(8 оценок, среднее: 4,75 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Проект электроснабжения автоматизированного цеха
Федеральное государственное образовательное учреждение
среднего проф образования
«Лысьвенский политехнический институт»
ПРОЕКТ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЦЕХА
Объяснительная записка
КП.140613.44.11.11 ПЗ
Педагог А.С. Каминскас
Студент А.В. Петунин
2011
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1 Описательная часть
1.1 Главные требования к системам электроснабжения
1.2 Описание автоматического участка
2 Расчётная часть
2.1 Расчёт электронных нагрузок
2.2 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов, компенсирующих устройств
2.3 Выбор распределительных линий, шифанеров
2.4 Расчёт токов недлинного замыкания
2.5 Проверка частей цеховой сети
2.6 Расчёт релейной защиты
Заключение
Перечень применяемых источников
ВВЕДЕНИЕ
электроснабжение трансформатор релейная защита
Электроснабжение промышленных, коммунально-бытовых и остальных потребителей делается от электронных станций (ЭС), вырабатывающих электроэнергию. Электронные станции могут находиться, как поблизости электро-потребителей (ЭП), так, и удалены на значимые расстояния. В обоих вариантах передача и распределение электронной энергии осуществляется по проводам линий электропередачи.
При помощи современных автоматических средств управления повсевременно поддерживается равновесие меж размерами вырабатываемой и потребляемой электронной энергии.
Передачу электроэнергии на огромные расстояния производят на завышенном напряжении. Для этого меж электронной станцией и пользователями сооружаются повышающие и понижающие (преобразовательные) подстанции (ПС). совокупа электростанций, линий электропередач, подстанций и термических сетей, связанных в одно целое общностью режима и непрерывностью процесса производства и распределения электронной и термический энергии именуется энергетической системой (энергосистемой).
1-ое пространство по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит индустрии, на долю которого приходится наиболее 60% вырабатываемой в стране энергии. При помощи электронной энергии приводятся в движение миллионы станков и устройств, освещение помещений, осуществляется автоматическое управление технологическими действиями и др. Есть технологии, где электроэнергия является единственным энергоносителем.
В связи с убыстрением научно-технологического прогресса потребление электроэнергии в индустрии существенно возросло благодаря созданию гибких автоматических производств.
Единая энергетическая система Рф (ЕЭС Рф) — совокупа производственных и других имущественных объектов электроэнергетики, свя-
занных единым действием производства (в том числе производства в режиме комбинированной выработки электронной и термический энергии) и передачи электронной энергии в критериях централизованного оперативно-диспетчерского управления в электроэнергетике. Единая энергосистема — совокупа объединённых энергосистем (ОЭС), соединённых межсистемными связями, обхватывающая значительную часть местности страны при общем режиме работы и имеющая диспетчерское управление
ЕЭС Рф обхватывает фактически всю обжитую местность страны и является наикрупнейшим в мире централизованно управляемым энергообъединением. В истинное время ЕЭС Рф содержит в себе 77 энергосистем, работающих в составе 6 работающих параллельно ОЭС — ОЭС Центра, Юга, Северо-Запада, Средней Волги, Урала и Сибири и ОЭС Востока, работающей изолированно от ЕЭС Рф.
В данном курсовом проекте нужно составить проект электроснабжения автоматического цеха.
1 ОПИСАТЕЛЬНАЯ часть
1.1 Главные требования к системам электроснабжения
К главным требованиям, предъявляемым к цеховому электроснабжению, являются надежность, свойство, экономичность, удобство в эксплуатации, также требования сохранности.
Свойство электроэнергии определяется совокупой ее черт, при которых приемники могут нормально работать и делать заложенные в их функции. Свойство электроэнергии описывает отклонение и колебания напряжения, несимметрия напряжений и токов, отличия и колебания частоты, несинусоидальность кривой тока и напряжения. Свойство электроэнергии в значимой степени влияет на технологический процесс промышленного производства и свойства выпускаемой продукции, на расход электроэнергии и зависит от питающей системы и от потребителей, снижающих свойство электроэнергии. Из всех характеристик свойства электроэнергии наибольшее воздействие на режимы работы цеховых электроприемников оказывают отличия и колебания напряжения.
Главные предпосылки колебаний — это резкое изменение перегрузки, запуск больших асинхронных движков, работа сварочных аппаратов, дуговых печей и т.д. В критериях обычной работы приемников электроэнергии отклонение напряжения от номинального значения допускается в границах -5ч+5% на зажимах электродвигателей и аппаратов для их запуска и управления; -2,5ч+5% на зажимах устройств рабочего освещения.
Несимметрия напряжений и токов — это неравенство фазных либо линейных напряжений (токов) по амплитуде и углом сдвига меж ними. Различают аварийные и эксплуатационные, вызванные применением потребителей типа индукционные печи, сварочные аппараты. Для симметрирования напряжения и токов используют равномерное распределение однофазных нагрузок по фазам, перегрузки подключают на отдельный трансформатор.
Источником несинусоидальности кривой тока и напряжения являются синхронные генераторы, силовые трансформаторы, работающие при завышенных значениях магнитной индукции в сердечнике (завышенном напряжении на выходах), преобразователи переменного тока в неизменный ток и пользователи, с нелинейно ВАХ. наличие высших гармоник в напряжении и токах неблагоприятно действует на изоляцию электронной машинки, трансформаторов, конденсаторов и кабелей. Коэффициент преломления кривой напряжения не должен превосходить 5% на зажимах хоть какого приемника электронной энергии.
Бесперебойность (надежность) электроснабжения электроприемников (потребителей) электронной энергии в хоть какой момент времени определяется режимами их работы. В отношении обеспечения надежности электроснабжения, нрава и тяжести последствия от перерыва питания приемники электронной энергии согласно ПУЭ делятся на последующие три группы:
Электроприемники первой группы должны получать питание от 2-ух независящих источников питания (трансформаторов) по двум линиям. При повреждении 1-го источника автоматические устройства одномоментно подключают все электропотребители к действующему трансформатору. Для особенной группы предвидено три независящих источника питания.
Электроприемники 2-ой группы — это те электроприемники, отключение которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовому простою рабочих, нарушению обычной деятель значимого числа городских и сельских обитателей. Это самая бессчетная группа.
Электроприемникам 2-ой группы рекомендуется получать питание от 2-ух независящих источников питания, но допускается употреблять один при наличии раскладного резерва трансформаторов, если в случае утраты электроснабжения оно будет восстановлено в течение суток.
Электроприемникам третьей группы можно получать питание от 1-го источника питания при условии, что перерыв в электроснабжении будет не наиболее суток.
Утраты электроэнергии в трансформаторах, электродвигателях и другом оборудовании неминуемы, что соединено с принципом работы этих электроустановок. Но за счет мероприятий по экономии электроэнергии утраты должны быть сведены к минимуму.
1.2 Описание автоматического участка
Автоматический цех (АЦ) предназначен для выпуска металлоизделий.
Он является одним из цехов металлургического завода и имеет два главных участка: штамповочный и высадочный.
На участках установлено штатное оборудование: кузнечно-прессовое, станочное и др. В цехе предусмотрены помещения: для трансформаторной подстанции, агрегатная, вентиляторная, инструментальная, для бытовых нужд и др.
Цеховая трансформаторная подстанция (ТП) получает электроснабжение от главной понизительной подстанции (ГПП) завода по кабельной полосы длиной 1 км, напряжение 10кВ. Расстояние от энергосистемы до главной понизительной подстанции (ГПП) — 4 км, линия электроснабжения (ЭСН) — воздушная.
По надёжности и бесперебойности электроснабжения оборудование относится к третьей группы.
Длина цеха составляет 48 м, ширина составляет 30 м, высота составляет 8 м.
Так же в цехе установлены 6 однофазных нагрузок, равномерная установка которых по фазам уберет возможность перекоса фаз. Самыми большими и удалёнными являются два гайковысадочных автомата, запуск которых может вызвать существенное понижение напряжения, потому их запуск необходимо создавать поочерёдно.
Цех имеет два участка, в каком установлено нужное оборудование, приведенное в таблице 1.1.
Таблица 1.1 — список электрооборудования автоматического цеха
№ на плане
Наименование электрооборудования
Pэп, кВт
Примечание
1, 2, 3, 4, 5, 6
Пресс эксцентриковый типа КА-213
1,8
7, 8, 9, 10, 11
Пресс кривошипный типа К-240
4,5
12, 13, 14, 15
Вертикально-сверлильные станки типа 2А 125
4,5
16, 17
Преобразователи сварочные типа ПСО-300
15
Однофазные
18
автомат болтовысадочный
2,8
19
Автомат резьбонакатный
4,5
20
Станок протяжный
8,2
21, 22
Автоматы гайковысадочные
18
23, 24
Барабаны голтовочные
3
25
Барабан виброголтовочный
4,5
26
Станок виброголтовочный
7,5
27
автомат обрубной
15
28
Машинка шнекомоечная
4,2
29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38
Автоматы гайконарезные
1,5
39
Кран-тележка
1,2
ПВ = 60 %
40, 41
Электроточило наждачное
2,4
Однофазное
42
автомат трёхпозиционный высадочный
7,5
43, 44
Вибросито
0,6
Однофазное
45, 46
Вентиляторы
5,5
2 РАСЧЕТНАЯ часть
2.1 Расчёт электронных нагрузок автоматического цеха
Выбор схемы электроснабжения
Первым шагом проектирования систем электроснабжения является выбор схемы электроснабжения. Выбор схемы электроснабжения зависит от огромного количества причин производства: группы, получающих питание, электроприемников, уровень окружающей среды, нрава нагрузок и т.д.
Схема распределения электроэнергии обязана быть связана с технологи- ческой схемой объекта. Питание приемников электроэнергии различных параллельных технологических потоков обязано осуществляться от различных источников: подстанций, распределительных пт, различных секций шин одной подстанции. Это нужно для того, чтоб при трагедии не останавливались оба технологических потока. В то же время взаимосвязанные технологические агрегаты должны присоединяться к одному источнику питания, чтоб при исчезновении питания все приемники электроэнергии были сразу обесточены.
При построении общей схемы внутрицехового электроснабжения нужно принимать варианты, обеспечивающие рациональное внедрение ячеек распределительных устройств, минимальную длину распределительной сети, максимум экономии коммутационно-защитной аппаратуры.
Для сотворения системы электроснабжения автоматического цеха необходимо один независящий источник питания, две магистральные шины и четыре распределительных пт, также щит освещения.
План расположения электрооборудования в цехе показан на рисунке 2.1.
Расчёт электронных нагрузок
В данном проекте электронные перегрузки рассчитываются способом коэффициента максимума (упорядоченных диаграмм), и заносятся в таблицу 2.1.
Определяем приведение однофазных нагрузок к условной трёхфазной мощности:
Преобразователь сварочный типа ПСО-300 — ПВ=60%;
Электроточило наждачное — ПВ=25%;
Вибросито — ПВ=60%.
, (2.1)
где — номинальная мощность электроприёмника;
— мощность электроприёмника;
— длительность включения.
Другие однофазные электроприёмники рассчитываются аналогично и заносятся в сводную ведомость нагрузок по цеху.
Определяем приведённую нагрузку для крана-тележки:
(2.2)
Определяем среднюю активную мощность за более загруженную смену:
, (2.3)
где КИ — коэффициент использования электроприемников;
РН.?- суммарная потребляемая мощность электроприемников.
Определяем реактивную и полную мощность за более загруженную смену:
, (2.4)
(2.5)
характеристики других электроприемников рассчитываются аналогично и заносятся в сводную ведомость нагрузок по цеху.
Рассчитываем характеристики для 1-го распределительного пт (РП1):
Определяю общее количество электроприемников, подключаемых к распределительному пт:
(2.6)
Определяем общую суммарную мощность за более загруженную смену:
=
(2.7)
Определяем общую активную мощность электроприемников, потребляемую за смену:
= 11,8 кВт (2.8)
Определяем общую реактивную мощность электроприемников за более загруженную смену:
= 14,4 кВАр (2.9)
Определяем полную мощность электроприемников за более загруженную смену:
(2.10)
Определяем коэффициент использования распределительного пт:
(2.11)
Определяем коэффициент мощности распределительного пт:
(2.12)
Определяем tg ц распределительного пт:
(2.13)
Определяем показатель силовой сборки в группе:
, (2.14)
где Рн нб и Рн нм — номинальные приведенные долговременному режиму активные мощности электроприемников большего и меньшего в группе.
Исходя из того, что >5, КИ.СР < 0,2 и m > 3, определяем из справочных таблиц действенное число приемников nЭ.
Исходя из того, что Ки ср = 0,167 и nэ = 6, определяю из справочных таблиц коэффициент максимума активной мощности: Км=2,64. Потому что n < 10, то коэффициент максимума реактивной мощности Км’=1,1.
Определяем наивысшую активную, реактивную и полную мощности для распределительного пт:
, (2.15)
, (2.16)
(2.17)
Определяем наибольший ток в распределительном пт:
(2.18)
где Uл — линейное напряжение распределительного пт, В.
характеристики других распределительных пт рассчитываются аналогично и заносятся в сводную ведомость нагрузок по цеху.
Определем суммарную мощность осветительной установки:
(2.19)
где, Руд- удельная мощность осветительной сети на 1м2 цеха, кВт/м2; S — площадь цеха, м2.
Рассчитываем характеристики на шине низкого напряжения:
Определяю наивысшую активную, реактивную и полную мощности:
, (2.20)
, (2.21)
(2.22)
Рассчитываем утраты в трансформаторе:
Определяем утраты активной, реактивной и полной мощностей:
, (2.23)
, (2.24)
(2.25)
Определяю активную, реактивную и полную мощности на шине:
, (2.26)
60,82 + 14,08 = 74,9 кВАр, (2.27)
(2.28)
2.2 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов, компенсирующих устройств
Выбор возмещающего устройства и выбор трансформатора.
Для обеспечения обычного технологического процесса нужно, чтоб коэффициент мощности в сети был в границах 0,92ч0,95. Обычно коэффициент мощности в сети без внедрения особых устройств не превосходит 0,8. Это обуславливается наличием в сети реактивной мощности, которая вырабатывается конденсаторами и асинхронными движками. Для компенсации реактивной мощности используют компенсирующие устройства, почаще всего используют конденсаторные батареи, которые подключают параллельно питающей сети. Применение данных устройств обеспечивает нормальную работу отдельных электроприемников и всей системы электроснабжения в целом, понижает утраты активной мощности, также понижает полную мощность системы и может воздействовать на выбор мощности трансформатора.
Для расчета компенсирующих устройств для собственного цеха составляю таблицу начальных данных.
Таблица 2.2 — Начальные данные
Параметр
,кВт
, квар
, кВА
Всего на
НН без КУ
0,91
1,13
127
60,82
140,8
, (2.29)
, (2.30)
Определяю расчетную мощность возмещающей установки:
Qку.р=бРм (tgб+tgцк)=0,9127 (0,46-0,33)=14,2 квар, (2.31)
где б — коэффициент, учитывающий увеличение cos ц естественным методом.
Принимаем =0,95, тогда = 0,33.
Избираем УК1 — 0,415 -20 со ступенчатым ручным регулированием.
Определяем фактические значения cos цф и tg цф опосля компенсации реактивной мощности:
tg цф=tg ц-Qк.ст/(бРм)=0,46-20/(0,9127)=0,28, (2.32)
cos цф=0,96
Рассчитываем полную мощность шины низкого напряжения с компенсацией реактивной мощности:
Sм.шнн=vР2+(Qм-Qк.ст)2=v1272+(60,82-20)2=133,4 кВ·А (2.33)
Результаты расчётов заносятся в таблицу 2.3.
Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом утрат:
Sр=0,7 Sвн = 0,7 140,5= 98,35 кВА, (2.34)
ДРт=0,02Sм.шнн=0,02133,4=2,67 кВт, (2.35)
ДQт=0,1*Sм.шнн=0,1133,4=13,34 квар, (2.36)
ДSт=?ДРт2+ДQт2=v2,672+13,342=13,6 кВА, (2.37)
Sм.вн=vРм.вн2+Qм.вн2=v129,672+54,162=140,5 кВ·А (2.38)
Выбираю трансформатор типа ТМ — 160/10/0,4
свойства избранного трансформатора:
— Rт=16,6 мОм — активное сопротивление трансформатора;
— Хт=41,7 мОм — реактивное сопротивление трансформатора;
— Zт=45 мОм — полное сопротивление трансформатора;
— Zт(1)=486 мОм — полное фазное сопротивление трансформатора;
— ДРхх=0,51 кВт — утраты холостого хода в трансформаторе;
— ДРкз=2,65 кВт — утраты недлинного замыкания в трансформаторе;
— uкз=4,5% — напряжение недлинного замыкания;
— iхх=2,4% — ток холостого хода.
Определяем фактический коэффициент загрузки трансформатора:
Кз=Sм.шнн/Sн.т=133,4/160=0,83 (2.39)
Таблица 2.3 — Сводная ведомость нагрузок
Параметр
cos ц
tg ц
Р, кВт
Q, квар
S, кВ·А
Всего на НН без КУ
0,66
1,13
127
60,82
140,8
КУ
20
Всего на НН с КУ
0,96
0,26
127
40,82
133,4
Утраты
2,67
13,34
13,6
Всего на ВН с КУ
129,67
54,16
140,5
2.3 Выбор распределительных линий, шифанеров
При эксплуатации хоть какой системы электроснабжения имеют пространство такие
При эксплуатации хоть какой системы электроснабжения имеют пространство такие явления как аварийные режимы работы электроустановок. К данным режимам относятся недлинные замыкания в электроустановках, перегрузки, понижение напряжения питающей сети и т.п. Потому для огораживания электроприемников от работы в этих режимах используют разные аппараты защиты.
Наибольшее применение для защиты электроустановок в системах электроснабжения получили автоматические выключатели с комбинированными расцепителями, т.к. эти аппараты защищают электроустановки от огромного количества видов вероятных аварийных режимов.
Составляю в виде таблицы сводную ведомость электроснабжения приемников (таблица 2.4).
Расчёт, выбор автоматического выключателя и питающей полосы для 1-го электроприемника (автомат болтовысадочный):
Определяю номинальный ток электроустановки:
Iн=Рн/(v3Uлcos цн)=2,8/(v30,380,65)=6,22 А (2.40)
Определяю номинальный ток расцепителя автоматического выключателя:
Iн.р?1,25Iн =1,256,22=7,76 А (2.41)
Определяю номинальный ток автоматического выключателя из условия:
Iн.а? Iн.р=8 А (2.42)
Выбираю автоматический выключатель серии ВА 51-25 со последующими техническими данными:
Iн.а=25 А — номинальный ток выключателя;
Iн.р=8 А — ток номинальный плавкого расцепителя;
Ку(п)=1,35 — кратность уставки термического расцепителя;
Ку(кз)=7 — кратность уставки электромагнитного расцепителя;
Iоткл=2 кА — отключающая способность автоматического выключателя.
Определяю допустимый ток нагрева полосы, питающей электроустановку, из условия:
Iд?КзщIу(п)=Кзщ1,25Iн.р=11,358=10,8 А, (2.43)
где Кзщ — коэффициент защиты (Кзщ=1 для обычных безопасных помещений).
Выбираю питающий кабель марки ПВ — 4Ч2,5 мм2 с Iд=25 А.
Все другие автоматические выключатели и питающие полосы для электроустановок рассчитываются и выбираются аналогично, данные заносятся в сводную ведомость электроснабжения электроприемников (таблица 2.4).
2.4 Расчёт токов недлинного замыкания
Короткие сведения о маленьких замыканиях
Куцее замыкание является самым разрушительным из всех видов ава- рийных режимов в системе электроснабжения компании и весьма нередко является предпосылкой выхода из строя промышленного оборудования.
Причинами данного режима работы являются повреждение изоляции оборудования либо некорректные деяния обслуживающего персонала. Мерами для понижения последствий появления недлинного замыкания является верный выбор защитной (предохранителей, автоматических выключателей) и ограничительной (реакторов) аппаратуры, обучение обслуживающего персонала оперативным действиям при появлении недлинного замыкания. Для понижения частоты появления маленьких замыканий нужно вовремя проводить техобслуживание электроустановок, подменять износившуюся изоляцию и т.п.
Расчёт токов недлинного замыкания
В трехфазной сети можно столкнуться с 4-мя видами недлинного замыкания: трехфазными, двухфазными, однофазными и двойными замыканиями на землю. В системах электроснабжения более всераспространен однофазный вид недлинного замыкания.
На практике разработок систем электроснабжения для компаний рассчитывают однофазное, двухфазное и трехфазное куцее замыкание, т.к. по их характеристикам инспектируют либо подбирают нужное оборудование, инспектируют срабатывание защитных частей (автоматических выключателей, релейной защиты и автоматики).
На рисунке 2.2 показана расчётная схема электроснабжения, схема замещения, облегченная схема замещения.
Набросок 2.2 — Расчётная схема электроснабжения, схема замещения, облегченная схема замещения
Рассчитываю сопротивление внешной воздушной полосы — АС-З*10/1,8
Активное удельное сопротивление:
R0.л= 103/г*S = 103/30*10 = 3,33 Ом/км, (2.44)
где г- удельная проводимость материала [м/(ом *мм2)]; S- сечение воздушной полосы.
Индуктивное удельное сопротивление принимаю равным-х0=0,4мОм/м.
Рассчитываю сопротивление воздушной полосы.
Активное сопротивление:
R’с=r0Lс=3,331=3.33 Ом, (2.45)
где Lл — длина воздушной полосы.
Индуктивное сопротивление:
Х’c = х0 Lл = 0.4 1 = 0,4 Ом (2.46)
Привожу сопротивления высоковольтной полосы к низкому напряжению
Активное сопротивление:
Rс=R’с (Uн.н./Uв.н.)2=3.33 (0,4/10)2= 5.33 мОм, (2.47)
где Uв.н.- напряжение на первичной обмотке трансформатора;
Uн.н.- напряжение на вторичной обмотке трансформатора.
Индуктивное сопротивление:
Хс = X’с (Uн.н. /Uв.н.)2 = 0,4 (0,4/10)2 = 0.64 мОм (2.48)
По справочнику нахожу сопротивления трансформатора:
Rт = 16.6 мОм;
Хт =41.7 мОм;
Zт =45 мОм;
Z(1)т =486 мОм,
где Z(1)т — полное сопротивление петли фаза-нуль.
По справочнику нахожу сопротивления автоматических выключателей, облегченной схемы, и их переходные сопротивления:
QF1: RQF1=0,4 мОм, ХQF1 = 0,5мОм, Rn.QF1 = 0,6 м0м;
QF2: RQF2 = 1,3 мОм, ХQF2 = 1,2 мОм, Rn.QF2= 0,75 мОм;
QF3: RQF3 = 1,3 мОм, ХQF3= 1,2 мОм, RnQF3= 0,75 мОм.
Определяю сопротивление кабельных линий:
По справочнику определяю удельные сопротивления кабельных линий:
r’о.кл1 = 0,53 мОм/м, xо.кл1= 0,0637 мОм/м;
r’о.кл2 = 1,95 мОм/м, xо.кл2= 0,675 мОм/м.
Рассчитываю сопротивления кабельных линий:
Rкл1= r’о.кл1 Lкл1 = 0,53 18 = 9.54 мОм, (2.49)
Хкл1= x’о.кл1 Lкл1 = 0.0637 = 1.15 мОм, (2.50)
Rкл2= r’о.кл2 Lкл2 = 1,95 32 = 62,4 мОм, ( 2.51)
Хкл2= x’о.кл1 Lкл2 = 0.675 32 = 21.6 мОм (2.52)
Для РП1: Roрп = 20 мОм.
Для ступеней распределения определяю переходные сопротивления:
Rc1=15мОм, Rc2 = 20мОм.
Упрощаю схему замещения, рассчитываю сопротивления на облегченной схеме:
Rэ1= Rc+Rт+RQF1+Rn.QF1+Rc1=5,3+16,6+0,4+0,6+15 =37,9 мОм, (2.53)
Хэ1=Xc+Хт +ХQF1 = 0,64+41,7+0,5=42,84 м0м, (2.54)
Rэ2=RQF2+Rn.QF2+Rкл1+Rc2 + Rорп =1,3+0,75+9,54+20+20=51,59 мОм, (2.55)
Xэ2= XQF2+Xкл1= 1,2 + 1,15 = 2,35 м0м, (2.56)
Rэ3=RQF3+Rn.QF3+Rкл2= 1,3 + 0,75 + 62,4 = 64,45мОм, (2.57)
Xэ3= XQF3+Xкл2= 1,2 + 21,6 = 22,8 м0м (2.58)
Вычисляю сопротивления до каждой точки недлинного замыкания:
Rк1= Rэ1= 37,9 мОм , Хк1= Хэ1=42,84 мОм;
Zк1=v(Rк12+ Xk12)=v(37,92+42,842)=57,2 мОм,(2.59)
Rк2=Rэ1+Rэ2= 37,9 + 51,59 = 84,49 мOм,(2.60)
Xк2=Xэ1+Xэ2 =42,84 + 2,35 = 45,2 мОм,(2.61)
Zк2=v(89,492+64,452)= 153,94 мОм,(2.62)
Rк3=Rк2+Rэ3= 89,49+ 64,45 = 153,94 мОм,(2.63)
Хк3 = Хк2 + Хэ3 = 45,2 + 22,8 = 68 мОм,(2.64)
Zк3=v(153,942+682) = 168,3 мОм (2.65)
Определяю трехфазные токи недлинного замыкания:
Iк1(3)=Uк1/v3*Zк1=0,41000/1,7357,2=4,03 кА,(2.66)
Iк2(3)=0,38 1000/1,73 100,23 = 3,68 кА, (2.67)
Iк3(3)=0,38 1000/1,73 168,3 = 1,304 кА (2.68)
Определяю коэффициент ударного тока:
Rк1/Xк1=37,9/42,84=0,88, (2.69)
Rк2/Xк2=89,49/45,2=1,98, (2.70)
Rк3/Xк3=153,94/68=2,26, (2.71)
Кy1=f(Rk1/Xk1)=1,2 (2.72)
Кy1=1,0, (2.73)
Кy1=1,0 (2.74)
Определяю коэффициент работающего ударного тока:
q1 = v(1+2( Кy1-1)2)=v(1+2(1,2-1)2) = 1,8, (2.75)
q2 = v(1+2( Кy2-1)2)=v(1+2(1,0-1)2) = 1, (2.76)
q3 = v(1+2( Кy3-1)2)=v(1+2(1,0-1)2)=1 (2.77)
Определяю тока. Значение ударного тока:
iук1=v2Kу1 Iк1(3)=v2 1,24,03 = 6,84 кА, (2.78)
iук2=v2Kу2 Iк2(3)=v212.2 = 3,11кА, (2.79)
Iук3=v2 Kу3 Iк3(3)=v211,304 = 1.84 кА (2.80)
Действующее
Iук1=q1Ik1(3)=1,08 4,03 = 4,35 кА, (2.81)
Iук2= q2Ik2(3)=1 2,2 = 2,2 кА, (2.82)
Iук3= q3Ik3(3)=1 1,304 = 1,304 кА (2.83)
Рассчитываю токи двухфазного недлинного замыкания:
Iк1(2) = v 3 / 2Iк1(3) = v 3 / 24,03 = 3,49 кА,(2.84)
Iк2(2)= v 3 / 2Iк2(3) = v 3 / 22,2 = 1,905 кА,
Iк3(2)= v 3 / 2Iк3(3) = v 3 / 21,304 = 1,13 кА
Составляется схема замещения для расчёта однофазных токов недлинного замыкания, представленная на рисунке 2.3
Набросок 2.3 — Схема замещения для расчёта однофазных токов КЗ
Определяю полное сопротивление петли фаза-нуль:
Rпкл1 = 2rо Lкл1=20,53 18 = 19,08 мОм;(2.85)
Xпкл1 = хоп Lкл1=0,1518= 2,7 мОм,(2.86)
Rпкл2 = 2rо Lкл2 =2 1,95 32 = 124,8 мОм,(2.87)
Xпкл2 = хоп Lкл2=0,1532 = 4,8 мОм,(2.88)
Zn1 = Rc1 = 15мОм, (2.89)
Rn2 = Rпкл1+Rc1 + Rопр + Rс2 = 15+19,08 + 20 + 20 = 74,08 мОм,(2.90)
Xn2 = Xпкл1 = 2,7 мОм,
Zn2 = v Rn22 + Xn22 = v 74,082 + 2,7 2 = 74,2 мОм,(2.91)
Rn3= Rn2 + Rпкл2 = 74,08 + 124,8 = 198,9 мОм;(2.92)
Xn3 = Xn2 + Xпкл2 = 2,7 + 4,8 = 7,5 мОм;(2.93)
Zn3 = v Rn32 + Xn32 = v 198,92 + 7,5 2 = 199 мОм(2.94)
Рассчитываю токи однофазного недлинного замыкания:
Ik1(1)=Uф/(Zп1+Zm(1)/3=0,231000/(15+487/3)= 1,3 кА,(2.95)
Ik2(1)= Uф/(Zп2+Zm(1)/3=0,231000/(74,2+487/3)= 0,93 кА, (2.96)
Iк3(1)= Uф/(Zп3+Zm(1)/3=0,231000/(199+487/3)= 0,61 кА (2.97)
Для других электроприемников расчет токов недлинного замыкания делается аналогично. Рассчитанные данные заносятся в таблицу 2.5
Таблица 2.5 — Сводная ведомость токов недлинного замыкания
Точка КЗ
RК, мОм
ХК, мОм
ZК, мОм
RК/ХК
КУ
q
I(3), кА
iУ , кА
I(3), кА
I(2), кА
ZП, мОм
I(1), кА
К1
37,9
42,84
57,2
0,88
1,2
1,08
4,03
6,84
4,03
3,49
15
1,3
К2
89,49
45,2
100,23
1,98
1,0
1,0
2,2
3,11
2,2
1,905
74,2
0,93
К3
153,94
68
168,3
2,3
1,0
1,0
1,304
1,84
1,304
1,13
199
0,61
2.5 Проверка частей цеховой сети
Чтоб обеспечить нормальную работу и безотказность частей цеховой сети опосля недлинного замыкания, автоматические выключатели необходимо инспектировать на надежность срабатывания и на отключающую способность; полосы на тепловую стойкость, соответствие аппарату защиты и падение напряжения.
Проверка аппаратов защиты по токам недлинного замыкания на надежность срабатывания
QF1 : Ik1(1)?3Iн.p(QF1) ; 1,3 ? 30,025; 1,3 ? 0,075; (2.98)
QF2 : Iк2(1)?3 In.p(QF1) ; 0,93 ? 30,063; 0,93 ? 0,189; (2.99)
QF3 : Iк3(1)?3In.p(QF) ; 0,61 ? 30,05 0,61 ? 0,15 (2.100)
Надёжность срабатывания автоматов обеспечена.
Проверка аппаратов защиты по токам недлинного замыкания на отключающую способность
QF1 : Iоткл(1QF) ?v2Iк1(3); 15?5,7; (2.101)
QF2: Iоткл(QF1) ?v2Iк2(3); 6?3,1; (2.102)
QF3 : Iоткл(SF) ?v2Iк3(3); 5?1,844 (2.103)
Автоматы при маленьких замыканиях будут отключатся не разрушаясь.
Проверка проводников на тепловую стойкость
Обязано производиться условие:
КЛ ( ШНН — РП ):
Sкл1?Sкл1.тc; 35?24,7; (2.104)
где термически стойкое сечение кабеля рассчитывается по формуле:
Sкл1.тc=бIk2(3)vtnp(1)=62,2v3,5= 24,7 мм2; (2.105)
КЛ ( РП — Н ) :
Sкл1?Sкл1.тc; 16?15,7; (2.106)
где термически стойкое сечение кабеля рассчитывается по формуле:
Sкл1.тc=бIk2(3)vtnp(1)=111,304v1,2= 15,7 мм2; (2.107)
По тепловой стойкости кабельные полосы удовлетворяют.
Проверка на соответствие избранному аппарату защиты
Определяется по условию:
Iдоп ? Кзщ Iу(п); 90 ? 1 67,5 (2.108)
Кзщ = 1 — для обычных безопасных помещений
Iу(п) = Kу(п) Iн.р. = 1,35 50 = 67,5 А (2.109)
Данный аппарат защиты соответствует требованиям.
Проверка по потере напряжения
По потере напряжения линия электроснабжения доложна удовлетворять условию:
ДU = 10% от Uн (2.110)
ДUкл1=(v3100)/UнIкл1Lкл1 (ro.кл1cosц+xo.кл1sinц)=
=(v3100)/38052,871810-3 (0,530,95+0,06370,31)=0,2%, (2.111)
ДUкл2=(v3100)/UнIкл2Lкл2 (ro.кл2cosц+xo.кл2sinц)=
=(v3100)/380403210-3 (1,950,95+0,6750,31)=1,2%, (2.112)
ДU=ДUкл1+ДUкл2=0,2+1,2=1,2% (2.213)
ДU < ДUдоп; 1,4% < 10 %, что удовлетворяет силовые перегрузки
Условие по падению напряжения производится.
Для других кабельных линий проверка делается аналогично.
2.6 Выбор релейной защиты
Для резвого отключения участка электронной сети, где вышло куцее замыкание либо перегрузка устанавливают релейную защиту. Основным элементом в данной защите является реле, которое срабатывает от различного рода импульсов зависимо от контролируемой величины. При появлении анормальной ситуации реле повлияет на коммутационные аппараты. По принципу деяния употребляются реле: электронные, механические, термо и полупроводниковые. Главными показателями релейной защиты являются быстродействие, селективность, чувствительность и надежность, К релейной защите относится: очень токовая защита (МТЗ), токовая отсечка, направленная очень токовая защита и дифференциальная токовая защита (ДТЗ). МТЗ срабатывает через определенный просвет времени от резкого роста тока в цепи; токовая отсечка это МТЗ ограниченного деяния,
другими словами без реле времени, селективность обеспечивается ограничением зоны деяния; направленная МТЗ устанавливается на параллельных концах питающих линий и выслеживает поток мощности при маленьком замыкании; ДТЗ ассоциирует токи по концам защищаемого элемента и срабатывает при изменении дела токов.
Для расчета релейной защиты составляю схему релейной защиты (набросок 2.5) с токовой отсечкой и максимально-токовой защитой
ТА1 ТА2
Набросок 2.4 — Схема релейной защиты с токовой отсечкой и наибольшей токовой защитой
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной курсовой работе был представлен настоящий проект электроснабжения автоматического цеха. При его разработке были учтены требования правил устройства электроустановок (ПУЭ), техники сохранности (ТБ), способности обычной эксплуатации электронного и механического оборудования, экономические характеристики и др. В процессе работы составлена схема электроснабжения, рассчитаны перегрузки, выбраны и испытаны аппараты защиты и полосы, рассчитаны токи недлинного замыкания, составлено.
Схема электроснабжения вышла надёжная, потому что опосля выбора аппаратов защиты, все аппараты защиты удовлетворяют условиям. Опосля выбора и проверки кабелей, выяснилось, что все кабели тоже удовлетворяют нужным условия.
Опосля выполнения данной курсовой работы я закрепил материал по электроснабжения, и научился проектировать схемы электроснабжения производственных цехов.
Произвёл верный выбор трансформатора и возмещающего устройства, которое отменно компенсирует реактивную мощность в сети.
Проверку недлинного замыкания прошли даже кабели и аппараты, находящиеся на самом массивном электроприёмнике.
При выполнении данного проекта, воспользовался доборной литературой, из которой я вызнал много новейшей инфы.
Во время дизайна данной работы, опирался на ГОСТ, ЕСКД, по этому закрепил познания по оформлению курсовых и дипломных работ.
При выбирании кабелей опирался на почти все причины, в индивидуальности на материал жили. Если использовалось медная жила, то выбирал токоведущую жилу с сечение не наименее чем 2,5 мм2, поэтому что медь при узком сечении может стремительно быть повреждена.
Применяемые источники
1 Шеховцов, В.П. Расчёт и проектирование схем электроснабжения: методическое пособие для курсового проектирования — М.: форум: ИНФРА-М, 2005. — 214 с.
2 Шеховцов, В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению — М.: форум: ИНФРА-М, 2006. — 136 с.
3 Усатенко, С.Т., Каченюк, Т.К., Терехова, М.В. Выполнение электронных схем по ЕСКД: Справочник. — М.: Издательство эталонов, 1989. — 325 с.
]]>