Проектирование электростанции

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Уровень технического развития любой страны в настоящее время определяется в основном состоянием ее энергетики, мощностью электростанций и производством электроэнергии.

Высокое развитие электроэнергетики позволило перевооружить все отрасли народного хозяйства, широко внедрить электрическую энергию в такие ее ведущие отрасли как промышленность, сельское хозяйство, строительство и транспорт.

Применяя электрическую энергию на промышленных предприятиях, приводят в движение миллионы станков и механизмов, варят металл, наносят гальваническим способом защитные антикоррозийные и антикислотные покрытия на поверхности металлов, окрашивают в электрическом поле различные детали, автоматически управляют технологическими процессами и сложными технологическими линиями станков и конвейеров.

Ориентировочные расчеты показывают, что запасов органического топлива по уровню потребления 2000 г. Человечеству хватит примерно на 150 лет. При том же уровне потребления лишь 10% электроэнергии могут дать все реки мира, еще меньше в настоящее время можно ожидать от использования морских приливов, энергии ветра. Технически сильно ограничены возможности использования внутриземного тепла, энергии излучения Солнца. Таким образом, в ближайшем будущем основными источниками энергии будут органическое и ядерное топливо.

Планируемое ускорение строительства атомных электростанций вызывается не только необходимостью экономить органическое топливо, но и их решающими преимуществами в отношении загрязнения окружающей среды.

Для избавления человечества от угрозы «энергетического голода», устранения вредного воздействия на окружающую среду ученые ищут новые пути получения электрической энергии, увеличения мощности и коэффициента полезного действия установок для прямого преобразования тепловой, химической и солнечной энергии в электрическую.

Цель курсового проекта - спроектировать электроснабжение участка электромеханического цеха.

Задачи проекта:

- рассчитать электрические нагрузки, выбрать компенсирующее устройство и трансформатор;

- рассчитать и ввыбрать элементы ЭСН;

- проверить выбранные элементы ЭСН по токам КЗ;

- составить ведомость монтируемого оборудования

1. Общая часть

1.1 Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ

электростанция трансформатор ток замыкание

Электромеханический цех (ЭМЦ) предназначен для подготовки заготовок из металла для электрических машин с последующей их обработки различными способами.

Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. ЭМЦ получает ЭСН от подстанции глубокого ввода (ПГВ). Расстояние от ПВГ до цеховой ТП-0.5 км, а от ЭНС до ПГВ-10 км. Напряжение на ПГВ-10 км.

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

Грунт в районе ЭМЦ-песок с температурой +20°С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 8 и 9 м каждый.

Размеры цеха АЧВЧН=48Ч30Ч9 м.

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4 м.

Перечень оборудования ЭМЦ дан в таблице 1.1

Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника

Расположение основного оборудования показано на плане (рис. 1.1).

Таблица 1.1. Перечень ЭО участка токарного цеха

№на плане	Наименование ЭО	РЭП, кВт	примечание
1,21	Краны мостовые	30 кВ·А	ПВ=25%
2,3,22,23	Манипуляторы электрические	2,8
6,28	Точильно-шлифовальные станки	2,2
7,8,26,27	Настольно-сверлильные станки	1,5
9,10,29,30	Токарные полуавтоматы	9,2
11…14	Токарные станки	11
15…20 33…37	Слиткообдирочные станки	2
24,25	Горизонтально-фрезерные станки	5,5
31,32	Продольно-строгальный станки	7,8
38…40	Анодно-механическиестанки	60
41	Тельфер	5
42,43	Вентиляторы	6
4,5	Обдирочные станки типа РЖ-341	45

1.2 План расположения ЭО ЭМЦ

Рисунок 1.1. План расположения ЭО ЭМЦ

1.3 Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, электробезопасности

Цеховые сети промышленных предприятий выполняют на напряжение до 1кВ (наиболее распространенным является напряжение 0,4 кВ). На выбор схемы и конструктивное исполнение цеховой сети оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приемников электроэнергии, режимы их работы и размещение по территории цеха, номинальные токи и напряжения. Существенное значение имеет микроклимат производственных помещений.

В соответствии с [9] производственные помещения в зависимости от характера окружающей среды делят на следующие классы: помещения с нормальной средой, жаркой, влажной, сырой, особо сырой, пыльной, химически активной, с пожароопасными и взрывоопасными зонами.

Помещения со взрыво и пожароопасными зонами имеют особую классификацию, обусловленную различными условиями образования взрыво и пожароопасных веществ и смесей.

При проектировании электроснабжения необходимо правильно установить характер среды, которая оказывает решающее влияние на степень защиты применяемого оборудования.

Таблица 1.2. Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, электробезопасности

Наименование помещений	Категории
	взрывоопасности	пожароопасности	электробезопасности
Станочное отделение	-	-	БПО
Бытовка	-	-	БПО
Комната отдыха	-	-	БПО
Мастерская	-	-	БПО
Инструментальная	-	-	БПО
Вентиляторная	В-IIа	-	БПО
Склад		П-IIа	БПО
Трансформаторная	В-IIа	П-I	ПО

Примечание к таблице 1.2:

В-IIа - повышеннаявзрывоопасность;

П-IIа - повышенная пожароопасность;

ПО - повышенная электробезопасность;

БПО - без повышенной электробезопасности.



2. Расчетно-конструкторская часть

2.1 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов

Выбор схемы электроснабжения цеха

Внутрицеховые сети выполняют по радиальной, магистральной или смешанной схемам. На выбор схемы влияют категория потребителей по надежности электроснабжения, взаимное расположение ЭП по площади цеха, их единичная мощность, связанность электроприемников единым технологическим процессом и характеристика окружающей среды.

Радиальные схемы применяют в помещениях с любой окружающей средой. Данные схемы характерны тем, что от источника питания (КТП) прокладывают линии, питающие непосредственно ЭП большой мощности или комплектные распределительные устройства (шкафы, пункты, сборки, щиты), от которых по отдельным линиям питаются электроприемники малой и средней мощности. Распределительные устройства следует располагать в центре электрических нагрузок данной группы потребителей (если позволяет окружающая среда) с целью уменьшения длины распределительных линий. Линии, по которым запитываются распределительные устройства, называются питающими и выполняются, как правило, кабелями. Радиальные схемы требуют установки на цеховых подстанциях большого числа коммутационных аппаратов и значительного расхода кабелей.

Наиболее экономичными являются магистральные схемы. Широкое применение получили схемы «блок трансформатор - магистраль» (БТМ) без распределительных устройств на подстанциях. В схемах БТМ целесообразно использование комплектных шинопроводов: в питающей сети - магистральных шинопроводов серии ШМА, в распределительной сети - распределительных шинопроводов серии ШРА. Магистральные схемы с шинопроводами обеспечивают высокую степень надежности электроснабжения. Их основными достоинствами являются универсальность и гибкость, позволяющие производить изменения технологического процесса и перестановку технологического оборудования в цехах без существенного изменения электрических сетей.

Потребители участка токарного цеха имеют 2 категорию надежности. К электроприемникам 2 категории относятся те приемники, перерыв электроснабжения которых допускается не более 30 минут. Это время необходимо для включения резервного питания.

Схемы ЭСН могут быть разные: либо от одного источника питания, но с резервной линией, либо от двух источников питания. Исходя из понятия категории ЭСН-2, составляется схема ЭСН с учетом распределения нагрузки. К установке принимается однотрансформаторнаяТП, а для обеспечения надежности предусмотрено резервное питание от другого источника через выключатель 2SF.

Электроприемники разбиваю на группы: 3-фазный ДР, 3-фазный ПКР, ОУ.

Выбираются виды РУ: РП, ЩО. Такой выбор позволит сформировать схему ЭСН. Структурная схема ЭСН электроприемников второй категории изображена на рис. 2.1.

Рисунок 2.1. Структурная схема ЭМ цеха



Расчет электрических нагрузок

Нагрузки 3-фазного ПКР приводятся к длительному режиму

(2.1)

где

Р_ЭП - номинальная активная мощность потребителя, работающего в повторно-кратковременном режиме, кВА;

ПВ - продолжительность включения, отн. ед.

Для кран мостовой Р_ЭП = 30 кВт, ПВ = 60%

Определяется методом удельной мощности нагрузка осветительной установки

Р_оу= Р_уд^.•S (2.2)

где

Р_оу - мощность нагрузки осветительной установки, кВт;

Р_уд - удельнаямощность газоразрядных ламп, Вт/м²

S - площадь помещений первого и второго этажа цеха, м²;

Площадь помещений цеха

S= S₁ +S₂ (2.3)

где

S₁; S₂ - площадь помещений первого и второго этажа цеха, м²;

S₁= А•В (2.4)

S₂= А_всппом•В_всппом



где

А, В; А_всппом; В_всппом - стороны основных и вспомогательных помещений, м;

S₁= 48 Ч^. 24 =1440 м²

S₂ = 6 Ч 48 = 168 м²

S=S₁+S₂=1440+168=1728м²

Р_оу= Р_уд^. S = 10 Ч 1728 Ч 10 ^-3 = 17,28 кВт.

Согласно распределению нагрузки по РУ заполняется «Сводная ведомость нагрузок по цеху» (Приложение А, таблица А.1).

Расчеты производятся для РП по методике изложенной в [10]

Определяется показатель силовой сборки в группе (m) для РП 1

; (2.5)

где

m - показатель силовой сборки в группе;

Р_н.нб, Р_н.нм - номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

Р_н.нб= 9.2 кВт; Р_н.нм= 1.5 кВт

результаты заносится в колонку 8.

Для приёмников РП 1 определяются мощности за наиболее загруженную смену

,

где

Р _см - средняя активная мощность за наиболее загруженную смену, кВт

К_и - коэффициент использования электроприемников, отн. ед.

- сумма номинальных мощностей потребителей, кВт

К_и = 0,14;= 54 кВт

, (2.6)

где

Q_см - средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, кВАр

Р_см = 8.20 кВт, tgц =1,5

результаты заносятся в колонки 9. 10 соответственно для каждого приемника.

Полная мощность на РП 1

(2.7)

где

S_смУ - средняя полная мощность по группе потребителей за наиболее загруженную смену, кВА

Р_смУ = 8.20 кВт; Q_смУ = 12,9 кВАр

Определяются средний коэффициент использования группы приемников, а также коэффициент мощности по формулам



; ; (2.8)

где

- сумма активных мощностей потребителей за смену, кВт;

- сумма номинальных мощностей потребителей, кВт;

-сумма полных мощностей потребителей за смену, кВА

- сумма реактивных мощностей потребителей за смену, кВАр;

= 8.20 кВт; = 56 кВт;= 15.28кВА; = 12,9кВАр

;;

Аналогично ведем расчеты для остальных РП, результаты заносятся в колонки 5-11 соответственно.

Определяется эквивалентное число потребителей п_э = F (п, т, К_{и ср}, Р_н) например для РП п_э= F (>5,>3, >0,2, переменная) по формулам [9]

(2.9)

; принимаем n_э= 10

Результаты заносится в колонку 12.

Определяется коэффициент максимума по формуле [9]

(2.10)



Определяются максимальные расчетные нагрузки группы электроприемников по формулам [9]:

Р_м= К_м •^.Р_см?;; (2.11)

где

- коэффициент максимума реактивной мощности.

В соответствии с практикой проектирования принимается при

n_э ? 10 и при n_э>10 [10]

Р_м=1Ч56=56кВт;

,

результат заносится в колонки 15, 16,17.

Определяется ток на РУ, результат заносится в колонку 18.

(2.12)

где

I_м(РУ) - максимальный ток на распределительном устройстве, А;

U_л - линейное напряжение, В

S_м= 91.1 кВА; U_л= 0,38кВ

Используя формулы 2.5 - 2.12 аналогично ведутся расчеты для других РУ. Результаты расчетов сводятся в таблицу А1 (Приложение А).

Определяются потери в трансформаторе по формулам [6], результаты заносятся в колонки 15, 16, 17.

?Р_т = 0,02S_м(нн); ?Q_т = 0,1S_м(нн); (2.13)

?Р_т= 0,02 Ч 692.7 = 14кВт;

?Q_т= 0,1 Ч 692.7 = 69.27кВАр;

Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности [7].

S_т? S_р = S_м(ВН) (2.14)

где

S_м(ВН) - максимальная мощность на шинах высокого напряжения, кВА;

S_м(ВН) = S_м(НН)+ ?S_т (2.15)

S_м(ВН)= 712.266+ 70.64 = 776.49кВА

S_т? S_р =776.49 кВА

По таблице 3.2.1 [3] выбирается КТП 250-10/0,4; с одним трансформатором ТМ 1000-10/0,4;

R_т=2 мОм; ?Р_ХХ = 0,66 кВт;

X_т= 8.5 мОм; ?Р_КЗ = 3,7 кВт;

Z_т= 8,8 мОм; u_кз = 4,5%;

; i_хх = 2,3%.

где

R_т - сопротивление трансформатора, кОм;

X_т- индуктивное сопротивление трансформатора, мОм;

Z_т⁽¹⁾ - полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, мОм.

?Р_ХХ - потери активной мощности в режиме холостого хода, кВт;

?Р_КЗ - потери активной мощности в режиме короткого замыкания, кВт;

u_кз - напряжение короткого замыкания;%;

i_хх - ток холостого хода, %

Коэффициент нагрузки

(2.16)

где

S_нн - максимальная полная мощность кВА;

S_т-паспортная мощность трансформатора, кВА

S_нн = 704.64 кВА; S_т= 1000 кВА

Компенсация реактивной мощности

От реактивной нагрузки электроприемников напряжение до 1 кВ зависит выбор числа и мощности цеховых трансформаторов промышленных предприятий, пропуская способность питающих и распределительных сетей и в значительной степени схема электроснабжения. Поэтому выбор средств компенсации реактивной мощности от электроприемников до 1 кВ следует рассматривать одновременно с определением числа и мощности трансформаторов, числа и пропускной способности питающих линий.

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать реактивную мощность КУ.

, (2.17)



где

Q_к.р. - расчетная мощность КУ, кВАр;

- коэффициент, учитывающий повышение cosестественным способом, принимается =0,9;

tg, tg_K - коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosц_к=0,92…0,95.

Принимается cosц_к=0,95, тогдаtgц_к.=0,33

Значения Р_м и tgц выбираются по результату расчета нагрузок из таблицы Приложение А

Суммарная мощность конденсаторных батарей определяется по выражению

(2.18)

где

Q_к.к. - суммарная мощность КУ, кВАр;

Q_. - мощность, подлежащая компенсации кВАр;

Q = 88,53 кВАр; Q_н.р.= 104,6 кВАр

По [8] если расчетное значение Q_н.к. ? 0, то установка конденсаторов не требуется, а Q_н.к. принимается равной нулю. Компенсацию реактивной мощности производят на более высоком уровне распределения электроэнергии.

Выбор числа и мощности трансформаторов

По таблице 3.2.1 [3] окончательнопринимаем; с одним трансформатором ТМ 1000-10/0,4;

R_т=2 мОм; ?Р_ХХ = 0,66 кВт;

X_т= 8.5 мОм; ?Р_КЗ = 3,7 кВт;

Z_т= 8,8 мОм; u_кз = 4,5%;

; i_хх = 2,3%.

Коэффициент нагрузки по формуле 2.16

2.2 Расчет и выбор элементов ЭСН

Расчет и выбор аппаратов защиты

Для выбора аппарата защиты нужно знать ток в линии, где он установлен, тип его и число фаз.

Наиболее современными являются автоматы серии ВА.

Автоматы выбирают согласно условиям

I_н.а.? I_н.р. (2.18)

где

I_н.а. - номинальный ток автомата, А;

I_н.р. - номинальный ток расцепителя, А;

Для линии без двигателя

I_н.р. ? I_м (2.19)

где

I_м. - максимальный токв линии, А;

Для линии с группой двигателей

I_н.р. ? 1,1 • I_м (2.20)

Для линии с одним двигателем

I_н.р. ? 1,25 •I_дл (2.21)

где

I_дл. - длительный ток в линии, питающей одиночный потребитель А;

Линия Т1 - ШНН, 1SF, линия без ЭД:

Ток в линии

(2.22)

где

S_т-номинальная мощность трансформатора, кВА;

U_л - номинальное напряжение трансформатора, кВ

S_m= 1000кВ^.А, U_л= 0,4кВ

Автоматический выключатель выбираем согласно условий 2.18 и 2.19

I_н.р. ? 1445.5А

По таблице А.6 [10] выбираем ВА 55-43

U_н.а=380В

I_н.а.=1600А;

I_н.р.=1600А;

I_у(п)=1,25 I_н.р

I_у(к.з)=2 I_н.р

I_откл=31 кА

При отсутствии бросков тока принимается I_у(к.з)=2I_н.р, в случае необходимости кратность отсечки можно увеличить в период эксплуатации.

Линия ШНН - РП1, автомат SF1, линия с группой ЭД

Максимальный ток в линии

Автоматический выключатель выбираем согласно условий 2.18 и 2.20

I_н.р. ? 1,1Ч330.2=363.22А

По таблице А.6 [10] выбираем ВА 53-39

U_н.а=380В

I_н.а.=400А;

I_н.р.=400А;

I_у(п)=1,25 I_н.р

I_у(к.з)=5I_н.р

I_откл=1.25кА

Ток отсечки

I₀>1,2 • I_пик (2.23)

где

I₀ - ток отсечки, А;

I_пик - пиковый ток, А.

I₀>1,2Ч1060.2=1272.24 А

Кратность отсечки

, (2.24)

принимаем К₀= 3

Так как на РП1 количество ЭД более 5, а наибольшим по мощности является обдирочный станок, то



(2.25)

где

I_н.нб - номинальный ток наибольшего в группе ЭД, А;

U_л - линейное напряжение, кВ;

з - КПД ЭД, отн. ед.

Р_н = 45 кВт; U_л = 0,38 кВ; cosц = 0,65; з = 0,9

I_н.нбК_и=117.01Ч0,25=29.25 А.

Для АД кратность пускового тока 6,5-7,5, тогда пусковой и пиковый токи

I_{пуск..нб}=6,5^.I_н.нб=6.0Ч29.25= 175.5А;

I_пик = I_{пуск.нб} + I_м.гр - I_н.нбК_и= 175.5+116.8 -29.25= 263,06А

Линия РП2 - автоматSF, линия с одним ЭД:

Длительный ток в линии по формуле 2.24

Автоматический выключатель выбираем согласно условий 2.18 и 2.21

I_н.р. ? 1,25Ч37.1=48.6А

По таблице А.6 [10] выбираем ВА 53-39:

U_н.а=380В

I_н.а.=160А;

I_н.р.=160А;

I_у(п)=1,25 I_н.р

I_у(к.з)=3I_н.р

I_откл=20 кА

По формулам 2.23 и 2.24 определяем ток и кратность отсечки

I₀>1,2Ч6,5Ч48,6 =449.34 А

принимается К₀ = 3

Аналогично рассчитываются и выбираются аппараты защиты для других потребителей. Результаты сводятся в таблицу Б.1 - Сводная ведомость ЭСН электроприёмников

Расчет и выбор линий электроснабжения

Выбираются линии ЭСН [2] с учетом соответствия аппаратам защиты согласно условию

I_доп ? K_зщI_у(п) (2.26)

где

I_доп - допустимый ток проводника, А;

К_зщ - коэффициент защиты;

I_у(п) - ток уставки автомата в зоне перегрузки, А.

По [3] для прокладки в трубах для взрыво- и пожароопасных помещений выбирается кабель марки АВВГ, К_зщ= 1,25. (закалочная, щитовая), в помещениях с нормальной зоной опасности и при отсутствии механических повреждений К_зщ= 1

Линия с SFI_доп ? 1 Ч 1,25 Ч 63 = 79А

По таблице 1.3.15 [9] выбирается АВВГ -3Ч35, I_доп = 90А

Линия с SF6: пожароопасное помещение К_зщ= 1,25

I_доп ? 1,25 Ч 1,25 Ч 160 = 250А.

По таблице 1.3.15 [9] выбирается АВВГ -2Ч(3Ч70), I_доп = 2Ч140А



2.3 Расчет токов короткого замыкания

Выбор характернойлинии электроснабжения

Характерной линией ЭСН является та, у которой К_п, I_н,L - наибольшая величина. Обычно это линия с наиболее мощным ЭД или наиболее удаленным потребителем. Принимаем линию провод АС -3Ч10/1.8 - трансформатор ТМ 1000 - 10/0.4 - кабель АВВГ - 2Ч(3Ч250) - РП1 - кабель АВВГ - 3Ч(3Ч3140) - РП2 - кабель АВВГ-3Ч120. Шинокровод-ШЗМ-16 для ШНН. Для группы приемников ШМА4-630-У3

Выбор точек и расчет токов короткого замыкания

1. Составляется схема замещения характерной линии ЭСН (рис 2.4) и нумеруются точки КЗ в соответствии с расчетной схемой. Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечном электроприёмнике.

2. Вычисляются сопротивления элементов и наносятся на схему замещения.

2.1 Для системы

где

I_с - ток сети, А;

S_т - полная мощность трансформатора, кВ^.А;

U_c - напряжение сети, кВ.

S_т = 1000кВА; U_с = 10 кВ

По таблице 1.3.29 [9], наружная ВЛ АС-3 Ч 10/1,8; с длительно допустимым током I_доп = 84 А;

При отсутствии данных x₀ можно принять равнымх₀ =0,4 Ом/км

где

r₀и x₀ - удельное активное и индуктивное сопротивления, мОм/м;

L_c - протяженность линии, м;

S-сечение проводника, мм²;

г - удельная проводимость материала, м/(Ом·мм²).

L_c=0,5 км; S = 10 мм²; г = 30 м/(Ом·мм²)

Сопротивления приводятся к НН [7]:

где

U_НН-низкое напряжение, кВ;

U_ВН-высокое напряжение, кВ;

U_НН= 0,4кВ; U_ВН= 10кВ



Рисунок 2.4- Расчетная схема ЭСН

Рисунок 2.5 - Схема замещения

Рисунок 2.6 - Схема замещения упрощенная

2.2 Для трансформатора с S_ном =1000кВА по таблице 1.9.1 [10] принимаем

R_т= 2 мОм, Х_т= 8.5 мОм; Z_т⁽¹⁾=81 мОм.

где

R_т - сопротивление трансформатора, кОм;

X_т- индуктивное сопротивление трансформатора, мОм;

Z_т⁽¹⁾ - полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, мОм.

2.3 Для автоматов по таблице 1.9.3 [10]

1SF	Iна = 1600А	R1SF=0,08мОм	X1SF= 0,08мОм	RП1SF= 0,10мОм
SF1	Iна = 630А	RSF1=0,12мОм	XSF1= 0,13мОм	RПSF1= 0,25мОм
SF	Iна = 160А	RSF =0,7мОм	XSF = 0,7мОм	RПSF = 0,7мОм

2.4 Для кабельных линий по таблице 1.9.5 [10], принимаем для кабельных линий:

КЛ1: г₀' = 0,208 мОм м; х₀ = 0,079 мОм/м. Так как в схеме 2 параллельных кабеля, то

R_кл1=r₀ЧL_кл1=0,069Ч10,5=0,72мОм

Х_кл1= х_о^.ЧL_кл1=0,079Ч 10,5=0,82мОм.

КЛ2: г₀ = 0,261мОмм; х₀ = 0,08 мОм/м.

R_кл2=r₀^.ЧL_кл2=0,261Ч10=2,61мОм

Х_кл2= х_оЧL_кл2=0,08Ч 10=0,8мОм

2.6 Для шинопровода ШРА по таблице 1.9.7

ro=0,1 мОм/м; хо=0,13 мОм/м

roґn=0,2 мОм/м хоn=0,26 мОм/м

Rш=rоLш=0.1Ч48=4,8 мОм

Хш=xoLш=0,13Ч48=6,24 мОм

2.7 Для ступеней распределения по таблице 1.9.4 [10], для ступеней распределения принимаем: R_c1 = 15мОм; R_с2 = 20мОм.

3 Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносятся на схему (рис. 2.6):

R_э1=R_с+R_Т +R_1SF +R_П1SF +R_С1= 2,5+2+0,08+0,1+15=19,68 мОм;

Х_э1=Х_С+Х_Т +Х_1SF= 1,9+8,5+0,08=10,48 мОм;

R_э2=R_кл1 +R_SF1 +R_ПSF1 +R_С2+R_ш= 0,12+0,25+0,72+4,8+20=25,89 мОм;

Х_э2=Х_кл1+Х_SF2+R_ш= 0,13+0,72+6,24=7,09 мОм;

R_э3=R_кл2+R_SF + R_ПSF=0,7+0,7+2,61=4,01 мОм;

Х_э3=Х_кл2+Х_SF2= 0,7+0,8=1,5 мОм;

4 Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ и заносятся в «Сводную ведомость» (таблица 2.2):

R_к1= R_э1= 19,68 мОм; Х_к1 = X_э1=10,48мОм;

;;

5 Определяются ударный коэффициент (К_у) по рисунку1.9.1 [10]

6 Коэффициент действующего значения ударного тока

q₂ = q₃ = 1



7 Определяются 3-фазные токи КЗ и заносятся в «Сводную ведомость токов КЗ»:

Действующие значения ударного тока

Ударный ток

8 Определяются 2-фазные токи КЗ и заносятся в «Сводную ведомость токов КЗ»

Таблица 2.2. Сводная ведомость токов КЗ

Точка КЗ	Трехфазные токи КЗ	Двухфазные токи КЗ	Однофазные токи КЗ
	Rк, мОм	Xк, мОм	Zк, мОм	Ку	q	, кА	iу, кА		кА	ХП, мОм	RП, мОм	ZП, мОм	, кА
К1	10,48	9.68	30.16	1,0	1,0	7,66	10,81	7,66	6,66	-	-	15,00	5,476
К2	17,57	45,57	63,14	1,0	1,0	3,47	4,89	3,47	3,01	14,05	46,049	48,14	2,927
К3	19,07	49,58	68,65	1,0	1,0	3,19	4,49	3,19	2,77	29,05	51,269	58,92	2,560

9 Составляется схема замещения для расчета 1-фазных токов КЗ (рис. 2.7) и определяются сопротивления.

Рисунок 2.7. Схема замещения для расчета 1-фазных токов КЗ

Для кабельных линий

R_пкл1=2r₀^.ЧL_кл1=2Ч0,069Ч10,5=1,449мОм

Х_пкл1= х_оп^.ЧL_кл1=0,15^.Ч10,5=1,57мОм.

R_nш=r_onшL_ш=0,2Ч48=9,6мОм

Х_nш =r_onшL_ш=0,26Ч48=12,48мОм

R_пкл2=2r₀^.ЧL_кл2=2Ч0,261Ч10=5,22мОм

Х_пкл2= х_оп^.ЧL_кл2=0,15Ч10=15мОм.

Z_П1=R_с1=15 мОм

10 Определяются1-фазные токи КЗ и заносятся в «Сводную ведомость токов КЗ»

Проверка элементов по токам КЗ

1 Согласно условиям по токам КЗ АЗ проверяются:

* на надежность срабатывания:

1SF: 5,476 ? 3^. 1,6кА 1,9 ? 1,2

SF1: 2,927 ? 3^. 0,63кА 1,37 ? 0,96

SF: 2,560? 3^. 0,16кА 1,29 ? 0,24

Надежность срабатывания автоматов обеспечена;

* на отключающую способность:

1SF: 31 ? 1,41^. 7,66 кА 25 ? 8,3

SF1: 25 ? 1,41^. 3,47 кА 25 ? 4,5

SF: 12,5 ? 1,41^. 3,19 кА 18 ? 4,1

где

= - трехфазный ток в установившемся режиме

Автомат при КЗ отключается не разрушаясь

на отстройку от пусковых токов. Учтено при выборе К₀для I_у(кз) каждого автомата:

I_у(кз)? I_п(для ЭД)

I_у(кз)? I_пик(для РУ)

2 Согласно условиям проводники проверяются:

* на термическую стойкость:

КЛ (ШНН-РП 5): по таблице 1.10.3 [10], принимаемприведенное время действия тока КЗ t_пр(1)⁼ 3,5 с.

S_кл1 ? S_кл1.тс;

где

S_кл.тс - термически стойкое сечение кабельной линии, мм²;

t_пр - приведенное время действия тока КЗ;

б - термический коэффициент, принимается б = 6 - для меди [10].

2Ч70 мм²> 78,2мм²

Аналогично проверяется КЛ (РП 5-Н): по таблице 1.10.3 [10], принимаемt_пр(1)⁼ 1,7 с.



S_кл2 ?S_кл2.тс; 120 мм²>45,75мм²

По термической стойкости кабельные линии удовлетворяют;

* на соответствие выбранному аппарату защиты учтено при выборе сечения проводника I_доп? К_зщ^. I_у(п)

Определение потери напряжения в линии

По потере напряжения линия ЭСН должна удовлетворять условию

?U< 5% от U_н.

Составляется расчетная схема для потерь напряжения (рис. 2.8) и наносятся необходимые данные.

Так как токи участков известны, то наиболее целесообразно выбрать вариант расчета ?Uпо токам участков.

Рисунок 2.8. Расчетная схема определения потери напряжения

?U=?U_кл1+?U_кл2+?U_ш=0,2+1,7+0,15=2,05%

Согласно условия ?U< ?U_доп, 2,05% < 5%, что удовлетворяет силовые нагрузки.

Вывод: Выполненные проверки элементов ЭСН показали их пригодность на всех режимах работы.



3. Составление ведомости монтируемого электрооборудования

В соответствии с полученными результатами, составим ведомость монтируемого оборудования.

Таблица 3.1. Ведомость монтируемого оборудования

№	Наименование ЭО	Тип, марка	Ед. изм.	n	Примечание
1	Трансформатор	ТМ 1000-10/0.4	шт	1
2	Кабели	АВВГ - 3Ч150	м	15
		АВВГ - 3Ч120	м	35
		АВВГ-3Ч70	м	15
		АВВГ - 3Ч25	м	40
		АВВГ-3Ч16	м	20
		АВВГ-3Ч10	м	60
		АВВГ-3Ч2,5	м	108
3	Провод	АС-3Ч10	м	500
4	Распределительные пункты	ПР85-4054-21У3	шт	2
		ПР85-4067 -21У3	шт	2
5	Конденсаторная установка	УК2-0,38-50 У3	шт	2
6	Автоматические выключатели	ВА 55-39	шт	3
		ВА 55-43	шт	1
		ВА 51Г-31	шт	8
		ВА 51-31-1	шт	26
		ВА 51-33	шт	5
		ВА 55-43	шт	1
		ВА 51Г-31	шт	8
		ВА 51-31-1	шт	26

4 Основные технические и организационные мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1 кВ

В соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок и ГОСТ 12.1.019-79 для защиты персонала от случайного прикосновения к токоведущим частям электрооборудования предусмотрены следующие основные технические меры:

1) ограждение токоведущих частей;

2) применение блокировок электрических аппаратов;

3) установка в РУ заземляющих разъединителей;.

4) устройство защитного отключения электроустановок;

5) заземление или зануление электроустановок;

6) выравнивание электрических потенциалов на поверхности пола (земли) в зоне обслуживания электроустановок;

7) применение разделяющих трансформаторов, применение малых напряжений;

8) применение устройств предупредительной сигнализации;

9) защита персонала от воздействия электромагнитных полей;

10) использование коллективных и индивидуальных средств защиты.

11) выполнение требований системы стандартов безопасноститруда (ССБТ).

Работы, проводимые в действующих электроустановках, делятся на следующие категории:

1) проводимые при полном снятии напряжения;

2) проводимые с частично снятым напряжением;

3) без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях;

4) без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

К техническим мероприятиям, выполняемым для обеспечения безопасного ведения работ с полным или частичным снятием напряжения в установках до 1000 В, относятся:

1) отключение всех силовых и других трансформаторов со стороны высшего и низшего напряжения с созданием видимого разрыва цепей;

2) наложение переносных заземлений. При их отсутствии - принятие дополнительных мер: снятие предохранителей, отключение концов питающих линий, применение изолирующих накладок в рубильниках, и автоматах и другие;

3) проверка отсутствия напряжения указателем напряжения, который предварительно должен быть проверен путем приближения к токоведущим частям, находящимся под напряжением.

К техническим мерам, обеспечивающим безопасность работ без снятии напряжения относятся:

1) расположение рабочего места электромонтера таким образом_? чтобы токоведущие части, находящиеся под напряжением, либо перед ним, либо с одной стороны;

2) использование защитных средств;

3) использование глухой, чистой и сухой спецодежды с длинными застегивающимися рукавами и головного убора.

Организационные меры для обеспечения безопасности работ - это выполнение работ в электроустановках по наряду, распоряжению, в порядке текущей эксплуатации.

1. Работы по наряду. Наряд - это письменное задание, определяющее место, время начала и завершения работ, условия их безопасного ведения, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность работ. Наряд составляется на бланке установленной формы. По наряду выполняются следующие работы:

1) с полным снятием напряжения;

2) с частичным снятием напряжения;

3) без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением.

2. Работы по распоряжению. Распоряжение - это задание на работу в электроустановках, записанное в оперативном журнале. Распоряжение имеет разовый характер, выдается на одну работу и действует на одну смену или в течение часа. По распоряжению выполняются работы:

1) без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением, продолжительностью не более - одной смены;

2) внеплановые кратковременные и небольшие по объему (до 1 часа), вызванные производственной необходимостью, с полным или частичным снятием напряжения, а также без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением (работы на кожухах электрооборудования, измерения токоизмерительными клещами, смена предохранителей до 1000 В). Эти работы выполняются не менее чем двумя рабочими в течение не более 1 часа;

3) некоторые виды работ с частичным или полным снятием напряжения в установках до 1000 В продолжительностью не более одной смены (ремонт магнитных пускателей, контакторов, рубильников и прочей подобной аппаратуры, установленной вне щитов и сборок; ремонт отдельных электроприемников; ремонт отдельно расположенных блоков управления и магнитных станций, смена предохранителей и другие. Работы выполняются двумя рабочими.

3. В порядке текущей эксплуатации выполняют работы по специальному перечню с последующей записью в оперативный журнал.

Заключение

Данный курсовой проект - итоговая работа изучения 1 раздела МДК 01.02 «Основы технической эксплуатации и обслуживания электрического и электромеханического оборудования»

В курсовом проекте я спроектировал схему снабжения цеха механической обработки деталей. По заданной мощности оборудования цеха рассчитал электрическую нагрузку цеха и составил сводную ведомость нагрузок по цеху. На основании этих расчетов выбрал мощность и тип силовых трансформаторов. Произвел расчет и, пользуясь справочниками, выбрал компенсирующие устройства. Рассчитал уставки аппаратов защиты и выбрал защитную аппаратуру (автоматические выключатели). При этом к установке принималось наиболее перспективное оборудование. Для питания оборудования рассчитал сечения и выбрал кабель (провод) линии электроснабжения. Выполнил расчет токов короткого замыкания и на основании этих расчетов проверил правильность выбора аппаратуры защиты.

В курсовом проекте также рассмотрены вопросы, относящиеся к обеспечению безопасности людей работающих на предприятии.

Библиографический список

1. Правила устройства электроустановок. - М.:Госэнергонадзор, 2009. - 644 с.

2. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: учебное пособие / И.И. Алиев. - М.: Высшая школа, 2011. - 256 с.

3. Кабышев А.В. Расчет и проектирование систем электроснабжения: Справочные материалы по электрооборудованию: Учеб.пособие / А.В. Кабышев, С.Г. Обухов. - Томск, 2014. - 168 с.

4. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов: учеб. пособие для студ. проф. образования / Е.А. Конюхова. - М.: Мастерство, 2012. - 320 с.

5. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учебно-справочное пособие /Б.И. Кудрин. - М.: Теплотехник, 2013. - 698 с.

6. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения: методическое пособие для курсового проектирования / В.П. Шеховцов. - М.: Форум-Инфра-М, 2014. - 214 с.

7. http://elektroinf.narod.ru/ Библиотека электроэнергетика

Размещено на Allbest.ru

...