схемы заменены сопротивлениями. На схеме замещения также намечают точки для расчета токов короткого замыкания.

I Рассчитываются все сопротивления по схеме замещения:

Сопротивление системы:

X_c = =

Где I_к , S_к- ток и мощность трехфазного короткого замыкания задаются системой (кА), (мВА)

U_{ср ном} - среднее номинальное напряжение сети (6,3; 10,5; 37; 115) кВ

Сопротивление двухобмоточного трансформатора:

X_тр =

- напряжение короткого замыкания

S_ном, U_ном - мощность и напряжение трансформатора паспортные величины.

Сопротивление трехобмоточного трансформатора:

X_тр = U_квс

X_тр = U_ксн

X_тр = U_{квн данные}

В

С

Н

Сопротивление линии:

Х_л = Х_уд* L ; r_л = r_уд* L ; Z_л =

L - длина линии в км

Х_л , r_л, - реактивное и активное сопротивление приведены в приложении

Z_л - полное сопротивление линии

II. Определяем сопротивление для каждой точки короткого замыкания с учетом напряжения

III. Определяем трехфазный ток короткого замыкания по формуле:

I⁽³⁾=

IV. Определяем ток двухфазного короткого замыкание по формуле:

I⁽²⁾ =

Результаты расчета заносят в таблицу.

Перевод сопротивлений к другой ступени напряжения производится по формуле:

Х_р = Х_с()² (ом)

Таблица 5

Наименование	Точки короткого замыкания
	U = 37	U = 10.5
	К-1	К-2	К-3	К-3	К-4
Реактивное сопротивление Х(ом)	3,4	8,2	22,78	1,83	3,11
Активное сопротивление R (ом)	-	-	-	-	1,28
Полное сопротивление Z (ом)	-	-	-	-	3,34
Ток трехфазного к.з. I (кА)	6,29	4,5	-	3,32	1,81
Ток двухфазного к.з. I (кА)	5,47	3,91	-	2,8	1,57
Ток ударный iуд(кА)	16,03	11,47	-	8,46	4,6

Однолинейная схема электроснабжения и схема замещения



точка К-1

S= 6300 мВА, 37 кВ

Х_с =3,4 ом

Х_л = 4,8 ом

точка К-2

37 кВ

х_тр = 14,8 ом

точка К-3

10,5 кВ

х_л = 0,011 ом

r_л= 1,28ом

точка К - 3

1

Точка К-1:

I_к⁽³⁾=U_cp/v3X_т.к1=37/1,73*3,4=6,29 кА

I_к⁽²⁾=0,87* I_к⁽³⁾=0,87*6,29=5,47 кА

i_уд=2,55* I_к⁽³⁾=2,55*6,29=16,03 кА

S_к=v3*U_ср* I_к⁽³⁾=v3*37*6,29=402,6 мвА

Точка К-2:

I_к2⁽²⁾= U_cp/v3X_т.к2= U_cp/v3(Х_с +Х_вл)=37/8,2= 4,5кА

Х_вл=R₀*l=10*0.4=4.8 Ом

I_к2⁽²⁾=0,87* I_к2⁽³⁾=0,87*4,5=3,911 кА

i_уд=2.55* I_к2⁽³⁾=2,55*4,5=11,47 кА

S_к2=v3*U_ср* I_к2⁽³⁾=1,73*37*4,5=288,04 мвА

Точка К-3:

Х_к3= Х_с+Х_вл+Х_транф=8,2+14,58=22,78Ом

Осуществляем перевод на напряжение 10,5 кВ

Х_{к3(10,5кВ)}= Х_к3(37кВ)*10,5²/37²=22,78*110,25/1369=1,83 Ом

I_к3⁽³⁾= U_cp/v3X_т.к3=10,5/v3*1,83=3,32 кА

I_к3⁽²⁾=0,87* I_к3⁽³⁾=0,87*3,32=2,8 кА

i_уд=2,55* I_к3⁽³⁾=2,55*3,32=8,46 кА

S_к3=v3*U_ср* I_к3⁽³⁾= v3*10,5*3,32=60,30 мвА

Точка К -4:

I_к4⁽³⁾=U_cp/v3Z_к4=10,5/v3*3,34=1,81кА

Принимаем кабель от ГПП до КТП ААБ - 3х35мм²

L=1,4 км

R_к.л=0,92*1,4=1,28 Ом

Х_к4= Х_кл+ Х_к3=1,28+1,83=3,11 Ом

Х_кл=0,08*1,4=0,11 Ом

Z_к4=v( X_т.к4²+R²_кл)=3,34 Ом

I_к4⁽²⁾=0,87* I_к4⁽³⁾=0,87*1,83=1,57 кА

i_удк4=2,55* I_к4⁽³⁾=2,55*1,81=4,6 кА

S_к4=v3*U_ср* I_к4⁽³⁾=1,73*10,5*1,81=32,87мвА

9. Расчет релейной защиты

Ток срабатывания реле

I_ср =

n_т - коэффициент трансформации трансформаторов тока.

К_сх - коэффициент схемы, определяемый схемой соединений трансформаторов тока

К_сх = 1 для схем соединенных в звезду

К_сх = - для схем соединенных в треугольник или на разносль токов двух фаз.

Выбранный ток срабатывания защиты проверяется на чувствительность.

Выбор уставок по времени действия МТЗ

Т_{с.з.посл} = Т_{с.з пред} + ДТ

ДТ - ступень селективности = 0,5 сек

Т_{с.з.посл} время срабатывания последующей защиты

Т_{с.з пред} - время срабатывания предыдущей защиты

Уставки реле

РТ - 40/60; РТ - 40/2; РТ- 40/20; РТ - 40/50; РТ - 40/100; РТ - 40/200.

РТ - 85: уставки 4,5,6,7,8,9,10

Привод ПП - 67 Привод ВМПП - 10

РТВ I (5;6;7,5;10) РТВ I (5;6;7;8;9;10)

РТВ II (10;12,5; 15; 17,5) РТВ II (10;12;14;16;18;20)

РТВ III (20;25;30;35) РТВ III (20;22;24;27;30;35)

Токовая отсечка без выдержки времени

Ток срабатывания отсечки I_со

- отстройка от короткого замыкания в конце линии I_со = К_н * I_кз.max

I_кз.max - максимальный ток короткого замыкания в конце линии трехфазный

К_н - коэффициент надёжности: 1,2- 1,3 (РТ - 40); 1,5 - 1,6 (РТ - 80); 1,4 - 1,5 (РТМ) отстройка от бросков токов намагничивания силовых трансформаторов

- сумма номинальной мощности всех силовых трансформаторов питающихся по линии

U_н - среднее номинальное напряжение

Ток срабатывания реле

I_ср =

I_co - ток срабатывания отсечки

- коэффициент схемы

n_т - коэффициент трансформации трансформаторов тока.

· Определяется ток уставки реле I_уст

· Уточняется I_со

· Определяется чувствительность отсечки

К_ч = > 1.2

(ПУЭ т.к. отсечка дополнительная защита)

- ток короткого замыкания в месте установки отсечки

Уставки реле

Привод ПП - 67 Привод ВМПП - 10

РТМ - I (5; 7,5; 10; 15) РТМ - I (5;9)

РТМ - II (10; 15; 20;25) РТМ - II (9;15)

РТМ - III (30; 40; 50;60) РТМ - III (15;25)

РТМ - IV (75; 100; 125;150) РТМ - IV (25;40)

РТМ - V (40;80)

РТМ - VI (80;200)

Расчет:

I_р=S_p/v3*10=294.5/17.3=17A

I_cp.з= I_р*(К_н*К_сз)/К_в=17*(1,2*2)/0,8=51А

I_cp.р= (I_cp.з *К_сх)/ К_т.т=(51*1)/5=10,2А

Выбираем трансформатор тока

ТПЛ-25/5 А

По номинальному току коэффициент трансформации 25/5=5

Ток срабатывания токовой отсечки.

I_cp.о=(I³_к3* К_н* К_сх)/ К_т.т=(3320*1,2*1)/5=796,8А

I_cp.о=796,8А

10. Выбор высоковольтного оборудования

Ячейка 6-10 кВ (КСО-298, КМ-1Ф, К-59, КРН-IV-10)

В соответствии с ПУЭ-2000 всё электротехническое оборудование ячеек 6-10 кВ должно быть выбрано по каталогам, исходя, из условий нормального длительного режима работы электроустановки и проверены на термическую и электродинамическую стойкость по режиму максимальных токов короткого замыкания.

Высоковольтные ячейки выбираются по условиям:

1. По напряжению ячейки U_сети< U_яч , где U_сети - напряжение сети, U_яч - напряжение ячейки.

2. По длительному току линии I_р.max< I_{н. яч} , где I_р.max - расчетный ток линии, I_н.яч - расчетный ток ячейки

3. По термической устойчивости I⁽³⁾_{max к.з}?I_{уст. яч} , где I⁽³⁾_{max к.з} - максимальный трехфазный ток короткого замыкания

4. По электродинамической стойкости к току короткого замыкания i _у? I_{дин. уст. яч} , где i_у - ударный ток короткого замыкания

i_у = К_у* I⁽³⁾_к.з - ток динамической устойчивости, где К_у= 2,55

Данные ячеек приведены в каталоге.

Выбираем ячейку К-59 с вакуумным выключателем ВГПВ-10 кВ-630 А

1. 10 кВ=10кВ

2. 17 А < 630 А

3. 3,32 кА < 21 кА

4. 8,46 кА < 51 кА

11. Расчет заземляющегося устройства

При обслуживании электроустановки опасность представляют не только неизолированные токоведущие части находящиеся под напряжением, но и те конструктивные части электрооборудования, которые нормально не находятся под напряжением при поврежденной изоляции (корпуса электродвигателей, баки трансформаторов, кожухи шинопроводов и т.д.). Одной из мер защиты людей от поражении электрическим током при повреждении изоляции является заземление.

Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение какой-либо части электроустановки с заземляющим устройством. ПУЭ - 2000 устанавливает допустимое сопротивление заземляющего устройства R_з. Если заземляющее устройство является общим для установок на различные напряжение, то за расчетное сопротивление заземляющего устройства принимают наименьшее из допустимых.

В электроустановках выше 1000 В с глухо-заземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не менее 0,5 Ом (подстанции 110 кВ)

В электроустановках выше 1000 В с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 10 Ом (подстанции 35 кВ)

В электроустановках напряжением до 1000 В заземляющее устройство должно быть не более 4 Ом (подстанции 10-6/0,4 кВ)

Эквивалентное удельное сопротивление земли

Песок - Р_э - 700 Ом

Супесь - Р_э - 300 Ом

Суглинок - Р_э - 100 Ом

Скала - Р_э - 1000 Ом

Речная вода - Р_э - 50 Ом

Для определения расчетного сопротивления грунта Р_р вводят повышающий коэффициент К_с, учитывающий высыхание грунта летом и промерзание зимой

Р_э = К_с*Р К_с = 3-4 для районов Сибири

Заземлители делятся на искусственные и естественные.

Естественные - обсадные трубы артезианских скважин, стальная броня силовых кабелей, металлические конструкции зданий и сооружений.

В качестве искусственных заземлителей, используются вертикально забитые в землю стальные электроды круглые или угловые, соединенные стальной полосой круговой или угловой.

Для подстанций напряжение 3-35 кВ расчет производится по формуле:

R_з = 0,44

Р_р - расчетное сопротивление грунта , ом*м

S - площадь заземления, м²

n_kй_k- количество и длина подземной части железобетонных стоек под оборудование, присоединенное к заземлителю шт.м

n_эй_э- количество и длина вертикальных заземлителей шт.м.

I - глубина погружения наиболее заглубленных вертикальных элементов (вертикально заземлители или железобетонные стойки) м.

l=lэ +t

l - Глубина заложенных горизонтальных заземлителей

l_э - длина вертикального заземлителя или железобетонных стоек

R_з = 0,44 = 0.44*

что соответствует норме



Таблица 6

№	Наименование	Sp	Ip	L	K	Caм	w	Cnэ	З
1	ТП-РП1 АВВГ 4х50	62,08	94,49	9	9000	360	562	1854,6	3519,6
2	РП1-РП8 АВВГ 4х120	124	188	12,3	12300	492	1113	3673	5948,5
3	РП8-РП9 АВВГ 4х35	45,11	69	37	37000	1480	1499	4947	11792
4	ТП-РП2 АВВГ 4х50	62,32	94,85	40	40000	1600	2834	9352	16752
5	РП2-РП3 АВВГ 4х50	62,08	94,49	30	30000	1200	1879	6200	11751
6	РП3-РП4 АВВГ 4х25	39	59	21	21000	840	1090	3617	7502
7	РП4-РП5 АВВГ 4х25	36	55	20	55000	800	825	2723	6423
8	РП5-РП6 АВВГ 4х16	31	47	8	8000	320	371	1224	2704
9	РП6-РП7 АВВГ 4х16	33	50	45	45000	1800	2362	7796	16120
Итого:	85512,1

Магистральная схема ЭСН



Таблица 7

№	Наименование	Sp	Ip	w	L	Cэ	К	Cам	З
1	ТП-РП1	62,08	94,49	562	9	1854,6	9000	360	3519,6
2	ТП-РП2	62,32	94,85	1889	37	6233,7	37000	1480	12894
3	ТП-РП3	62,08	94,49	3750	65	12375	65000	2600	24400
4	ТП-РП4	39	59	3655	81	12061	81000	3240	27046
5	ТП-РП5	36	55	5082	97	16770	97000	3880	34715
6	ТП-РП6	31	47	4639	105	15309	105000	4200	34734
7	ТП-РП7	33	50	7875	145	25987	145000	5800	52812
8	ТП-РП8	124	188	742	17	2449	9000	360	4114
9	ТП-РП9	45,11	69	1500	33	4950	33000	1320	10890
Итого:	205121,6

Радиальная схема ЭСН



Таблица 8



Список используемой литературы

1. Липкин Б.Ю.,‹‹Электроснабжение промышленных предприятий и установок›› Москва Высшая школа 1990г.

2. Постников Н.П., Рубашов Г.М., ‹‹Электроснабжение промышленных предприятий›› Ленинград Стройиздат, Ленинградское отделение 1989г.

Размещено на Allbest.ru

...