(7 оценок, среднее: 4,71 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Проект электроснабжения цеха приготовления щепы и опилок
СОДЕРЖАНИЕ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЩАЯ часть
1.1 Черта цеха и потребителей электроэнергии
2. РАСЧЁТНАЯ часть
2.1 Расчёт нагрузок цеха. Разработка графиков
2.2 Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции
2.3 Выбор схемы подстанции и её описание
2.4 Расчёт питающих сетей цеха
2.5 Расчёт токов недлинного замыкания
2.6 Выбор оборудования подстанции по режиму недлинного замыкания
2.7 Выбор схемы электроснабжения цеха
2.8 Расчёт сетей цеха
2.9 Выбор коммутационной аппаратуры
2.10 Мероприятия по увеличению коэффициента мощности
2.11 Расчёт заземляющего устройства
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Создать проект электроснабжения цеха изготовления щепы и опилок.
1. Спроектировать трансформаторную подстанцию
Принять номинальную мощность питающей системы равную Sн.с=40мВА; Хн.с=0,126
2. К трансформаторной подстанции подступает питающая линия длиной 6 м, выполненная кабелем с медными жилами.
3. Средне взвешенный коэффициент мощности cosцср.вз. =0,64
4. Предприятие работает в две смены
5. По степени надёжности электроснабжения предприятие относится к пользователям III группы.
Пользователи, установленные на предприятии, имеют последующие технические свойства:
Таблица 1. Начальные данные и расчетные величины.
Наименование потребителей эл/эн
Рн кВт
Пв %
cosв
Rc
кол-во и мощ-ть потребителей
1. Рубительные машинки
134
100
0,85
0,60
1*100+1*13+1*11
2. Поперечные сборочные потоки опилок
27,0
100
0,45
0,45
1*10+1*10+1*7
3.Продольные сборочные потоки опилок
22,5
100
0,50
0,45
1*11+1*7+1*4,5
4.Сборочные потоки щепы
34,0
100
0,60
0,50
1*22+1*12
5.Сборочные потоки щепы бункера
60,0
100
0,60
0,50
2*30
6.Сортировочные решета
9,0
100
0,56
0,30
2*45
7.Погрузочные транспортёры
34,0
40
0,70
0,40
2*17
8.Тельферы, краны
32,0
100
0,80
0,35
1*20+2*6
9.Освещение
20,0
100
1,00
0,95
20
Для номинальной работы потребителей спроектировать заземляющий контур по последующему техническому заданию: подстанция установлена в IV климатической зоне, грунт в месте установки подстанции — глина. Заземление выполнить железным уголком 60*60*6. принять глубину заложения электродов от поверхности земли h=0,5м, длину электрода принять равной l=3м, за горизонтальный заземлитель принять полосу 40*4мм. в качестве естественных заземлителей принять железные конструкции спостроек с сопротивлением с сопротивлением интенсивного заземлителя Re=6.0Ом
ВВЕДЕНИЕ
Главные этапы развития энергетики
Невзирая на огромное количество разных видов энергии в системах энергоснабжения наибольшее распространение получила электронная энергия, потому что она просто выходит из остальных видов энергии, передаётся стремительно и на огромные расстояния с малыми потерями (КПД 95%), а в местах употребления просто преобразуется в остальные виды энергии.
Ниже приведённые этапы развития, демонстрируют ярко выраженную тенденцию роста употребления электроэнергии:
1913 г. — Выработка электроэнергии составляет 2 миллиардов кВт/ч
1920 г. — Выработка электроэнергии составляет 0,5 миллиардов кВт/ч, 8-й Всероссийский съезд советов воспринимает решение о развитии электрификации Рф.
1922 г. — Стройку Днепрогэса и полосы электропередач (154 кВ) Днепрогэс-Москва
1933 г. — Стройку Свирской ГЭС и ЛЭП длиной 240 км до Ленинграда.
1935 г. — Подведение итогов планов ГОЛРО, выработка электроэнергии превышена в 13 раз
1940 г. — Суммарная установленная мощность электростанций 11 миллиардов кВт/ч.
1941 — 1945 гг. — Разрушено отчасти либо на сто процентов 85% электростанций.
1951 г. — Бурное развитие энергетики, выработка электроэнергии составляет 92 миллиардов кВт/ч.
1961 г. — Выработка электроэнергии составляет 292 миллиардов кВт/ч.
1965 г. — Выработка электроэнергии составляет 507 миллиардов кВт/ч.
1970 г. — Выработка электроэнергии составляет 740 миллиардов кВт/ч.
1976 г. — Выработка электроэнергии составляет 1130 миллиардов кВт/ч.
1981 г. — Выработка электроэнергии составляет 1550 миллиардов кВт/ч.
1986 г. — Выработка электроэнергии составляет 1840 миллиардов кВт/ч.
быстро растущие объёмы потребляемой электроэнергии принуждают энергетическую программку Рф ориентироваться на предстоящее развитие энергосберегающей политики. Экономия энергетических ресурсов обязана осуществляться путём перехода на энергосберегающие технологии производства: улучшение энергетического оборудования сокращение всех видов энергетических утрат и увеличение уровня внедрение вторичны ресурсов, улучшение структуры производства, преобразование и внедрение энергетических ресурсов.
Перед энергетикой в не далеком будущем стоит задачка глобального развития и использования возобновлённых источников энергии: солнца, геотермальной, ветровой, приливной и остальных. Развитие комбинированного теплоснабжения промышленных городов, стройку массивных ГРЭС Экибастуза и Тюмени с внедрением угля, нефти и газа; стройку массивных ГЭС на реках Ангара и Енисей, повышение мощности электростанций и мощности генераторов на станциях; предстоящее развитие атомной энергетики с устройством абсолютной надёжности; продолжение работ по исследованию и использованию термоядерных реакций.
1. ОБЩАЯ часть
1.1 Черта цеха и потребителей электроэнергии
Цех щепы и опилок является вспомогательным цехом лесопильного производства и находится на первом этаже лесопильного цеха. Опилки от рам первого и второго ряда собирают поперечными транспортерами P=27 кВт, и подаются продольным транспортерам P=22,5 кВт, которые перемещают опилки за цех. Отходы производства попадают в рубительные машинки P=134 кВт, где перерабатываются в щепу, а сборочные потоки щепы P=34 кВт, перемещают к бункеру щепы, сборочный поток бункера щепы P=60 кВт поднимает в верхнюю часть бункера на сортировочные решета P=9 кВт, опосля что отсортированная щепа по погрузочному транспортеру P= 34 кВт, поступает в бункер щепы, а потом грузиться в машинки. Для ремонта оборудования в цехе предусмотрены тельферы и краны P= 32 кВт. Для обычной работы освещение P=20 кВт.
2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Расчёт нагрузок цеха. Разработка графиков
Расчет электронных нагрузок промышленных компаний можно проводить 4-мя способами:
1) Способ удельной плотности электронной энергии на единицу продукции.
2) способ удельной плотности электронных нагрузок на квадратный метр площади.
3) Способ коэффициента спроса.
4) Способ упорядоченных диаграмм (способ коэффициента максимума).
В нашем курсовом проекте расчет нагрузок цеха производим способом коэффициента спроса, ведётся по формуле:
(1)
где — наибольшая мощность, кВт.
— номинальная мощность, кВт.
— коэффициент спроса.
У движков работающих в продолжительном режиме работы номинальная мощность определяется по формуле
(2)
где — паспортная мощность, кВт
Для движков работающих в повторно краткосрочном режиме работы мощности пересчитываются на долгий режим по формуле:
(3)
где ПВ — длительность включения.
Наивысшую мощность для всех потребителей рассчитываем по формуле (1)
Для удобства расчетов все начальные данные и расчетные величины внесём в таблицу.
Таблица 1. Начальные данные и расчетные величины.
Наименование потребителей
кВт
ПВ %
кВт
cos ц
кВт
1. Рубильные машинки.
134
100
134
0,85
0,6
80,4
2.Поперечные сборочные потоки.
27
100
27
0,45
0,45
12,15
3.Продольные сборочные потоки опилок.
22,5
100
22,5
0,5
0,45
10,13
4. Сборочные потоки щепы.
34
100
34
0,6
0,5
17
5. Сборочные потоки щепы бункера.
60
100
60
0,6
0,5
30
6. Сортировочные транспортеры
9
100
9
0,56
0,3
2,7
7. Погрузочные транспортеры
34
100
34
0,7
0,4
13,6
8. Тельферы, краны
50
40
32
0,8
0,35
11,2
9. Освещение
20
100
20
1
0,95
19
С учётом сменности цеха определяем график перегрузки компании. Начало работы компании в 8 часов, перерыв на обед с 12 до 14 и с 20 до 22 часов. Предприятие работает в 2 смены, в течении года — 265 дней. для построения графиков электронных нагрузок, разобьём перегрузки по часам и внесём в таблицу.
Таблица 2. Распределение нагрузок по часам.
Наименование потребителей
0-2
2-4
4-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-16
16-18
18-20
20-22
22-24
Рубильные машинки.
28,1
80,4
40,2
64,3
32,2
80,4
40,2
80,4
Поперечные сборочные потоки.
4,3
12,2
6,1
9,8
4,9
12,2
6,1
12,2
Продольные сборочные потоки опилок.
9,5
10,1
5,1
8,1
4
10,1
5,1
10,1
Сборочные потоки щепы.
6
17
8,5
13,6
6,8
17
8,5
17
Сборочные потоки щепы бункера.
10,5
30
15
24
12
30
15
30
Сортировочные транспортеры
0,9
2,7
1,4
2,16
1,1
2,7
1,4
2,7
Погрузочные транспортеры
4,8
13,6
6,8
10,9
5,4
13,6
6,8
13,6
Тельферы, краны
3,9
11,2
5,6
8,9
4,5
11,2
5,6
11,2
Освещение
2
2
2
2
6,6
8
8
10
19
19
19
19
Пользователи
2
2
2
2
68,6
185,2
97
151,8
89,9
196,2
108
196,2
Неизменные утраты
1,9
1,9
1,9
1,9
1,9
1,9
1,9
1,9
1,9
1,9
1,9
1,9
Переменные утраты
0,1
0,1
0,1
0,1
3,43
9,3
4,9
7,6
4,5
9,8
5,4
9,8
Перегрузка ТП
4
4
4
4
73,9
196,4
103,4
161,3
96,3
207,3
115,3
207,9
Не считая перегрузки пользователя на трансформаторной подстанции нужно учитывать все виды утрат:
— Переменные утраты, зависящие от перегрузки и идущие на нагрев проводов, обмоток электронных машин и трансформаторов. Данный вид утрат составляет 5% от мощности всякого пользователя.
2 кВт 5% = 0,1 кВт
68,6 кВт 5% = 3,43 кВт
185,2 кВт 5% = 9,3 кВт
97 кВт 5% = 4,9 кВт
151,8 кВт 5% = 7,6 кВт
89,9 кВт 5% = 4,5 кВт
196,2 кВт 5% = 9,8 кВт
108 кВт 5% = 5,4 кВт
196,2 кВт 5% = 9,8 кВт
— Неизменные утраты, не зависящие от перегрузки, идущие на нагрев сердечников электронных машин и трансформаторов за счёт перемагничивания и вихревых токов, в промышленных сетях принимаются равными 1% от наибольшей мощности
По данным, приведённым в таблице 2, строим график электронных нагрузок (Набросок 1) включая нагрузку пользователя и все утраты, т.е перегрузки трансформаторной подстанции.
Набросок 1 Дневной график электронных нагрузок.
По суточному графику перегрузки определяем среднесуточную мощность по формуле
(4)
где — Средняя мощность, кВт
— Площадь дневного графика, кВт·ч
— время работы ( )
Определим плотность дневного графика ( )
= 4*8 = 32 кВт·ч
= 73,9*2 = 147,8 кВт·ч
= 196,4*2 = 392,8 кВт·ч
= 103,8*2 = 207,6 кВт·ч
= 161,3*2 = 322,6 кВт·ч
= 96,3*2 = 192,6 кВт·ч
= 207,9*4 = 831,6 кВт·ч
= 115,3*2 = 230,6 кВт·ч
2357,6 кВт·ч
По формуле (4) определяем среднесменную мощность:
кВт
По суточному графику определяем коэффициент загрузки графика по формуле:
(5)
где — Коэффициент загрузки графика
По суточному графику определяем, строем годичный график по длительности 265 дней в год.
4 кВт — 8·265 = 2120ч
73,9 кВт — 2·265 = 530ч
196,4 кВт — 2·265 = 530ч
103,8 кВт — 2·265 = 530ч
161,3 кВт — 2·265 = 530ч
96,3 кВт — 2·265 = 530ч
207,9 кВт — 4·265 = 1060ч
115,3 кВт — 2·265 = 530ч
По сиим данным строим график годичный по длительности (рис. 2)
Набросок 2. Годичный график по длительности.
По годичному графику длительности определим время использования максимума перегрузки (Тнб)
Время использования максимума перегрузки (Тнб) определяется по формуле:
(6)
где Тнб — время использования максимума перегрузки, ч.
4·530 = 8480 ч
73,9·530 = 39167 ч
196,4·530 =104092 ч
103,8·530 =55014 ч
161,3·530 =85489 ч
96,3·530 =51039 ч
207,9·530 =110187 ч
115,3·530 =61109 ч
514577 ч
По формуле (6) определяем время использования максимума перегрузки, (Тнб)
2.2 Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции
трансформатор мощность ток электроэнергия
Выбор числа трансформаторов на подстанции.
Число трансформаторов на подстанции определяется:
1. От группы надёжности электроснабжения.
2. От удельной плотности нагрузок.
3. От числа рабочих смен.
4. От размеров цеха.
Выбор мощности трансформатора.
Из дневного графика электронных нагрузок выписываем Рmax
Pmax=207,9кВт
По наибольшей мощности и данному средневзвешенному cosц=0.64 определяем наивысшую реактивную мощность по формуле
Qmax=Pmax·tqц (7)
где Qmax — наибольшая реактивная мощность
tqц — коэффициент реактивной мощности определяется по cosц
Qmax=207,9 ·1.2=249,48 (кВт·А)
Определяем полную наивысшую мощность по формуле
(8)
где Smax — полная наибольшая мощность
Из дневного графика определяем коэффициент загрузки трансформатора
Кзг =0,63 и время прохождения максимума перегрузки, по ним определяем Кн — коэффициент перегрузки трансформатора.
Кн=1,2
Расчетная номинальная величина мощности трансформатора Сн:
По расчётной номинальной мощности и справочников избираем трансформатор марки ТМ-400/10 по последующим техническим чертам:
Таблица 3. Технические свойства трансформатора
тип транс-ра
Сн, кВ·А
Uвн, кВ
Uнн, кВ
?Рхх, кВт
?Ркз, кВт
Uкз, %
Iхх, %
ТМ-400/10
400
10
0,4
0,95
5,5
4,5
2,1
Потому что на предприятии пользователи III группы, на подстанции устанавливаем один трансформатор со раскладным резервом.
2.3 Выбор схемы подстанции и её описание
Набросок 3. Схема подстанции
К трансформаторной подстанции подступает питающая линия длиной 6 км, выполненная кабелем с медными жилами, проложенным в земле.
На распределительном устройстве высочайшего напряжения установлен выключатель перегрузки с заземлёнными ножиками и предохранителем. Выключатель перегрузки предназначен для выключения и включения рабочих токов под перегрузкой. Предохранитель предназначен для защиты от недлинного замыкания.
На подстанции установлен силовой трансформатор типа ТМ-400/10 -трёхфазный, двухобмоточный масляный. Трансформатор с номинальной мощностью 400 кВ·А конвертирует высочайшее напряжение, равное 10 кВ, в низкое напряжение, равное 0,4 кВ.
Распределительное устройство низкого напряжения состоит из автоматического выключателя. Автоматический выключатель предназначен для автоматического размыкания электронной сети при перегрузках, маленьких замыканиях, понижения напряжениях, также при резких включениях и отключениях.
Внутренние сети выполнены дюралевыми кабелями, проложенными открыто по стенкам цеха, сети защищены автоматическими выключателями.
2.4 Расчёт питающих сетей цеха
Выбор сечения проводов и кабелей по экономической плотности тока с следующей проверкой по потерям напряжения.
Просчитать по экономической плотности тока и проверить утраты напряжения в кабельной полосы электропередач с Uн=10кВ, длиной 6 км, имеющую одну нагрузку 400 кВ·А в конце ЛЭП . Перегрузка работает с коэффициентом мощности cosц=0,64, время использования максимума перегрузки 2204 выполнена кабелем с медными жилами.
Набросок 4. Настоящая схема полосы.
Рассчитываем номинальный ток полосы I по формуле
(10)
где I- номинальный ток полосы, А
U — номинальное напряжение, кВ
По времени использования max перегрузки и материалу кабеля находим по справочнику экономическую плотность тока
По формуле [ ] рассчитываем экономическое сечение кабеля, мм2
(11)
где Fэк — экономическое сечение провода, мм2.
Избираем обычное сечение провода по справочнику и определяем его марку. Потому что Fэк=7,7мм2, то согласно ПУЭ для механической прочности кабеля Fст=10мм2, избираем кабель марки СБ-3х16.
Рисуем схему замещения.
Набросок 5. Схема замещения
Для удобства расчётов начальные расчётные величины сводим в таблицу.
Таблица 4. Активное и индуктивное сопротивление ЛЭП
Марка кабеля
r0, Ом/км
х0, Ом/км
L, км
r, Ом
х, Ом
СБ-3х16
1,15
0,113
6
6,9
0,67
Рассчитываем активное и индуктивное сопротивление полосы по формулам
r=r0·L(12)
х=х0·L(13)
где r — активное сопротивление полосы, Ом
х — индуктивное сопротивление полосы, Ом;
L — длина полосы, км;
r0 — активное сопротивление на одном километре длины полосы, Ом/км;
х0 — индуктивное сопротивление на одном километре длины полосы, Ом/км;
r = 1,15·6 = 6,9 (Ом)
х = 0,113·6 = 0,67 (Ом)
Определяем утраты напряжения в полосы потоком полосы по формуле
(14)
где ?U — утрата напряжения, В
I — ток перегрузки, А;
r — активное сопротивление, Ом;
х — индуктивное сопротивление, Ом.
?U=1,73·(23,1·6,9·0,64+23,1·0,67·0,77)=1,73·(102+11,9)=176,5+20,6=197,1(В)
Выражаем утрату напряжения в процентном соотношении по формуле
(15)
где Uн — номинальное напряжение, В;
?U% — утрата напряжения, %.
Согласно ПУЭ максимально допустимая величина ?U% = 5-10%, а по расчётам вышло 2%, означает, линия работает в холостую.
2.5 Расчёт токов недлинного замыкания
Высчитать токи недлинного замыкания, ударный ток, мощность недлинного замыкания для сети.
Расчёты производятся в относительных единицах.
1. Рисуем схему, проставив в неё все характеристики, проименовывая элементы.
2. Рисуем схему замещения, нарисуем в ней все элементы схемы.
3. Определяем индуктивное относительное базовое сопротивление генератора по формуле
(16)
где х *бг- индуктивное относительное базовое сопротивление генератора;
х *н- индуктивное относительное базовое сопротивление;
Sб — базовая мощность системы;
Sн — номинальная мощность;
4. Определяем активное и индуктивное относительное базовое сопротивление КЛ по формуле
(17)
где х*бкл — индуктивное относительное базовое сопротивление КЛ;
х0 — индуктивное сопротивление, Ом/км;
l — длина полосы;
Uб — базовое напряжение
5. Активное относительное базовое сопротивление КЛ рассчитывается по формуле
(18)
где r*бкл — активное относительное базовое сопротивление КЛ;
r0 — активное сопротивление, Ом/км;
6. Определяем индуктивное относительное базовое сопротивление трансформатора по формуле
(19)
где х*бтр — индуктивное относительное базовое сопротивление трансформатора;
Uкз% — напряжение КЗ
Пометить в схеме замещения токи КЗ. Определяем токи КЗ.
Определяем ток КЗ для точки К1.
Определяем базовый ток по формуле
(20)
Определяем индуктивное относительное базовое сопротивление для точки К2.
Т. к. в точке К1 КЗ возникло активное сопротивление, то нужно проверить величину этого сопротивления. Эта величина допускается при условии:
Т. к. условие соблюдается, активное сопротивление нужно учесть, но т. к. в схеме возникло активное и индуктивное сопротивление, в расчёты токов КЗ и полной мощности КЗ нужно представить полное относительное базовое сопротивление.
Определяем токи КЗ по формуле:
Т. к. в схеме замещения возникло активное сопротивление, величину ударного коэффициента можно высчитать по графику, просчитав для этого величину времени затухания переходного процесса по формуле:
где Tа — неизменная времени затухания переходного процесса
r*б рез — активное относительное базовое сопротивление
Из графика зависимости Куд=f ( Tа ) лицезреем, что ударный коэффициент равен 1,1.
Определяем ударный ток по формуле
где iуд — ударный ток, кА
Определяем мощность КЗ по формуле
где Srp1 — мощность КЗ
Определяем базовый ток по формуле
Определяем ток КЗ по формуле
В цепи, когда не учитывается активное сопротивление, величина ударного коэффициента равна Ку=1,8
Определяем величину ударного тока по формуле
Определяем мощность КЗ по формуле
2.6 Выбор оборудования подстанции по режиму КЗ
При аварийных КЗ по конструкции распределительных устройств протекают токи КЗ за счёт которых в системах появляются электродинамические усилия и механические напряжения, которые могут повредить электроаппаратуру. Динамические усилия действуют на опорные изоляторы, которые могут повредить электроаппаратуру, выйти из строя, потому фактически всю аппаратуру проверяем на динамическую устойчивость токов КЗ.
Избираем и проверяем по токам КЗ изоляторы по данным:
Uн=10(кВ) Iн=23,1(А) iуд=1,27(кА) a=350(мм) l=1500(мм)
ИП-10/630 — 750
Таблица 5. технические данные изоляторов.
Тип изолятора
Uн, кВ
Iн, А
Fразр, (кг·с)
ИП-10/630 — 750
10
630
750
Изолятор определяем на динамическую устойчивость по условию:
Fрасч ? 0,6 Fразр(25)
где, Fразр — разрушающее усилие
Fрасч — расчётное усилие
Расчетное усилие рассчитываем по формуле
где l — расстояние меж опорными изоляторами по длине шин
а — расстояние меж фазами.
0,12 ? 0,6·750
0,12 ? 450
Изолятор динамически устойчив.
Избираем по номинальному току дюралевую шину сечением 15*3 c Iдоп=165 А, установив её плашмя.
Таблица 6. Технические свойства шины.
Сечение шины
Материал
Iдоп (А)
удоп
15х3
алюминий
165
650
Определяем допустимое расчётное разрушающее действие на шину по формуле
где W — момент сопротивления
у — наибольше расчётное напряжение на извив.
момент сопротивления определяем по формуле
где, b — толщина шины (см)
h — ширина шины (см)
Проверяем ширину на динамическую устойчивость по условию
урасч ? удоп(29)
где удоп — допустимое результирующее усилие, принятое для алюминия.
16,2 ? 650
шина динамически устойчива.
Проверяем шину на тепловую устойчивость Iкз,, для этого рассчитываем малое сечение шины по формуле
где С — тепловой коэффициент, принимаемый для алюминия. С=95
tпр — приведенное время, зависит от времени срабатывания выключателей. tпр= 0,6
Расчёты проявили, что выбранное сечение шин удовлетворяет условию на тепловую устойчивость.
Избираем и проверяем на Iкз выключатель перегрузки с заземляющими ножиками по последующим данным:
Iуд = 1,27 (кА)Iкз = 0,82 (кА)
Набросок 8. Схема расположения шин.
Избираем выключатель перегрузки типа
Таблица 7. Технические данные выключателя.
Марка выключателя
Uн, кВ
Iн, А
Iомпл, кА
Iтерм.ст /t
ВНР-10/400-103УЗ
10
400
0,4
10/1
Проверяем выключатель перегрузки на тепловую устойчивость по условию:
It2·t ? I2·tпр(31)
где It — ток тепловой стойкости, А
t — время прохождения
102·4 ?1,272·2,2
400 ? 3,548
Выключатель термически устойчив.
Проверяем выключатель на динамическую устойчивость по условию:
Imax ? iуд(32)
где Imax — предельный сквозной ток основных ножей.
400 ? 1,27
Выключатель динамически устойчив.
Избираем по Uн = 10кВ, Iн = 23,1 А по роду установки предохранитель типа ПКТ-101-10-12, 5У1.
Таблица 8. Технические данные предохранителя.
Марка предохранителя
Iн , (А)
Iпр.откл , (кА)
ПКТ-101-10-12, 5У1
31,5
12,5
Проверяем предохранитель по максимально отключаемому I.
Iпр.откл ? Iкз(33)
где Iпр.откл — максимально отключаемый ток.
12,5? 0,82
Условие соблюдается, означает, предохранитель подступает.
Силовые кабели используются на подстанциях и распредустройствах для соединения меж собой главных частей, и для подключения аппаратов.
Кабели выбирают
1. По номинальному току
2. По номинальному напряжению
3. По экономической плотности тока.
Кабель с медными жилами СБ 3х16
Кабель проверяем на тепловую устойчивость
Смеди = 165
Расчёты проявили, что выбранное сечение кабеля удовлетворяет условию, кабель термически устойчив.
2.7 Выбор схемы электроснабжения цеха
Распределение электроэнергии от трансформаторной подстанции до пользователя осуществляется по сетям, имеющим самые различные схемы. Форма схемы зависит от территориального расположения потребителей относительно подстанции, от величины установленной мощности отдельных потребителей, от относительного расположения потребителей друг к другу.
Питающие сети, проложенные от подстанции до распределительных пт, могут иметь последующие схемы построения:
1. Круговая
2. Магистральная
3. Смешанная
Составим проект электроснабжения цеха изготовления щепы и опилок. Для питания электрооборудования питающие сети исполняем
2.8 Расчёт сетей цеха
Технические данные движков, присоединенных к силовым щитам, относим в таблицу и находим расчётный ток всякого силового щита по формуле
Расчётный ток освещения находим по формуле
Марку и сечение провода избираем по условию
Iдоп ? Iрасч(36)
Для удобства все расчёты будем создавать в табличной форме.
Таблица 9. свойства силовых щитов.
№ силового щита
Наименование
пользователя
Мощность пользователя, кВт
cosц
Расчётный ток Iрасч
Допустимый ток Iдоп
Марка кабеля
СЩ1
Рубительные
машинки
80,4
0,85
136,9
140
ААВГ3х70
СЩ2
Поперечные сборочные потоки опилок
12,15
0,45
39
42
ААВГ3х10
СЩ3
Сборочные потоки
щепы опилок
10,13
0,50
29,3
32
ААВГ3х6
СЩ4
Сборочные потоки
щепы бункера
30
0,60
72,3
75
ААВГ3х25
СЩ5
Сборочные потоки
Щепы
тельфер
17
11,2
0,60
0,80
40,9
20,2
28,2
0,70
58,2
60
ААВГ3х16
СЩ6
Сортировочное решето
тельфер
2,7
11,2
0,56
0,80
6,9
20,2
13,9
0,65
30,9
32
ААВГ3х6
СЩ7
Сортировочное решето
тельфер
2,7
11,2
0,56
0,80
6,9
20,2
13,9
0,65
30,9
32
ААВГ3х6
СЩ8
Погрузочные транспортёры
13,6
0,70
28
32
ААВГ3х6
СЩ9
Освещение
19
1
27,5
32
ААВГ3х6
2.9 Выбор коммутационной аппаратуры
В качестве коммутационной аппаратуры в низковольтовых сетях могут быть рубильники с предохранителями либо автоматическими выключателями.
Предохранители имеют ряд недочетов: не защищают от перегрузок, несоблюдение селективности, возникновение несимметрии по фазам пир сгорании 1-го.
В курсовом проекте в качестве коммутационных аппаратов применяем автоматические выключатели. Они имеют ряд преимуществ и защищают от перегрузок, повышений напряжения и недлинного замыкания. Исключают случаи нарушения симметрии фаз, не требуют подмены при выключении токов КЗ. Обеспечивает сохранность работы остального оборудования.
Выбор автоматических выключателей ведётся номинальному току, термическому расщеплению по условию
Iрасц ? Iрасч (37)
Для удобства расчёты и выбор автоматических выключателей, начальные данные и свойства сводим в таблицу.
Таблица 10. Свойства автоматических выключателей
№ силового щита
Расчётный ток А
Марка автоматического выключателя
Номинальный ток термического расцепителя
СЩ1
136,9
А3130
150
СЩ2
39
А3120
40
СЩ3
29,3
А3120
30
СЩ4
72,3
А3120
80
СЩ5
58,2
А3120
60
СЩ6
30,9
А3710
32
СЩ7
30,9
А3710
32
СЩ8
28
А3120
30
СЩ9
27,5
А3120
30
Избираем автоматический выключатель и рубильник на головном участке.
2.10 Мероприятия по увеличению коэффициента мощности
электронные аппараты, не считая активной, потребляют реактивную мощность.
Электроснабжающая организация задачка предприятию директивный
cosц = 0,97.
Средневзвешенный коэффициент мощности cosцср.вз = 0,64.
нужно повысить средневзвешенный коэффициент до значения директивного коэффициента мощности.
Коэффициент мощности определяется по формуле
Мероприятия по увеличению cosц:
1. естественный способ.
2. Искусственный способ.
В курсовом проекте принимаем искусственный метод увеличения cosц, т.е. установку батарей статических конденсаторов.
Для компенсации cosц до подходящих пределов нужно отыскать мощность батарей статических конденсаторов по формуле
где Q — реактивная мощность, кВАР
P — активная мощность, кВт
tgц находится по средневзвешенному cosцср.вз = 0,64
tgц = 1,2
tgц1 находится по директивному cosц = 0,97
tgц1 = 0,25
Q=207,9·(1,2 — 0,25)=249,5-51,98=198 кВАР
Избираем батарею статических конденсаторов и записываем её технические свойства.
Таблица Технические свойства батарей статических конденсаторов.
Тип установки
Номинальная
мощность, кВт
Число и мощность регулированных ступеней ист., кВар
УКН-300
300
2х150
Потому что расчётная мощность статических конденсаторов равна 198 кВар, то мы берём одну батарею мощностью 150 кВар
2.11 Расчёт заземляющего устройства
Для номинальной работы потребителей спроектировать заземляющий контур по последующему техническому заданию:
Подстанция установлена в IV климатической зоне, грунт в месте установки подстанции глина. Заземление выполнить железным уголком 60*60*6. принять глубину заложения электродов от поверхности земли h =0,5м, длину электрода принять равной l=3м, за горизонтальный заземлитель принять полосу 40х4 мм. в качестве естественных заземлителей принять железные конструкции спостроек с сопротивлением естественного заземлителя Rl=6 Ом.
Набросок 8
Рассчитываем ток замыкания на землю по формуле
где Iз — ток замыкания на землю, А;
lк — длина КЛ, км.
Рассчитываем нужное доступное сопротивление заземлительного устройства. Из 2-ух значений в расчёты в качестве сопротивления заземлителя принимается меньшее
В электроустановках напряжением до 1 кВ с изолированной глухозаземлённой нейтралью сопротивление растекания обязано быть не наиболее 4 Ом.
В электроустановках напряжением выше 1 кВ сопротивление заземления определяется по формуле
где Rз — сопротивление заземляющего устройства, Ом
Из 2-ух приобретенных значений избираем Rз = 4 Ом
Определяем нужное сопротивление искусственного заземлителя с учётом естественных заземлителей, включенных параллельно по формуле [ ]
где Rн — сопротивление искусственного заземлител;
Rе — сопротивление естественного заземлителя.
По начальным данным грунта (глина) определяем его удельное сопротивление с = 70 (Ом ·м).
Т. к. подстанция установлена в IV климатической зоне, то вводится поправочный коэффициент на климатическую зону для вертикальных и горизонтальных электродов по формуле
с рас.г= срас·k1 (43)
с рас.в= срас·k2 (44)
где k1, k2 — величины поправочных коэффициентов на климатические зоны (принимается из особых таблиц)
с рас.г= 70 ·1,8 = 126 (Ом·м)
с рас.в= 70 ·1,3 = 91 (Ом·м)
Определяем сопротивление растекания 1-го вертикального электрода Rов по формуле
т. к. в качестве заземлителей применяется уголковая сталь. Находим эквивалентный поперечник по формуле
dэкв = 0,95 в (46)
где dэкв — эквивалентный поперечник, м;
в — ширина уголка, мм.
dэкв = 0,95 · 0,06 = 0,057 (м)
t=5+0,5 = 2 м
Определяем примерное ориентировочное число вертикальных заземлений с учётом их коэффициента выполнения по формуле
где n — ориентировочное число вертикальных заземлителей;
kн.в.з. — коэффициент использования, зависит от числа
и дела a/l=6/3=2, kн.в.з =0,76
Определяем сопротивление растекания горизонтальных электродов по формуле в качестве которых взята полосовая сталь, приваренная к верхним частям уголков.
где l — длина горизонтального электрода,
определяется (n — a)·a = (3 — 1)·6 = 18 — 6 = 12 м
Вводим коэффициент использования горизонтального заземлителя.
kи.г.з=0,55, n =2,02, a/l = 2
Уточняем сопротивление горизонтальных электродов с учётом горизонтальных заземлителей
Уточняем число горизонтальных электродов с учётом их kи
kи.в.з=0,76, n =1,14, a/l = 2
Вывод: совсем к установке принимаем 3 электрода, забиваем их на глубину 0,5м, расстояние меж электродами 6м, электродом является уголковая сталь 60х60х6, в качестве горизоетельного заземлителя пирнимаем полосу 40х4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В курсовом проекте было написано введение, где раскрыты этапы развития энергетики. В общей части дана черта цеха, с установленной мощностью P= кВт.
Произведен расчет эл. нагрузок компании, построены графики. Расчеты проявили, что наибольшая мощность компании составляет P= кВт. Опосля расчета полной наибольшей мощности, которая составляет Smax= кВА. Был избран трансформатор на подстанции ТМ-250/10..
Выбрана схема подстанции, дано ее описание, произведен расчет питающих линий цеха. Расчеты проявили, что утрата напряжения составляет %. Произведен расчет токов к.з., по которому выбрано высоковольтное оборудование. Все аппараты испытаны на тепловую и динамическую устойчивость, соответствуют нормам.
В задании был задан cos цср.вз.= 0,65, т.к. энергоснабжающая организация просит cos ц= 0,97. Были произведены расчеты батарей статических конденсаторов. Для компенсации cos ц выбрана батарея марки УКН-0,38-300. Произведен расчет заземляющих устройств, при грунте — глина. К установке запланировано 2 электрода.
ЛИТЕРАТУРА
1. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю. электроснабжение промышленных компаний. — М.: Высш. шк., 1986. — 286 с.
2. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных компаний. — М.: Высш. шк., 1990. — 336 с.
3. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных компаний и установок. — М.: Высш. Шк., 1990. — 366 с.
4. Правила устройства электроустановок. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 648 с.
5. Справочник по электроснабжению линий электропередач и сетей. Под ред. Большама Я.М., Круповича Б.Н. и др. — М.: Энергия, 1974. — 625 с.
6. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: 1 т. Под общ. ред. Федорова А.А. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 586 с.
7. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: 2 т. Под общ. ред. Федорова А.А. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 592 с.
]]>