Расчет первой магистрали системы электроснабжения листопрокатного цеха №1 Ашинского металлургического завода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Характеристика технологического процесса ЛПЦ-1

1.2 Характеристика потребителей электроэнергии и категории надёжности

2. Специальная часть

2.1 Расчёт электрических нагрузок

2.2 Компенсация реактивной мощности

2.3 Расчёт и выбор числа, типа и мощности трансформаторов

2.4 Расчёт питающих линий высокого и низкого напряжения

2.5 Расчёт токов короткого замыкания

2.6 Выбор и проверка электрооборудования

2.7 Релейная защита

2.8 Расчет заземления

3. Мероприятия по технике безопасности и охране труда

Заключение

Список литературы

Введение

Система электроснабжения (СЭС) представляет собой комплекс источников, а также систем преобразования, распределения и передачи электрической энергии. Сегодня просто невозможно себе представить нашу жизнь и работу без использования электричества.

Электричество уже давно и очень сильно внедрилось в каждую сферу деятельности и в быт людей. Главной особенностью электроэнергии является довольно простое производство, передача и преобразование.

В сети присутствуют специальные линии передач, с помощью которых осуществляется соединение подстанций. К ним подходит несколько таких линий. Внутри каждой подстанции происходит преобразование входного напряжения, а также перераспределение потоков электрической энергии между подходящими линиями.

Сама структура сети способна меняться динамически. Для этого используют специальные коммутаторы. Нужно это для того, чтобы при проведении ремонтных работ или возникновении аварийных ситуаций производить отключение той либо иной линии.

Стоит отметить, что системы электроснабжения не имеют потребителей. Они служат лишь для того, чтобы электричество поступало к ним, соответствовало всем установленным стандартам качества.

Целью данной курсовой работы является расчет первой магистрали системы электроснабжения листопрокатного цеха №1 Ашинского металлургического завода.

Листопрокатный цех №1, специализирующийся на производстве толстолистового металлопроката из углеродистых, низколегированных, конструкционных марок сталей, вступил в строй в 1952 г. и первоначально включал в себя две методических нагревательных печи, рабочую клеть «2850» и вспомогательное оборудование участка.

В течение десяти лет практически все оборудование цеха было заменено на более современное. На участке нагревательных печей установлена методическая печь №3, равная по производительности печам №1 и №2 вместе взятым. В тот же период устанавливается новая рабочая клеть и более мощные двигатели главного привода под увеличенный развес слитка, меняются все рольганги и оборудование участка листоотделки, реконструируется привод клети. Эти мероприятия позволили увеличить производительность стана более чем в 2 раза.

1. Общая часть

1.1 Характеристика технологического процесса ЛПЦ-1

Листопрокатный цех №1 предназначен для выпуска листового проката из углеродистых и низколегированных сталей.

Цех состоит из 4-х пролетов, расположенных параллельно друг другу:

1 пролет -- длина 310 м ширина 27 м

2 пролет -- длина 310 м ширина 27 м

3 пролет -- длина 222 м ширина 27 м

4 пролет -- длина 162 м ширина 18 м

Прокатка слитков и слябов производится на стане трио-Лаута "2850".

Работа на стане круглосуточная (трехсменный и четырех бригадный график работы).

Прокатный стан является основным агрегатом в прокатном цехе. Назначение остальных участков - обеспечить бесперебойную работу стана, полнее использовать его мощности.

Технологический процесс производства продукции (схема 1) включает в себя:

- нагрев заготовки перед прокаткой;

- прокатка листов;

- отделка листов;

- отгрузка метала.

Для нагрева металла с последующей его прокаткой цех оборудован тремя методическими печами с торцевой загрузкой, двухсторонним нагревом и боковой выдачей нагретых слитков и слябов.

Печи размещаются в 1 и 2 пролетах. Во втором осуществляется загрузка холодного металла в печь, а в первом - выдача из печи нагретого металла.



Схема 1 - Технологический процесс производства готовой продукции

Исходной заготовкой для прокатки листов являются слитки и слябы толщиной от 180 мм до 240 мм включительно, шириной от 900 мм до 1600 мм включительно и длиной от 900 мм до 1800 мм включительно.

Посадка металла на посадочные площадки осуществляется двумя мостовыми десятитонными кранами с магнитными плитами.

Посадка слитков и слябов в нагревательные печи производится поплавочно. Посадка плавки по частям допускается по производственной необходимости или по условиям заказа. Перед посадкой в нагревательные печи все слитки и слябы очищаются от грязи и мусора метлой или воздухом.

Выдача нагретых слябов и слитков из печей производится по сигналу с третьего поста без разрыва плавок соответственно порядку посадки. Разрешается выдавать за один прием с печи № 1 и 2 не более 4 слябов или слитков, с печи № 3 -не более 6 слябов.

После нагрева заготовка по рольгангу подается на участок стана. Для удаления печной окалины, после выхода из печи слябы подвергаются печному гидросбиву. Ответственность за необходимость включения и выключения гидросбива несет старший вальцовщик.

Прокатка слитков и слябов производится на стане трио-Лаута "2850".

Рабочая клеть стана трио-Лаута 2850 предназначена для прокатки листов толщиной 8-30 мм, шириной до 2500 мм, длиной до 12000 мм из котельных, топочных, углеродистых, марганцовистых, низколегированных и других марочных сталей.

Рабочая клеть имеет основные узлы и механизмы:

1. Узел станин;

2. Узел подушек;

3. Валок д. 905 мм (2 шт);

4. Валок средний;

5. Нажимное устройство;

6. Механизм перемещения;

7. Уравновешивающее устройство верхнего валка;

8. Рабочая площадка;

9. Лестница;

10. Узел проводок;

11. Воздухопроводы;

12. Механизм перевалки валков.

Привод стана осуществляется от электродвигателей мощностью 2000 и 2300 кВт. Рабочая клеть трио Лаута имеет три прокатных валка - крайние валки диаметром 905 мм и являются приводными, а средний валок диаметром 652 мм - холостой. Длина бочек валков 2850 мм. Обжатие раската в каждом пропуске осуществляется между средним валком и одним из крайних (нижним или верхним) валком. Прокатные валки устанавливаются на текстолитовых вкладышах. Уравновешивание верхнего и среднего валков - гидравлическое. В процессе прокатки валки непрерывно охлаждаются водой. После прокатки горячекатаные листы по рольгангу поступают на листоправильную машину, где проходят качественную правку при температуре металла от 500 ⁰С до 850 ⁰С.

Охлаждение на холодильниках № 2, 3, 4 осуществляется на воздухе или при помощи вентиляторов, после правки на листоправильной машине и нанесения технологической маркировки. Допускается ускоренное охлаждение раскатов на приёмных рольгангах под вентиляторным воздухом. Раскат охлаждается в режиме покачивания (реверса) на рольганге.

Холодильник № 5 представляет собой стационарный стеллаж, состоящий из решетчатых чугунных плит, с шагающими балками, установленных в промежутках между плитами. Состоит из двух секций. На нем охлаждаются листы длиной до 28000 мм. Охлаждение проката на холодильнике № 5 осуществляется после нанесения технологической маркировки, противофлокенной обработки или после предварительного охлаждения на холодильниках № 2, 3, 4. Раскаты длиной от 14 до 28 метров необходимо транспортировать одновременно на двух секциях холодильника №5. Раскаты длиной менее 14 метров транспортируются на каждой секции отдельно.

Для окончательного охлаждения, оценки качества поверхности листов и удаления дефектов прокатного и сталеплавильного производства раскаты передаются на холодильник №6. Между холодильниками № 5 и № 6 установлен промежуточный рольганг, обеспечивающий транспортирование раскатов к холодильнику № 6. Холодильник № 6 состоит из двух секции, каждая из которых может индивидуально транспортировать листы длиной до 14 м; листы длиной от 14 до 28 м транспортируются на двух секциях, работающих синхронно. В зоне первых секций установлен кантователь раскатов, обеспечивающий кантовку раскатов на 180°, с целью визуального осмотра поверхности раската. Выдача проката с холодильника № 6 осуществляется только после осмотра поверхности и разметки проб. При наличии поверхностных дефектов на поверхности раскатов, выдача осуществляется только после их зачистки.

Обрезка боковых кромок раскатов толщиной от 8 до 50 мм осуществляется на сдвоенных кромкообрезных ножницах (СКОН).

Раскаты, предназначенные для резки на СКОН, поступают после охлаждения на холодильниках и прохождения установки ультразвукового контроля. Раскаты должны иметь температуру не более 80 °С. Поверхность не должна иметь поверхностных дефектов, должна содержать технологическую маркировку и быть размечена на пробы.

Резка раскатов толщиной от 8 до 50 мм на мерные длины, обрезка переднего и заднего концов осуществляется на ножницах поперечной резки. Тип ножниц - одновальные с катящимся резом.

Раскат поступает к НПР по рольгангу после обрезки боковых кромок на сдвоенных кромкообрезных ножницах (СКОН).

Для получения перпендикулярности реза осуществляется выравнивание раската с помощью устройства выравнивающего, установленного на рольганге перед НПР. Выравнивающее устройство состоит из двух секций, каждая из секций состоит из четырех балок с направляющими, по которым перемещаются центрирующие тележки с роликами. Допускается выравнивание раската в ручном режиме, при условии остановки раската. Раскат подается к ножницам и останавливается перед ними по сигналу от фотодатчика. Далее прокат по команде оператора задается в ножницы и останавливается под верхним ножом для выполнения первого (нулевого) реза - отрезки переднего конца. Длина отрезки переднего конца устанавливается резчиком визуально, длина должна позволять полностью избавиться от передних заплечиков на раскате. По команде «Старт» включаются ножницы и прижимные гидроцилиндры, которые, опережая суппорт с ножом примерно на 1 с, опускают прижимы на раскат, прижимая его к ножевому столу для удержания при резе. Далее «катящимся» суппортом с ножом прижатый раскат перерезается, при повороте эксцентрикового вала на определенный угол поступает команда от кодового датчика на подъем прижимов в исходное положение. После осуществления «нулевого» реза, резчиком (или автоматически) включается пневмоцилиндр на опускание мерительного ролика перед ножницами на раскат. Включаются рольганги на перемещение раската, и отмеряется заданная длина, рольганги останавливаются, каток мерительного ролика пневмоцилиндром поднимается в исходное положение (верхнее).

Расчет положения переднего конца листа осуществляется по мерительному ролику перед ножницами до тех пор, пока передний конец листа не пересечет ось мерительного ролика за ножницами. Мерительный ролик за ножницами производит доизмерение листа при его дальнейшем перемещении, а результат доизмерения суммируется с результатом измерения мерительного ролика перед ножницами. С запуском двигателей главного привода ножниц на измерительный ролик за ножницами поднимается в верхнее положение.

После порезки включается рольганг за НПР, и порезанный лист транспортируетсядалее по технологической линии. Далее осуществляется резка раската на мерные длины необходимое количество раз.

Оставшийся после резки последний задний конец раската, если его длина не превышает 500 мм, сбрасывается с ножевого стола плитой сталкивателя с приводом от гидроцилиндра на транспортер для обрези и передается к скрапным ножницам для измельчения.

Листы с удовлетворительными результатами испытаний сдаются на склад. Сдаче на склад готовой продукции подлежат только вагонные партии металла при условии, что химический состав, механические свойства, геометрические размеры, поверхность и кромки листов удовлетворяют требованиям соответствующих стандартов и заказа.

1.2 Характеристика потребителей электроэнергии и категории надёжности

Категории электроприёмников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта.

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприёмники разделяются на следующие 3 категории (ПУЭ п. 1.2).

Электроприемники: первой категории должны обеспечиваться питанием от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, перерыв их электроснабжения при аварии на одном из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Электроприемники второй категории - это такие электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, к массовому простою рабочих, механизмов, промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного числа городских и сельских жителей. Электроприемники второй категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых источников питания. Для данной категории при нарушении электроснабжения одного источника питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питании действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригадой.

Электроприемниками третьей категории называются все остальные электроприемники, не подходящие под определение вышеизложенных. К ним можно отнести электроприемники во вспомогательных цехах, на неответственных складах. Для их электроснабжения достаточно одного их источников питания, при условии, что перерывы в электроснабжении достаточно одного из источников питания при условии, что перерывы в электроснабжении, необходимые для ремонта или замены поврежденного аппарата, не превышают суток.

Электрические станции вырабатывают электрическую энергию трехфазного переменного тока, который передаётся на большие расстояния по трём проводам. Частота переменного тока, питающего промышленные установки, в разных странах различна. Она колеблется от 25 до 60 периодов в секунду (герц). В Украине, как и в большинстве стран, промышленная частота принята равной 50 Гц. Есть так же потребители постоянного тока, но в производстве они применяются редко.

Первая категория - электроприёмники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный экономический ущерб, повреждение дорогостоящего оборудования, расстройство сложного технологического процесса, массовый брак продукции.

Из состава электроприёмников первой категории выделяется особая группа (нулевая категория) электроприёмников, бесперебойная работа которых не обходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы для жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего оборудования.

Вторая категория - электроприёмники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовым недоотпускам продукции, массовым простоям рабочих, механизмов. Допустимый интервал продолжительности нарушения электроснабжения для электроприёмников второй категории не более 30 минут.

Третья категория - все остальные электроприёмники, не подходящие под определение первой и второй категорий.

Для третьей категории надежности электроснабжения: допустимое число часов отключений в год составляет 72 часа, но не более 24 часов подряд, включая срок восстановления электроснабжения, за исключением случаев, когда для производства ремонта объектов электросетевого хозяйства необходимы более длительные сроки, согласованные с Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору,

Для второй и первой категории надежности энергоснабжения число часов отключений должно определяться в договоре оказания услуг по передаче электроэнергии (если у потребителя нет такого договора - то в договоре энергоснабжения с гарантирующим поставщиком) с учетом его фактической схемы, источников энергоснабжения, наличия резервного питания и др.

Электроприёмники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, при отключении одного из них переключение на резервный должно осуществляться автоматически. Согласно определению ПУЭ независимыми источниками питания являются такие, на которых сохраняется напряжение при исчезновении его на других источниках, питающих эти электроприёмники. Согласно ПУЭ к независимым источникам могут быть отнесены две секции или системы шин одной или двух электростанций или подстанций при соблюдении следующих условий:

- каждая эта секция или система шин питается от независимых источников.

- секции шин не связаны между собой или же имеют связь, автоматически отключающуюся при нарушении нормальной работы одной из секций шин.

Для электроснабжения электроприёмников особой группы должен предусматриваться дополнительный третий источник питания, мощность которого должна обеспечивать безаварийную остановку процесса.

Электроприёмники второй категории рекомендуется обеспечивать от двух независимых источников питания, переключение можно осуществлять не автоматически.

Электроснабжение электроприёмников третьей категории может выполняться от одного источника при условии, что перерывы электроснабжения. необходимые для ремонта и замены поврежденного оборудования, не превышают одних суток.

2. Специальная часть

2.1 Расчёт электрических нагрузок

Данные об электрооборудовании 1й-магистрали ЛПЦ1 приведены в табл. 1.

Таблица 1 ? Ведомость потребителей электроэнергии

Наименование нагрузки	Uном, кВ	Imax А	Рном, кВ	Кол-во, шт.	Справочные данные
					Ки	cos?	tg?
Косые ролики 1секции	0,4 кВ	100 А	38000	1	0,8	0.89	0,5
Шлеппер левых	0,4 кВ	100 А	38000	1	0,8	0.89	0,5
Линейка левых	0,4 кВ	100 А	38000	1	0,8	0.89	0,5
Левые ножницы	0,4 кВ	100 А	38000	1	0,8	0.89	0,5
Рольганг за правым	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Косые ролики 2 секция	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Манипулятор на кармане	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Цепной транспортер левых	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Рольганг на кармане	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Проворачивающее устройство	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Насос перекачной м/п	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Динамическ торможение лобовых нож	0,4 кВ	100 А	38000	1	0,8	0.89	0,5
Рольганг правых ножниц	0,4 кВ	100 А	38000	1	0,8	0.89	0,5
Манипулятор лобовых ножниц	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Рольганг за лобовыми ножницами 2 секция	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Манипулятор правых ножниц	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Обмотки возбуждения гидросбива	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Выкантовочное устройство	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Насос высокого давления 1	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Насос высокого давления 2	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Выталкиватель печи 2	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Выдачной рольганг между печами 2	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Промежуточный рольганг между печами	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Шлеппер выдачи	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Вентилятор Пу ЗА	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Линейки перед станом	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Наждак Г/А	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Рольганг печи 1	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Выталкиватель печи 1	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Подводящий рольганг 1-5	0,4 кВ	250 А	95000	5	0,8	0.81	0,7
Заслонка печи 1	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Заслонка печи 1	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Заслонка печи 2	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Заслонка печи 2	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Вентилятор обдува стана	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Подводящий рольганг 9 секция	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Подводящий рольганг 9 секция	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Подводящий рольганг 8 секция	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Подводящий рольганг 7 секция	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Подводящий рольганг 6 секция	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Подводящий рольганг 5 секция	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Подводящий рольганг 4 секция	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Подводящий рольганг 3 секция	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Подводящий рольганг 2 секция	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Подводящий рольганг 1 секция	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Воздуходув 1	0,4 кВ	400	152000	1	0,8	0,78	0,8
Воздуходув 2	0,4 кВ	400	152000	1	0,8	0,78	0,8
Толкатель 1	0,4 кВ	400	152000	1	0,5	0,78	0,8
Толкатель 2	0,4 кВ	400	152000	1	0,5	0,78	0,8
Толкатель 3	0,4 кВ	400	152000	1	0,5	0,78	0,8
Толкатель 4	0,4 кВ	400	152000	1	0,5	0,78	0,8
Толкатель 5	0,4 кВ	400	152000	1	0,5	0,78	0,8
Толкатель 6	0,4 кВ	400	152000	1	0,5	0,78	0,8
Отсекающий Шибер 1	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Отсекающий Шибер 2	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Заслонка печи 1	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7
Заслонка печи 2	0,4 кВ	250 А	95000	1	0,8	0.81	0,7

Активная средняя нагрузка за смену Pсм, кВт, определяется по формуле:

, (1)

где Ku - коэффициент использования электроприемника;

Pсм - номинальная мощность одиночного электроприемника, Вт.

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

Pсм12

Pсм13 =

Pсм14 =

Pсм15 =

Pсм16 =

Pсм17 =

Pсм18 =

Pсм19 =

Pсм20 =

Pсм21

Pсм22 =

Pсм23 =

Pсм24=

Pсм25

Pсм26=

Pсм27=

Pсм28 =

Pсм29=

Pсм30=

Pсм31=

Pсм32 =

Pсм33 =

Pсм34

Pсм35=

Pсм36=

37=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

Pсм48

Pсм49 =

Pсм50 =

Pсм51 =

Pсм52=

Pсм53=

Pсм54 =

Pсм55 =

Pсм56 =

Pсм57 =

Pсм58=

?Р_см =4275кВт

Реактивная мощность определяется по формуле:

, (2)

Где - тангенс (справочные данные);

Pсм - номинальная мощность одиночного электроприемника, Вт.

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

Qсм12

Qсм13 =

Qсм14 =

Qсм15 =

Qсм16 =

Qсм17 =

Qсм18 =

Qсм19 =

Qсм20 =

Qсм21=

Qсм22 =

Qсм23 =

Qсм24=

Qсм25

Qсм26=

Qсм27=

Qсм28 =

Qсм29=

Qсм30=

Qсм31=

Qсм32 =

Qсм33 =

Qсм34

Qсм35=

Qсм36=

37=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

Qсм48 =

Qсм49 =

Qсм50 =

Qсм51 =

Qсм52=

Qсм53=

Qсм54 =

Qсм55 =

Qсм56 =

Qсм57 =

Qсм58=

?Q_см =2994 кВАр

Полная нагрузка на группах потребителей за смену, S_см, кВА, определяется по формуле:

S_см = , (3)

S_см = = 5219 кВА.

Максимальный расчётный ток, I_max, приведен в таблице 1.

2.2 Компенсация реактивной мощности

Реактивная мощность представляет собой часть полной мощности, которая не производит работы, но необходима для создания электромагнитных полей в сердечниках магнитопроводов. Её величина определяется конструктивными особенностями двигателей (оборудования), их режимами работы и характеризуется коэффициентом мощности. В отечественной практике показателем реактивной мощности является значение соs ф и требования к нему находится в пределах 0,75 - 0,85 для нормального режима работы асинхронных двигателей. Единица измерения реактивной мощности вольт - ампер реактивный (ВАР), киловольт - ампер реактивный (кВАр)

По таблице расчёт электрических нагрузок находится cos ф по формуле:

tg ?_ср = = (4)

tg ?_ср = = 0,619

Стандартный tg ? = 0,416

Q_ку = P_ср (tg?_ср - tg ?_ст) (5)

Q_ку = 2994 (0,619 - 0,416) = 607,782 кВАр

Рисунок 2 - Схема компенсирующего устройства

Выбор компенсирующего устройства с учетом Q. U

Схемы присоединения конденсаторных установок. В зависимости от назначения, напряжения и мощности конденсаторной батареи схемы соединений конденсаторных установок выполняют одно и трехфазными с параллельным или параллельно - последовательным соединением конденсаторов.

2.3 Расчёт и выбор числа, типа и мощности трансформаторов

Определяем мощность трансформатора с учётом компенсации по формуле:

S_см = , (6)

где: P - суммарная мощность электроприемников, кВт;

- суммарная реактивная мощность электроприемников, кВАр;

- мощность компенсирующей установки.

S_см = = 4895,88 кВА кВАр.

Выбираем 2 трансформатора типа ТМ.

2ТМ - 3500

Т - трехфазный;

М - масляный, с естественной циркуляцией масла и воздуха;

3500- номинальная мощность, кВА;

6(10) - класс напряжения обмотки ВН, кВ;

У - вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-69У

1 - категория размещения по ГОСТ 15150-69;

6 - напряжение обмотки высокого напряжения, 0,4 - напряжение обмотки низкого напряжения, кВ;

Y - схема соединения обмотки высшего напряжения (звезда);

Yн - схема соединения обмотки низшего напряжения (звезда);

0 - группа соединения обмоток.

Кз = , (7)

где Sтр - номинальная мощность трансформатора, кВА;

Sсм - полная мощность электроприёмников на стороне НН, кВА;

N - количество трансформаторов, шт.

где Scm- максимальная мощность электроприёмников, кВА.

Кз = =0,69

Определяем потери реактивной мощности при ХХ по формуле:

ДQxx = Ixx (8)

где: Iхх - ток холостого хода трансформатора;

Sнн - номинальная полная мощность на низкой стороне, кВА.

ДQxx = 1 = 48,95 кВАр.

Определяем потери реактивной мощности при КЗ по формуле:

ДQкз = Uкз (9)

где: Uкз - напряжение короткого замыкания трансформатора.

ДQкз = 6 = 293 кВАр.

Определяем приведенные потери активной мощности при ХХ по формуле:

ДPxx = ДPxx + K ДQxx, (10)

где: К- коэффициент эффективности, равен 0,03-0,05 .

ДPxx = 26+0,04 48,95 = 45,88 Вт.

Определяем приведенные потери активной мощности при КЗ по формуле:

ДPкз = ДPкз + К + ДQкз, (11)

ДPкз = 5,5 + 0,04 293 = 64,46Вт.

Определяем приведенные потери активной мощности всех трансформаторов по формуле:

ДPтр = (ДPтр + ДPкз) n (12)

ДPтр = (45,88 + () 64,46) 1 = 146,22 Вт.

2.4 Расчёт питающих линий высокого и низкого напряжения

Определяем расчётный ток на вводе высокого напряжения по формуле:

Ipвн = , (13)

где: - номинальное напряжение узла питания, кВ;

- - номинальная мощность, кВА.

Ipвн = = 202 А.

Определяем ток аварийный Ipmax по формуле:

Ipmax= 1,3 Iрвн, (14) Ipmax = 1,3 202 = 262А.

Определяем экономическое сечение Sэк по формуле:

Sэк= , (15)

где - экономическая стойкость - 1,2 А/

Sэк= = 218

Проверка кабеля на потери напряжения определяется по формуле:

 (16),

где: - активное сопротивление кабеля, Ом/км;

- реактивное сопротивление кабеля, Ом/км;

- расчетный ток, кА;

- длина линии, км.

Выбираем кабель Кабель ААШВ - 240

I = = 243 A

ДU% = = 8,828%

ДU% ДU%доп

8,828% 10%

Для ПСМ2 выбираем кабель ААШВ 3х240 L=40м

I = = 837 А

ДU% = = 0,0014

ДU% ДU%доп

0,14% 10%

Для ШСМ2 2 выбираем кабеля ААШВ 3х240 L=50м

I = = 2080 А

ДU% = =0,033

ДU% ДU%доп

3,3% 10%

Для ШСУ3, ШСУ2 выбираем кабеля ААШВ 3х120 L=50м

I = = 461А

ДU% = =0,014

ДU% ДU%доп

1,4% 10%

Для ПСМ1 выбираем 2 кабеля ААШВ 3х240 L=70м

I = 1600А

ДU% = =0,035

ДU% ДU%доп

3,5% 10%

Для Тиристорной выбираем 1 кабеля ААШВ 3х95 L=70м

I = =230А

ДU% = =0,035

ДU% ДU%доп

1% 10%

Расчёт шинопровода 1-ой секции

Iр = , (17)

Ip = = 7095 А

Выбираем шины 1 магистрали ШМА 4

Ш - шинопровод

М - магистральный

А - алюминиевый

4 - четырехпроводный (3P+PEN (корпус))

2.5 Расчёт токов короткого замыкания

Определим токи двухфазного и трехфазного короткого замыкания .

Для проверки аппаратуры на отключающую способность находим максимальное значение тока трехфазного короткого замыкания в месте установки выбранного аппарата, а для проверки максимальной защиты на чувствительность находим минимальные значения тока двухфазного короткого замыкания.

На основании схемы электроснабжения магистрали №1 ЛПЦ-1 (рис.3) составим схему замещения (рис4), на которой все элементы схемы изобразим в виде активных и индуктивных сопротивлений.

Рисунок 3 - Схема электроснабжения электроприемников магистрали №1 ЛПЦ-1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4 - Схема замещения электроприемников 1-ой магистрали.

Расчитаем токи короткого замыкания.

Базисные токи определим по формуле:

=, (18)

где: - единая базисная мощность, (кВ);

- базисное напряжение (В).

Базисный ток высокой стороны:

==5,498 кА

Базисный ток низкой стороны:

==144 кА

Относительное сопротивление кабелей на высокой стороне определяется:

(19)

(20)

Относительное сопротивление трансформатора определяется:

х = (21)

= Рк (22)

Sб = 100 МВА

x = = 1,71

= 30 = 2,44

Относительное сопротивление кабелей на низкой стороне:

х =

r =

r = =0,43

х = =0,17

Определим общее сопротивление для точки К1:

= (23)

= = .

Определим общее сопротивление для точки К2:

= = 3,88

Ток короткого замыкания определяется по формуле:

= (24)

==11,7кА

==37,11 кА

Ток ударный определяется по формуле:

= (25)

Для точки К1: ==30,39

Для точки К2: ==96,41.

Мощность точки короткого замыкания определяется по формуле:

= (26)

Для точки К1: ==212 кВА

Для точки К2: ==25 кВА

Таблица 2 - Ведомость расчетов токов короткого замыкания

Точки КЗ	Напряжение U кВ	Сопротивление	кА
		x	r	Z
1	10,5	0,17	0,43	0,46	11,7	30,39	212
2	0,4	2,05	3,3	3,88	37,11	96,41	25

2.6 Выбор и проверка электрооборудования

К коммутационным аппаратам выше относятся высоковольтные выключатели, выключатели нагрузки, разъединители, отделители и короткозамыкатели. Все эти аппараты имеют свои назначения и области применения и, как следствие, к ним предъявляют соответствующие требования. Все данные аппараты должны удовлетворять условиям длительной работы, режиму перегрузки и режиму возможных коротких замыканий. Аппараты должны соответствовать условиям окружающей среды (открытая или закрытая установка, температура, запыленность, влажность и другие показатели окружающей среды). Как правило, все элементы системы электроснабжения выбираются по номинальным параметрам и проверяются по устойчивости при сквозных токах короткого замыкания и перенапряжениях

1. Силовые выключатели BB/Tel - 10, 630 А

2. Предохранитель ПКН - 10

3. Трансформаторы тока ТОЛ 400/5; ТОЛ 200/5; ТОЛ 50/5

4. Трансформаторы напряжения НАМИ - 10УХЛ2

Выбор выключателей:

1) По напряжению установки: Uуст Uном;

2) По длительному току: Iнорм Iном, Imax Iном;

3) По отключающей способности: I п,о I отк,ном;

4) По электродинамической стойкости: iу iдин;

5) По термической стойкости: Bк тер tтер;

где Iп,о, iy, Вк = п,о (tотк = ) определены по расчёту;

Iотк,ном - номинальный ток отключения;

iдин - ток электродинамической стойкости;

iтер - ток термической стойкости;

tтер- время протекания тока термической стойкости, принимают по каталогу.

Выбор высоковольтных предохранителей производится по конструктивному выполнению номинальному напряжению и току, предельно отключаемым току.

Таблица 3 - Вакуумный выключатель Вгг-10-63/8000

Расчетные данные	Вгг-10-63/8000
Uуст=10,5кВ	Uном=10,5 кВ
, Imax=8000А	Imax=8000А
Iу=30,39	Iу= 160

Таблица 4 - Трансформатор тока

Расчетные данные	Трансформатор тока ТШЛ-СВЭЛ-0,4-5.1-0,2S/0,2S/5P/5P/5P-8000/5-УХЛ2
Uуст=0,4кВ	Uном=0,4 кВ
Imax=8000А	Imax=8000А
Iу=30,39кА	Iу=40кА

Таблица 5 - Высоковольтные предохранители SITORАR 350A

Расчетные данные	SITORАR 350A
Uуст=10,5 кВ	Uном=10,5 кВ
Imax=333 А	Imax=400 А
Iном отсечки= 96,41кА	Iном отсечки=100кА

2.7 Релейная защита

Релейная защита -- комплекс устройств, предназначенных для быстрого, автоматического (при повреждениях) выявления и отделения от электроэнергетической системы повреждённых элементов этой электроэнергетической системы в аварийных ситуациях с целью обеспечения нормальной работы всей системы. Действия средств релейной защиты организованы по принципу непрерывной оценки технического состояния отдельных контролируемых элементов электроэнергетических систем. Релейная защита (РЗ) осуществляет непрерывный контроль состояния всех элементов электроэнергетической системы и реагирует на возникновение повреждений и ненормальных режимов. При возникновении повреждений РЗ должна выявить повреждённый участок и отключить его от ЭЭС, воздействуя на специальные силовые выключатели, предназначенные для размыкания токов повреждения (короткого замыкания).

Трансформатор ТМЗ-3500

Расчёт релейной защиты для трансформатора ТМЗ-3500

Iсраб,р = Кн Ч Kсх Ч ,

где: Кn = 1,05; Iп - номинальный ток обмотки стороны трансформатора на которой установлена защита от перегрузки.

Кcх - коэффициент схемы по таблице 9.2

Коэффициент схемы = 1; 1,73; 2.

Коэффициент надёжности 1,2 - 1,5

Кв - коэффициент возврата реле

Кi - номинальный коэффициент трансформатора тока.

Ki = 200/5 = 40

Iсраб,р = Kзап Ч Кн Ч Кcх Ч (27)

Кзап = 2,5 - 3 - коэффициент самозапуска двигателей,

Кв 1,2 - для реле минимального тока Кв 0,8 - для реле максимального тока.

Определяем коэффициент чувствительности по формуле:

Кч = 1,2 - 1,5 (28)

Iсраб = = 517 кА

Кч = = = 1,1

Считаем Iт на низкой стороне трансформатора:

Iт = = 2302 А (29)

Считаем ток срабатывания реле:

Iсраб,р = Кз Ч Кн Ч Ксх Ч (30)

Iсраб,р = = 440 А

Считаем коэффициент чувствительности Кч 1,2 - 1,5

Кч 1,2 - 1,5 (31)

Кч = = 1,29

2.8 Расчет заземления

Заземление цеха является обязательным требованием для обеспечения защитных мер электробезопасности и обеспечивается присоединением электроустановок (шкафов управления, корпусов электродвигателей, станков и т,п,) к заземляющему устройству состоящее из заземлителя и заземляющих проводников. Для заземления оборудования цеха на пром, предприятиях используются различные виды заземлителей - естественные и искусственные. Первые представляют собой проложенные непосредственно в земле металлические трубопроводы и металлоконструкции самого цеха, а вторые -- вертикальные и горизонтальные заземлители (стальные уголки, стержни и трубы), которые специально применяются для заземления.

Сопротивление растеканию тока, Ом, через одиночный заземлитель из труб диаметром 50 мм по формуле

Rтр = 0,9Ч (32)

Где удельное сопротивление грунта, которые выбирают в зависимости от его вида

lтр - длина трубы

Rтр = 0,9Ч=151,2

Затем определяют ориентировочное число вертикальных заземлителей без учёта коэффициента экранирования

n = (33)

где r - допустимое сопротивление заземляющего устройства, Ом, В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПЭУ) на электрических установках напряжением до 1000В допустимое сопротивление заземляющего устройства равно не более 4 Ом.

n = =38

Число вертикальных заземлителей с учётом коэффициента экранирования определяется по формуле:

n1 = _т (34)

где _т коэффициент экранирования заземлителей:

n1 = =95.

Длина соединительной полосы, м:

lп = n1Чa (35)

а - расстояние между заземлителями(а=2,5м)

lп = 95Ч2,75=260

Сопротивление растеканию электрического тока через соединительную полосу, Ом определяется по формуле:

Rn = 2,1Ч () (36)

Rn = 2,1Ч (420 /260)=3,4.

Результирующее сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства, Ом, определяем по формуле:

Rз = (37)

Rз = =3,77.

Допустимое сопротивление заземляющего устройства на электрических установках напряжением до 1000 В равно 3,2 Ом, что не более 4 Ом. Следовательно, полученное результирующее сопротивление растеканию тока заземляющего устройства соответствует норме и заземлители установлены правильно.

2.9 Ремонт электродвигателя АРИ315 М4- 200кВт

АИР315M4 - IM1081(B3) лапы электродвигатель трехфазный 200 кВт 1480 об/мин

Трехфазный асинхронный электродвигатель общего назначения произведен по стандарту ГОСТ 31606-2012 - широко применяется во многих отраслях промышленности: машиностроении, станкостроении, деревообрабатывающей промышленности, сельском хозяйстве, системах водоснабжения, системах вентиляции, подъёмниках, транспортёрах и так далее. Рассчитаны для работы от сети переменного тока со стандартным напряжениям 380/660В.

Основные данные

- мощность 200 кВт;

- частота вращения 1500 об/мин (фактическая - 1480 об/мин);

- коэффициент полезного действия 94.9 %;

- напряжение 380/660В;

- трехфазный асинхронный электрический двигатель общепромышленный;

- алюминиевый или чугунный корпус;

- резьбовое отверстие в торце вала;

- режим роботы S1 - продолжительный (без частых остановок);

- класс энергоэффективности IE1;

- класс изоляции обмоток статора F (максимальная температура 150°С);

Таблица 6 - Перечень работ

Код работы	Наименование работы	Продолжительность работы, час	Исполнители, чел
		Мин	Макс	Итр	Раб
0-1	Оформление наряд допуска на производство работ	0,5	1	1	-
1-2	Допуск к работам по нарядам	0,5	1	1	-
2-3	Разборка двигателя	1	1,5	-	3
2-4	ТО пускорегулирующей аппаратуры	0,5	1	-	2
2-6	Проверка соединения крыльчатки на валу	0,16	0,33	-	1
3-5	Отчистка от грязи пыли ротора и статора двигателя	0,5	0,6	-	1
4-9	Проверка защит	0,5	0,7	-	1
5-7	Проверка питающих кабелей	0,33	0,5	-	2
5-8	Замена подшипников	1	1,5	-	2
6-8	Проверка питающего кабеля	0,16	0,33	-	1
7-10	Проверка заземления	0,16	0,33	-	1
8-10	Сборка двигателя	1	1,5	-	3
9-10	Проверка КИП и сигнализации	0,33	0,5	-	1
10-11	Покраска двигателя	0,5	0,8	-	1
11-12	Проведение испытания	0,5	0,7	1	1
12-13	Пуск в работу	0,5	0,7	1	1

Расчет ожидаемой продолжительности работы проводится по формуле:

(38)

Где - минимальная оценка времени выполнения данной работы, соответствующая наиболее благоприятным условиям;

- Максимальная оценка времени выполнения данной работы, соответствующая наиболее неблагоприятным условиям.

Проводится расчет для участка работы 0 - 1

Проводится расчет для участка работы 1-2

Проводится расчет для участка работы 2-3

Проводится расчет для участка работы 2-6

Проводится расчет для участка работы 3-5

Проводится расчет для участка работы 4-9

Проводится расчет для участка работы 5-7

Проводится расчет для участка работы 5-8

Проводится расчет для участка работы 6-8

Проводится расчет для участка работы 7-10

Проводится расчет для участка работы 8-10

Проводится расчет для участка работы 9-10

Проводится расчет для участка работы 10-11

Проводится расчет для участка работы 11-12

Проводится расчет для участка работы 12-13

Полученные результаты представлены в таблице 7

Таблица 7 - Ожидаемая продолжительность работы

Код работы	Наименование работы	Продолжительность рабаты в часах	Ожидаемая продолжительность час
		Мин	Макс
0-1	Оформление наряд допуска на производство работ	0,33	0,5	0,4
1-2	Допуск к работам по нарядам	0,33	0,5	0,4
2-3	Разборка двигателя	1	1,5	1,2
2-4	ТО пускорегулирующей аппаратуры	0,5	1	0,7
2-6	Проверка соединения крыльчатки на валу	0,16	0,33	0,23
3-5	Отчистка от грязи пыли ротора и статора двигателя	0,5	0,6	0,54
4-9	Проверка защит	0,5	0,7	0,58
5-7	Проверка управляющей аппаратуры	0,33	0,5	0,4
5-8	Замена подшипников	1	1,5	1,2
6-8	Проверка питающего кабеля	0,16	0,33	0,23
7-10	Проверка заземления	0,16	0,33	0,23
8-10	Сборка двигателя	1	1,5	1,2
9-10	Проверка КИП и сигнализации	0,33	0,5	0,7
10-11	Покраска двигателя	0,5	0,8	0,62
11-12	Проведение испытания	0,5	0,7	0,58
12-13	Пуск в работу	0,5	0,7	0,58

К основным параметрам сетевого графика относятся:

- критический путь;

- резервы времени событий;

- ранний и поздний сроки окончания работ.

Изображение событий и работ сетевого графика представлено на рисунке 5.

Ранний из возможных сроков свершения события Tpi - это срок, необходимый для выполнения всех работ, предшествующих данному событию. Ранний срок начала работы совпадает с ранним сроком свершения её начального события и рассчитывается по формуле:



Рисунок 5 - Изображение событий и работ сетевого графика

где i,j - номер начального и конечного события данной работы

Tpi - ранний срок начала работы;

Tpj - поздний срок окончания работы;

Tni - поздний срок начала работы;

Tnj - поздний срок окончани...