(5 оценок, среднее: 4,80 из 5)
Загрузка...
Учебная работа. Разработка системы электроснабжения механического цеха тяжелого машиностроения
Содержание
Введение
1. Короткая черта производства и потребителей электроэнергии
2. Определение группы надежности потребителей, выбор схем электроснабжения
3. Расчет электронных нагрузок
4. Выбор напряжений
5. Расчет тока недлинного замыкания
6. Выбор числа и мощности трансформатора
7. Выбор высоковольтного оборудования
8. Выбор сечения питающих линий
Заключение
Перечень использованных источников
Введение
электроснабжение трансформатор ток замыкание
Системой электроснабжения именуют совокупа устройств производства, передачи и распределения электроэнергии (дальше ЭЭ). системы электроснабжения промышленных компаний (дальше ПП) создаются для обеспечения питания ЭЭ промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и устройств, электронные печи, электролизные установки, аппараты и машинки для электронной сварки, осветительные установки и др.
задачка электроснабжения (ЭС) ПП появилась сразу с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы разных машин и устройств и строительством электростанций. 1-ые электростанции сооружались в городках для освещения и питания электронного транспорта, также при фабриках и заводах. Позже возникла возможность сооружения электронных станций в местах залежей горючего (торфа, угля, нефти) либо местах использования энергии воды независимо от мест нахождения потребителей ЭЭ — городов и ПП. Передача ЭЭ на огромные расстояния к центрам употребления стала осуществляться линиями электропередачи (ЛЭП (Линия электропередачи — один из компонентов электрической сети, система энергетического оборудования, предназначенная для передачи электроэнергии посредством электрического тока)) высочайшего напряжения.
В истинное время большая часть потребителей получают ЭЭ от энергосистемы. В то же время на ряде компаний длится сооружение и собственных теплоэлектростанций.
Необходимость в производстве ЭЭ на фабрично-заводских электростанциях обуславливается последующими причинами:
— Потребность в теплоте для технологических целей и отопления, и фиктивностью попутного производства при всем этом ЭЭ;
— необходимостью запасного питания для ответственных потребителей (2-ой независящий источник питания);
— необходимость использования вторичных ресурсов;
— большенный удаленностью неких компаний от энергосистем.
По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения (СЭС) ПП. В их врубаются сети больших напряжений, распределительные сети, а в ряде всевозможных случаев и сети промышленных теплоэлектростанций. Возникает необходимость внедрять автоматизацию СЭС ПП и производственных действий, производить в широких масштабах диспетчеризацию действий производства с применением телесигнализации и телеуправления, и вести активную работу по экономии ЭЭ.
Переход на автоматические системы управления быть может удачным лишь при наличии средств автоматики и обученных инженеров в области автоматического электроснабжения.
1. Короткая черта производства и потребителей электроэнергии
Механический цех томного машиностроения (МЦТМ) предназначен для серийного производства изделий. Является большим вспомогательным цехом завода машиностроения и делает заказы главных цехов. Предварительные операции делает станочное отделение (обдирку) изделий для предстоящей обработки их на анодно-механических станках. Для этого установлено основное оборудование: обдирочные, шлифовальные, анодно-механические станки и др. В МЦТМ предусмотрены производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения.
Электроснабжение (ЭСН) осуществляется от главной понизительной подстанции (ГПП) в согласовании с данной электронной схемой, которая создана для ЭСН всего компании. В перспективе от данной нам же цеховой ТП намечается доп ЭСН остальных ЭП с расчетными мощностями:
Рдоп =675 кВт, Qдоп=900 квар
количество рабочих смен — 2. Размеры цеха А х В х Н=48 х 30 х 9 м.
Список оборудования цеха дан в таблице, нужно учитывать освещение в размере 10% от мощности цеха. Мощность электропотребления (Рэп) указана для 1-го электроприемника.
Размещение оборудования показано на плане
Список оборудования участка МЦТМ
№ на плане
Наименование оборудования
Вариант
Примечание
1
2
3
Рэп, кВт
1…5
Шлифовальные станки
50
6, 16,
18…20
Обдирочные станки типа РТ-341
45
17
Краны мостовые
40 кВА
ПВ=25%
21…23,
29…31
Обдирочные станки типа РТ-250
35
24…28,
34…36
Анодно-механические станки типа
МЭ-31
18,4
7…15
Анодно-механические станки
типа МЭ-12
10
32
вентилятор вытяжной
18
33
Вентилятор приточный
20
Схема ЭСН МЦТМ
План механического цеха томного машиностроения
Приведем мощность трехфазного электроприемника №17 к долговременному режиму:
— для электроприемников ПКР
Для доборной перегрузки в перспективе:
Коэффициент использования доборной перегрузки примем равным 0,5.
Распределим потребителей механического цеха томного машиностроения по РП (таблица 1.2).
Таблица 1.2 — Распределение основного оборудования механического цеха томного машиностроения по РП
№ РП
№ на плане
Наименование ЭО
Кол-во
, кВт
Ки, о.е.
, о.е.
РП-1
1…5
Шлифовальные станки
5
50
0,2
0,65
6,16
Обдирочные станки типа РТ-341
2
45
0,2
0,65
РП-2
7…15
Анодно-механические станкитипа МЭ-12
9
10
0,14
0,5
РП-3
17
Краны мостовые
1
10
0,35
0,5
24…28, 34…36
Анодно-механические станки типа МЭ-31
8
18,4
0,17
0,65
РП-4
18..20
Обдирочные станки типа РТ-341
3
45
0,2
0,65
21…23, 29…31
Обдирочные станки типа РТ-250
6
35
0,2
0,65
32
вентилятор вытяжной
1
18
0,65
0,8
33
Вентилятор приточный
1
20
0,65
0,8
2. Определение группы надежности потребителей, выбор схем электроснабжения
В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники делят на последующие три группы:
Электроприемники I группы — электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значимый вред народному хозяйству; повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо принципиальных частей коммунального хозяйства. Из состава электроприемников I группы выделяют необыкновенную группу электроприемников, бесперебойная работы которых нужна для безаварийного останова производства с целью предотвращения опасности жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.
Электроприемники II группы — электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недо- отпуску продукции, массовым простоям рабочих, устройств и промышленного транспорта, нарушению обычной деятель значимого количества городских и сельских обитателей.
Электроприемники III группы — все другие электроприемники, не пригодные под определения I и II категорий.
Электроприемники I группы должны обеспечиваться электроэнергией от 2-ух независящих взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от 1-го из источников питания быть может допущен только на время автоматического восстановления питания.
Для электроснабжения особенной группы электроприемников I группы обязано предусматриваться доп питание от третьего независящего взаимно резервирующего источника питания.
Если резервированием электроснабжения недозволено обеспечить нужной непрерывности технологического процесса либо если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, обязано быть осуществлено технологическое резервирование, к примеру, методом установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, особых устройств безаварийного останова технологического процесса, работающих при нарушении электроснабжения.
Электроснабжение электроприемников I группы с особо сложным непрерывным технологическим действием, требующим долгого времени на восстановление рабочего режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется производить от 2-ух независящих взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются доп требования, определяемые чертами технологического процесса.
Электроприемники II группы рекомендуется обеспечивать электроэнергией от 2-ух независящих взаимно резервирующих источников питания.
Для электроприемников II группы при нарушении электроснабжения от 1-го из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, нужное для включения запасного питания действиями дежурного персонала либо выездной оперативной бригады.
Допускается питание электроприемников II группы по одной BJI, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта данной нам полосы за время не наиболее 1 суток. Кабельные вставки данной нам полосы должны производиться 2-мя кабелями, любой из которых выбирается по большему долговременному току BJI. Допускается питание электроприемников II группы по одной кабельной полосы, состоящей не наименее чем из 2-ух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату.
При наличии централизованного резерва трансформаторов и способности подмены повредившегося трансформатора за время не наиболее 1 суток допускается питание электроприемников II группы от 1-го трансформатора.
Для электроприемников III группы электроснабжение может производиться от 1-го источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, нужные для ремонта либо подмены покоробленного элемента системы электроснабжения, не превосходят 1 суток.
Выбор схемы электроснабжения.
Распределительные внутрицеховые сети — это сети, к которым конкретно подключаются разные ЭП цеха Распределительные сети производятся при помощи распределительных шинопроводов (ШРА) и распределительных пт. По собственной структуре схемы внутрицеховых электронных сетей могут быть круговыми, магистральными и смешанными. Круговые схемы используют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределением их по площади цеха, во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и аналогичной средой
Схема внутрицеховой сети определяется технологическим действием производства, планировкой помещений цеха, обоюдным расположением ТП, ЭП и вводов питания, расчетной мощностью, требованиями бесперебойности электроснабжения, технико-экономическими соображениями, критериями окружающей среды. Внутрицеховые сети делятся на питающие и распределительные. Питающие отходят от источника питания (ТП) к распределительным пт (РП), к распределительным шинопроводам либо отдельным большим ЭП.
Достоинством круговых схем является их высочайшая надежность, т.к. трагедия на одной полосы не влияет на работу ЭП, присоединенных к иной полосы. Недочетами круговых схем являются: малая экономичность, сплетенная со значимым расходом проводникового материала, труб, распределительных пт; огромное число защитной и коммутационной аппаратуры.
На рисунке 2.1 показана схема электроснабжения приемников 2 и 3 группы по бесперебойности.
Набросок 2.1 — Схема электроснабжения МЦТМ
3. Расчет электронных нагрузок
Расчет произведем способом коэффициента максимума.
Производим деление электроприемников на группы с помощью коэффициента использования , если , то электроприемники относятся к группе А, если , то к группе Б.
Все электроприемники с переменным графиком перегрузки (группа А)
Расчет электрически нагрузок РП-1
Начальные данные приведены в таблице 3.1
Таблица 3.1 свойства оборудования РП-1
Тип установки
количество ЭП (Ni), шт
Номинальная мощность ЭП (Pном,i), кВт
Коэффициент мощности (cosц)
Коэффициент использования (Ки,i)
Группа
Шлифовальные станки
5
50
0,65
0,2
А
Обдирочные станки типа РТ-341
2
45
0,65
0,2
А
Определяем суммарную номинальную активную мощность ЭП присоединенных к РП-1
Определяем номинальную реактивную мощность группы
,
Определяем среднюю активную мощность
Определяем среднюю реактивную мощность
Определяем действенное число электроприемников
Определяем коэффициент использования группы
По таблице на с.26 /1/ находим коэффициент максимума () для 6,985,
Таблица 3.2
значения коэффициента максимума
Коэффициент использования
Действенное число электроприемников
6
7
Коэффициент максимума
0,2
2,24
2,1
Коэффициент максимума () рассчитываем способом кусочно-линейной интерполяции.
Составляем уравнение прямой , проходящей через точки с координатами
Коэффициенты a и b, входящие в уравнение прямой, определяются по формулам:
;
Тогда коэффициент максимума по активной мощности () при
.
Определяем коэффициент максимума по реактивной мощности ():
Определяем расчетную активную мощность (, кВт):
Сравним приобретенное
Определяем расчетную реактивную мощность
кВар.
Определяем средний коэффициент мощности
Определяем полную расчетную мощность
Определяем расчетный ток
Расчеты для других РП и цеха в целом проводятся аналогично. Результаты сведены в таблицу 3.4.
Таблица 3.4 — Сводная таблица расчетных данных
№ ЭП
Перегрузка установленная
Перегрузка средняя за смену
Перегрузка наибольшая
Pн
n
Pнсум
Ки
сosц
tanц
Pс, кВт
Qс, квар
Sс, кВА
nэ
Км
К’м
Pр, кВт
Qр, квар
Sр, кВА
Iр, А
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
РП 1
1…5
50
5
250
0,2
0,65
1,17
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
6,16
45
2
90
0,2
0,65
1,17
Итого по РП 1
—
7
340
0,2
—
—
68,0
79,501
6,985
2,102
1,1
150
175,369
230,769
350,63
РП 2
7…15
10
9
90
0,14
0,5
1,73
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
Итого по РП 2
—
9
90
0,14
—
—
12,6
21,824
9
2,272
1,1
30
51,962
60
91,16
РП 3
17
10
1
10
0,35
0,5
1,73
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
24…28,
34…36
18,4
8
147,2
0,17
0,65
1,17
Итого по РП 3
—
9
157,2
0,181
—
—
28,524
35,318
8,799
2,031
1,1
57,929
38,85
69,75
105,98
РП 4
18…20
45
3
135
0,2
0,65
1,17
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
21…23,
29…31
35
6
210
0,2
0,65
1,17
32
18
1
18
0,65
0,8
0,75
33
20
1
20
0,65
0,8
0,75
Итого по РП-4
—
11
383
0,245
—
—
93,7
99,795
10,367
1,717
1,0
160,895
99,195
189,016
287,19
Итого по цеху*
—
36
971,2
0,209
—
—
202,824
235,838
27,357
1,362
1
276,186
235,838
363,178
551,81
Примечание — * без учета употребления мощности на освещение
Учет электронного освещения
Согласно заданию, нужно учитывать освещение в размере 10% от мощности цеха.
Расчетная мощность цеха (см. таблицу 3.4) — 276,186 кВт. Как следует, потребляемая мощность на освещения
Росв = 0,1•276,186=27,6кВт
Выполним расчет электронных нагрузок цеха с учетом мощности потребляемой на освещение и доборной мощности на перспективу. Коэффициент использования освещения kи примем равным 0,85; cosц=0,8(газоразрядные лампы).
Итог расчета приведен в таблице 3.5.
Таблица 3.5 — Сводная таблица расчетных данных по цеху с учетом мощности потребляемой на освещение и доборной перегрузки на перспективу
№ ЭП
Перегрузка установленная
Перегрузка средняя за смену
Перегрузка наибольшая
Pн
n
Pнсум
Ки
сosц
tanц
Pс, кВт
Qс, квар
Sс, кВА
nэ
Км
К’м
Pр, кВт
Qр, квар
Sр, кВА
Iр, А
Итого по цеху
—
38
1672,8
0,337
—
—
563,784
703,433
5,701
1,832
1,1
1032,933
773,776
1290,613
1960,94
компании, соответственно возрастает общее потребление электроэнергии. Меры по понижению употребления реактивной мощности: естественная Параметр
, кВт
, кВар
, кВА
без возмещающего устройства
0,8
0,75
1032,933
773,776
1290,613
Расчетный коэффициент мощности:
Определяется расчетная мощность возмещающего устройства:
,
где — коэффициент, учитывающий увеличение коэффициента мощности естественным методом, принимается = 0,9, /1/, с. 33;
tgц и tgц к- коэффициенты реактивной мощности до и опосля компенсации.
Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации создают до получения значения cosцk= 0,92…0,95.
Задавшись cosцk из этого промежутка, определяют tgц к.
Принимается cosцk = 0,95, тогда tgц к = 0,33.
кВар.
совсем избираем установку по каталогу компании «Матик-Электро» компенсации реактивной мощности с номинальной мощностью 350 кВар. Устанавливаем УКМ 58-0,4-350-30 У3 с мощностями ступеней регулирования 1х50+3х100 кВар.
Определяются фактические значения и опосля компенсации реактивной мощности:
;
.
Определим расчетную мощность с учетом компенсации и утрат
;
Результаты расчетов сводятся в «Сводную ведомость нагрузок».
Таблица 4.2 — Сводная ведомость нагрузок
Параметр
, кВт
, кВар
, кВА
Всего на НН без КУ
0,8
0,75
1032,933
773,776
1290,613
КУ
350
Всего на НН с КУ
0,937
0,373
1032,933
423,776
1116,484
Утраты
22,329
111,648
113,859
Всего ВН с КУ
1055,262
535,424
1183,324
4. Выбор напряжений
Приёмники электронной энергии современных промышленных компаний могут быть подразделены на группы, различающиеся по мощности, режиму работы, напряжению, роду тока.
Большая часть электроприёмников — электродвигатели производственных устройств, электронное освещение, электронные печи, электросварочные установки — являются, как правило, пользователями трёхфазного переменного тока промышленной частоты- 50 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ).
Согласно ГОСТ 721-62, номинальные линейные напряжения электронных сетей в электроустановках до 1000 В должны соответствовать при трёхфазном переменном токе: 220, 380, 660 В.
Наибольшее распространение на промышленных предприятиях имеют установки переменного напряжения 380/220В с глухо-заземлённой нейтралью. Выбор данного напряжения и рода тока обеспечивает возможность использования общих трансформаторов для питания силовой и осветительной перегрузки, также понижение утрат электроэнергии в цеховых сетях — по сопоставлению с напряжением 220/127В.
Обозначенное напряжение следует использовать во всех вариантах, где этому не препятствуют какие — или местные условия и если технико-экономическими расчётами не подтверждена необходимость внедрения наиболее высочайшего напряжения. Большая мощность трёхфазных электроприёмников, питаемых от системы напряжением 380/220В, не обязана превосходить величины, допускающей применение контакторов на ток 600 А.
В целях уменьшения угрозы поражения электронным током употребляют маленькое напряжение — номинальное напряжение не наиболее 42 В. Малые напряжения используют основным образом для ручных электронных инструментов, переносных ламп и ламп местного освещения в помещениях, где требуются особенные меры сохранности.
В качестве источников малых напряжений служат обычно понижающие трансформаторы. Чтоб исключить опасность перехода высшего напряжения на сторону низшего либо на корпус, вторичную обмотку и корпус понижающего трансформатора заземляют либо зануляют.
Исторически в сетях среднего напряжения Русского Союза получили распространение напряжения 6 и 10 кВ.
Для промышленных компаний напряжение 6 кВ может оказаться целесообразным в 2-ух вариантах: при питании компании от ТЭЦ на генераторном напряжении 6 кВ и при значимой доле электродвигателей 6 кВ в суммарной перегрузке компании.
Внедрение напряжения 6 кВ на промпредприятиях определялось отсутствием электродвигателей 10 кВ во всем спектре мощностей
В истинное время принято при новеньком строительстве сетей электроснабжения использовать напряжение 10 кВ, также производить перевод сетей 6 кВ на напряжение 10 кВ. Главным преимуществом напряжения 10 кВ является наиболее высочайшая пропускная способность при фактически схожей конструкции оборудования (к примеру кабели)
5. Расчет тока недлинного замыкания
Последовательность расчета тока недлинного замыкания смотрится последующим образом:
1) составляется расчетная однолинейная схема установки,
2) выбирается пространство условного недлинного замыкания,
3) задаются базовыми критериями,
4) выражают сопротивления всех частей в относительных единицах,
5) составляют схему замещения,
6) приводят расчетную схему к простейшему виду методом постепенного преобразования,
7) определяют токи недлинного замыкания,
8) определяют изначальное действующее значения данной нам составляющей в случайный момент времени,
9) определяют ударный ток недлинного замыкания.
Допущения при расчете токов недлинного замыкания:
1) в течение всего процесса недлинного замыкания ЭДС всех генераторов совпадают по фазе,
2) не учитывается насыщение магнитных систем, что дозволяет считать неизменным и не зависящим от тока индуктивные сопротивления всех частей короткозамкнутой цепи,
3) третируют намагничивающими токами силовых трансформаторов,
4) не учитывают емкости всех частей короткозамкнутой цепи, включая воздушные и кабельные полосы,
5) считают, что трехфазная система является симметричной,
6) не учитываются активные сопротивления электронной цепи при расчете работающего значения повторяющейся составляющей, если результирующее активное сопротивление не превосходит 30% результирующего индуктивного сопротивления.
Рис. 3.1.1Расчетная схема
Составим схему замещения.
Рис. 3.1.2 Схема замещения
1. Избираем базовые условия:
200 МВА; кВ;
, кА;
2. Определяем характеристики схемы замещения при избранных базовых критериях:
· Система С:
=о.е.
· трансформатор:
;
· генератор:
· воздушная линия:
Переведем в относительные и относительные базовые величины кабельную линию CL1 по формуле:
,
Для сокращения схемы все поочередные индуктивные сопротивления складываются:
Х1=У Г+T1+ДL3
X2=У C+ДL1
X3=У T3+CL1
Х1=1+1.2+0.072+2.272 o.e.
X2=0.274+0.393=0.667 o.e.
X3=2.381+2.1=4.481 o.e.
Схема сократилась до «звезды»:
Преобразуем схему из «звезды» в «треугольник» по правилу:
,
,
,
Получаем схему:
Далее отбрасывается цепочка Т-С:
где и — результирующие индуктивные сопротивления цепей С-КЗ и Т-КЗ.
Определим расчетное индуктивное сопротивление системы и турбогенераторов:
,
Тогда ток трехфазного недлинного замыкания и изначальное действующее системы:
для турбогенераторов:
.
где , , .
Изначальное действующее ток трехфазного недлинного замыкания:
.
Ударный ток:
.
6. Выбор числа и мощности трансформатора
При проектировании систем электроснабжения установка одно трансформаторных подстанций рекомендуется при полном резервировании ЭП 1 и 2 категорий по сетям низкого напряжения и для питания ЭП 3 группы, когда по условиям подъездных дорог, также по мощности и массе вероятна подмена покоробленного трансформатора в течении не наиболее одних суток и при наличии централизованного резерва. Верный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных компаний является одним из главных вопросцев оптимального построения системы электроснабжения. В обычных критериях силовые трансформаторы должны обеспечивать питание всех ЭП компании. Как правило, трансформаторов на подстанциях обязано быть не наиболее 2-ух.
2-ух трансформаторные подстанции используются при значимом числе потребителей 1 и 2 категорий, при сосредоточенных отягощениях на данном участке с высочайшей удельной плотностью, также если имеются ЭП особенной группы. На больших трансформаторных подстанциях число трансформаторов не наиболее 2-ух.
Принимаем к установке два трансформатора.
Утраты в трансформаторе приближенно (см раздел ;
Результирующая мощность на стороне высочайшего напряжения (ВН) из табл. 4.2
Определим расчетную мощность трансформатора с учетом утрат и компенсации реактивной мощности:
Избираем два трансформатора с номинальной мощностью 1000 кВА и сведем его характеристики в таблицу 7.1.
Таблица 7.1 — Технические данные трансформатора ТМЗ-1000/10
Тип
Номинальная мощность Sном.Т, кВА
Номинальное высшее напряжение UВН, кВ
Номинальное низшее напряжение UНН, кВ
Утраты КЗ ДРкз, кВт
Утраты ХХ ДРхх, кВт
Напряжение КЗ uк, %
ток ХХ Iх, %
ТМЗ
1000
10
0,4
12,2
1,9
5,5
1,7
Силовой масляный трансформатор ТМЗ-1000/10
Силовой масляный трансформатор герметичный с защитой масла, с естественным остыванием типа ТМЗ предназначен для преобразования электронной энергии переменного тока 1-го напряжения в электронную энергию переменного тока другого напряжения в трехфазных сетях энергосистем, а так же для питания разных потребителей в сетях переменного тока частотой 50 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ).
Защищенные понижающие трехфазные трансформаторы ТМЗ выпускаются мощностью от 250 до 2500 кВА и предусмотрены для установки на больших промышленных объектах и в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП) внутренней и внешной установки.
Трансформаторы ТМЗ выполнены в герметичном выполнении, в качестве конструктивной защиты масла употребляется сухой азот, расположенный меж зеркалом масла и крышкой трансформатора.
В трансформаторах ТМЗ предусмотрена возможность регулирования напряжения по 5 ступеням. Переключение на иной спектр напряжения проводится высоковольтным переключателем в ручном режиме при отключенном от сети трансформаторе со стороны ВН и НН с спектром регулирования ±2х2,5% от номинального напряжения.
Система трансформатора ТМЗ-1000/10
Масляный трансформатор ТМЗ — это трехфазный масляный трансформатор с защитой масла с естественным остыванием. Бак трансформатора сварной, прямоугольной формы.
Для роста поверхности остывания используются радиаторы.
Подъем трансформатора ТМЗ осуществляется за крюки, расположенные под верхней крышкой бака. В нижней части бака имеются пробка для слива масла, пробка для взятия пробы, болт заземления.
Активная часть состоит из магнитопровода, сделанного из холоднокатаной электротехнической стали, обмоток и высоковольтного переключателя. Обмотки трансформаторов дюралевые.
Вводы ВН и НН размещены на торцевых стенах бака, изоляторы проходные фарфоровые. При токе ввода 1000 А и выше на токоведущих стержнях крепятся особые контактные зажимы с лопаткой (контактные зажимы, флажки), обеспечивающие подсоединение плоской шины.
На стене маслоазоторасширителя устанавливается маслоуказатель для контроля уровня масла. На маслоуказателе нанесены три контрольные метки, надлежащие уровню масла в неработающем трансформаторе при разных температурах.
Азотная подушечка, расположенная меж зеркалом масла и крышкой трансформатора, обеспечивает защиту масла от окисления и компенсирует температурные колебания размера масла.
Для измерения температуры верхних слоев масла в баке инсталлируются термометрический сигнализатор.
Для контроля внутреннего давления и сигнализации о максимально допустимых величинах давления инсталлируются мановакуумметр.
Для защиты трансформатора устанавливается предохранительная диафрагма либо реле давления, которые срабатывают при достижении в баке давления 0.75 атм и газы выходят наружу.
структура условного обозначения трансформатора ТМЗ — 1000/10 УХЛ1 10/0,4 Д/Ун-11
· Т — трансформатор трехфазный
· М — масляное остывание с естественной циркуляцией воздуха и масла
· З — защитная азотная подушечка
· 1000 — номинальная мощность, кВА
· 10 — напряжение обмотки высочайшего напряжения, кВ
· УХЛ1 — климатическое выполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-69
· 10 — напряжение обмотки высочайшего напряжения, кВ
· 0,4 — напряжение обмотки низкого напряжения, кВ
· Д — схема соединения обмотки высочайшего напряжения (треугольник)
· У — схема соединения обмотки низкого напряжения (звезда)
· н — наличие изолированной нейтрали
· 11 — группа соединения обмоток
Технические свойства трансформатора ТМЗ-1000/10
Трансформаторы ТМЗ делаются в согласовании со эталоном МЭК-76 и ГОСТ 16555-75, выпускаются с номинальным напряжением первичной обмотки (высочайшего напряжения) до 10 кВ включительно и вторичной обмотки (низкого напряжения) на 0.4 либо 0.69 кВ.
Трансформаторы выпускаются с разными уровнями утрат холостого хода и недлинного замыкания:
· уровень утрат А согласно ТУ У 31.1-00213440-024-2006
· уровень утрат В согласно ТУ У 3.49-05758084-016-2000
Предельное отклонение технических характеристик трансформаторов составляют:
· напряжение недлинного замыкания ±10%
· утраты недлинного замыкания на основном ответвлении +10%
· утраты холостого хода +15%
· полная масса +10%
Условия эксплуатации трансформатора ТМЗ-1000/10
Высота над уровнем моря — до 1000 м
температура окружающего воздуха:
· для умеренного атмосферного климата — от -45°С до +40°С (выполнение «У»)
· для прохладного атмосферного климата — от -60°С до +40°С (выполнение «ХЛ»)
Относительная влажность воздуха — не наиболее 80% при температуре +25°С. Трансформаторы не рассчитаны для работы:
· во взрывоопасной и брутальной среде
· при вибрации и тряске
· при нередких включениях и отключениях со стороны питания до 10 раз в день
Определим коэффициент загрузки трансформатора
Определим утраты активной мощности в трансформаторе
,
где — утраты в стали, равны паспортным потерям ХХ, кВт;
— утраты в обмотках, равны паспортным потерям КЗ, кВт;
— коэффициент загрузки трансформатора (см. п. 5).
Определим утраты реактивной мощности в трансформаторе
,
где — утраты реактивной мощности на намагничивание, кВар;
,
— утраты реактивной мощности рассеяния в трансформаторе при номинальной перегрузке, кВар;
— ток холостого хода трансформатора, %;
— напряжение недлинного замыкания,%;
— номинальная мощность трансформатора, кВА;
7. Выбор высоковольтного оборудования
Выберем сечение кабеля по условию нагрева. За расчетную мощность примем мощность трансформатора КТП с учетом 40% перегрузки
.
Выберем дюралевый трехжильный бронированный кабель сечением
80.8/2.1=38.4/3=12.8
берем сечение 16 мм2 с Iдл.доп=90 А.
Вк= Iп.о. (tр.з.+tc.в.Ta) = 2,542*(0,01+0,03+0,05)=0,59 кА2с
Полосы высочайшего напряжения подвержены повреждениям в основном, чем все другое электрооборудование промышленных компаний. На воздушных и кабельных линиях вероятны многофазные и однофазные недлинные замыкания, замыкания на землю, обрыв проводов и т.п.
Произведем проверку кабеля
Uном ? Uсети.ном. 10кВ ? 10 кВ
Iдлит ? Iнорм.макс. 90А ? 57А
Iдлит.доп. ? Iдлит.макс. 90А ? 70А
S ? Sт= 16 ?
Кабель избран правильно.
В данном случае выбор для защиты полосы условно высочайшего напряжения применяем выключатель внутренней установки типа BB/TEL-630/10/20
Технические свойства:
ток номинальный Iном= 630А
Номинальный ток отключения Iном.откл= 32кА
время отключения 30 м.с.
Ток тепловой стойкости Iтерм.= 20 кА*с
ток динамической стойкости Iдин = 51 кА
Произведем проверку выключателя перегрузки по номинальным характеристикам
Uном ? Uсети.ном. 10 кВ ? 10 кВ
Iном ? I норм.макс. 630 А ? 57 А
Iном ? Iдлит.макс. 630А ? 80,8А
Iпр.с ? Iп.о 51А ? 2,54А
Iоткл.ном ? Ini 32A ? 2.54A
IТ2tT 202*1? 0.59
Также в помещении КТП будет установлен разъединитель РВЗ-10/630 II УЗ, созданный для отключения и включения под напряжением участков электронной цепи высочайшего напряжения при отсутствии нагрузочного тока.
Разъединитель нужен для конфигурации схемы соединения; для неопасного проведения работ на отключенном участке и при определенных критериях, для включения и отключения зарядных токов воздушных линий, тока холостого хода трансформаторов.
Набросок — Разъединитель РВЗ-10/630 II УЗ
Разъединители внутренней установки РВЗ-10/630 употребляются в целях коммутации для участков электронных цепей под напряжением без нагрузочного тока и в целях конфигурации схем соединения, обеспечивают сохранность работ на отключенных участках. Используются для включения/отключения зарядного тока воздушной и кабельной полосы или холостых токов трансформаторов и токов маленьких нагрузок. Приборы обустроены рычажными устройствами для ручного включения и отключения.
Требования к условиям эксплуатации разъединителей РВЗ-10/630 не очень различаются от требований к аналогичным устройствам. Рабочая высота может достигать до 1000 метров над уровнем моря. Нужен вольный доступ внешнего воздуха. Колебания температуры и влажности воздуха могут несущественно отличатся от этих характеристик на открытом воздухе. к примеру, разъединители РВЗ-10/630 могут применяться в железных помещениях без подогрева, под навесом, в кожухах комплектных устройств, кузовах, палатках, прицепах. нужно избегать прямого действия солнечных лучей и осадков на изделия. В помещениях с установленными разъединителями концентрация брутальных паров и газов не должны превосходить допустимых концентраций во избежание разрушение изоляции и защитного покрытия. Помещения должны быть закрытыми, пожаро-и взрывобезопасными.
Индивидуальности конструкции
Разъединители РВЗ-10/630 являются трехполюсными с 3-мя токопроводами на одной раме с одним общим приводным рычагом и валом, при вращении которого три контактных ножика сразу врубаются или отключаются. Токопроводы состоят из фиксированных контактов и подвижных контактных ножей. Недвижный контакт — это медная шина, согнутая под прямым углом. Подвижный — две медные полосы, находящиеся на маленьком расстоянии друг от друга. Для придания жесткости пластинки ножика разработаны и делаются в коробчатой форме. С одной стороны недвижный контакт крепится к колпачку изолятора и подводящей шине. Иная его сторона при включении заходит в зазор меж пластинами ножика, которые прижимаются к поверхности недвижного контакта при помощи пружин. Контактные ножики могут поворачиваться вокруг оси прикрепленной к недвижному контакту. Сближение пластинок контактных ножей ограничивается втулкой в отключенном положении. Благодаря трению, которое возникает меж пластинами ножика и недвижным контактом удаляются окислы с контактных поверхностей, что обеспечивает надежность работы устройства.
Разъединители внутренней установки РВЗ-10/630 употребляются в целях коммутации для участков электронных цепей под напряжением без нагрузочного тока и в целях конфигурации схем соединения, обеспечивают сохранность работ на отключенных участках. Используются для включения/отключения зарядного тока воздушной и кабельной полосы или холостых токов трансформаторов и токов маленьких нагрузок. Приборы обустроены рычажными приводами для ручного включения и отключения.
Технические свойства
Избираем ближайшую обычную мощность разъединителя. В данном случае избираем разъединитель типа РВЗ-10/630 II Уз со последующими техническими данными:
— Номинальное напряжение Uном = 10 кВ.
— Номинальный ток Iном = 630 А.
— Наибольшее рабочее напряжение Umax=12кВ.
ток электродинамической стойкости Iдин=51 кА
нужно проверить Разъединитель по номинальным характеристикам
;
;
;
— условие производится;
ток тепловой стойкости аппарата:
— условие производится;
— условие производится.
Потому что все условия производятся, означает, Разъединитель избран правильно и подступает для установки.
8. Выбор сечения питающих линий
По предназначению электронные сети делятся на питающие и распределительные.
Питающей сетью именуют полосы, идущие от вводно-распределительного устройства до силовых распределительных пт в силовой сети и до групповых щитков в осветительной сети.
Распределительной сетью именуют полосы, идущие от распределительных пт до силовых электроприемников в силовой сети и от групповых щитков освещения до осветительных приборов в осветительной сети.
В качестве питающих линий принимаем кабели с дюралевыми жилами типа АВВГ с ПВХ изоляцией в ПВХ оболочке, прокладываемые в воздухе, четырехжильные.
В качестве распределительных линий принимаем провода с дюралевыми жилами типа АПВ с изоляцией из ПВХ пластиката, прокладываемые в воздухе, четырехжильные (для трехфазных ЭП), двухжильные (для однофазных ЭП).Условие выбора кабеля по нагреву:
> ,
где — длительно-допустимый ток кабеля, А, каталог ОАО (форма организации публичной компании; акционерное общество) «Электрокабель» Кольчугинский завод» /10/
— расчетный ток группы электроприемников (электроприемника).
Для трехфазных электроприемников с двигательной перегрузкой
,
где — номинальная мощность ЭП, кВт;
— номинальное напряжение ЭП, 0,38 кВ;
— КПД ЭП, о.е. (для всех ЭД примем 0,89);
, с. 20. По каталогу /10/ избираем два кабеля сечением 16 мм2 с длительно-допустимым током 2х183=366 А.
Расчет сечения для других групп электроприемников аналогичен, результаты расчета сведены в таблицу 8.1.
Таблица 8.1 — Сводная ведомость питающих и распределительных линий
№ пользователя
Расчетный ток
РП/ЭП, А
Допустимый ток
кабеля, А
Сечение,
мм2
РП-1
350,63
366
АВВГ 4х50
РП-2
91,96
117
АВВГ 4х50
РП-3
105,98
117
АВВГ 4х50
РП-4
287,19
334
АВВГ 4х50
ЭП №1-5
94,840
130
АВВГ 4х25
ЭП №6,16, 18-20
85,356
130
АВВГ 4х25
ЭП №17
19,184
28
АПВ 4х4
ЭП №21-23, 29-31
66,388
80
АПВ 4х25
ЭП №24-28, 34-36
34,335
40
АПВ 4х8
ЭП №7-15
19,184
28
АПВ 4х4
ЭП №32
33,589
40
АПВ 4х8
ЭП №33
37,321
60
АПВ 4х16
ЩО
52,417
60
АПВ 4х16
Выбор электронного оборудования
Для зашиты распределительных пт и электроприемников выберем автоматические выключатели.
Автоматические выключатели предусмотрены для отключений при КЗ и перегрузках в электронных сетях, отключений при недопустимых понижениях напряжения, также для включений и отключений электронных цепей. Выключатели имеют термический и электромагнитный расцепители, время от времени лишь ЭМР.
Условия выбора автоматических выключателей:
;
;
— для полосы с одним ЭД;
— для групповой полосы с несколькими ЭД;
— для полосы без ЭД,
где — номинальный ток автомата, А;
— номинальный ток расцепителя, А;
— долгий ток в полосы, А;
— наибольший то в полосы, А;
— номинальное напряжение автомата, В;
— напряжение сети, В;
;
— для полосы без ЭД;
— для полосы с одним ЭД;
— для групповой полосы с несколькими ЭД,
где — кратность отсечки;
— ток отсечки, А;
— пусковой ток, А,
,
где — кратность пускового тока. Принимается =6,5-7,5 — для АД;
— номинальный ток, А;
— пиковый ток,
,
где — пусковой ток большего по мощности ЭД, А;
— номинальный ток большего в группе АД, А;
— наибольший ток на группу.
Выберем автомат для защиты РП-1.
Избираем автоматический выключатель с
Пиковый ток для РП-1
;
;
Принимаем .
Согласование расцепителя с защищаемым проводником
,
где — допустимый ток проводника, А;
Для РП-3 избран кабель АВВГ 4х240 с
, как следует расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
Совсем избираем автоматический выключатель ВА-51-37 с чертами:
;
;
;
Для других РП и электроприемников расчет проводится аналогично по приведенным выше формулам. Избранные аппараты защиты сведены в таблицу 9.1.
Таблица 9.1 — Выбор аппаратов защиты
№ п/п
Наименование ЭП
Iном.а,А
Iном.р,А
Io
Iоткл, кА
Тип
1
Вводной выключатель НН трансформатора
2500
2500
10
65
ВА50-43
2
РП 1
400
320
10
25
ВА51-37
3
РП 2
400
320
10
25
ВА51-37
4
РП 3
400
320
10
25
ВА51-37
5
РП 4
400
320
10
25
ВА51-37
6
ЭП №1
100
100
10
7
ВА51-31
7
ЭП №2
100
100
10
7
ВА51-31
8
ЭП №3…5
100
100
10
7
ВА51-31
9
ЭП №6,17,36
25
20
10
3,8
ВА51-31
10
ЭП №7…16
160
125
10
12,5
ВА51-31
11
ЭП №18…20
100
80
10
7
ВА51-31
12
ЭП №21…23
100
31,5
10
6
ВА51-31
13
ЭП №24…35
100
50
10
6
ВА51-31
14
Щит освещения
100
80
10
7
ВА51-31
Заключение
В данном курсовом проекте была разработана система электроснабжения механического цеха томного машиностроения. Был рассчитан ток трехфазного недлинного замыкания.
На базе плана расположения электрооборудования была составлена круговая схема электроснабжения и определено нужное количество распределительных пт. Схема электроснабжения стопроцентно согласована с данным электрооборудованием.
В курсовом проекте были определены расчётные перегрузки, в итоге которых мы избрали силовой масляный трансформатор герметичный с защитой масла, с естественным остыванием для комплектной трансформаторной подстанции. С целью проведения ремонтных работ на участках электронной цепи высочайшего напряжения трансформатора избрали выключатель перегрузки, разъединитель и проверили их на устойчивость динамическим и тепловым токам.
Делая упор на схему электроснабжения, мы избрали и высчитали кабельные полосы от ГПП до КТП, и от КТП до избранного распределительного пт РП1. От РП1 к электроприемникам принято решение было протянуть по стенкам, потолку в коробах. По условиям проверки на тепловую стойкость все кабели признаны выдержавшими тесты.
Для защиты электрооборудования РП1 от токов КЗ и перегрузок выбраны автоматические выключатели.
В итоге проделанных расчетов можно прийти к выводу, что электроснабжение механического цеха томного машиностроения создано правильно и отвечает всем требованиям современной нормативной технической документации.
Перечень использованных источников
1. Ю.М. Миронов, А.Н. Миронова. Электрооборудование и электроснабжение электротермических, плазменных и лучевых установок М.: Энергоатомиздат, 1991, 376 с.
2. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения: Справочник: учеб. пособие. — М.: ИД «форум«: ИНФРА — М. 2009. — 480 с. 480 (Высшее образование).
3. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных компаний: Учебник для вузов. — М.: Интермет Инжиниринг, 2006. — с. 672
4. Справочник по энергоснабжению и электрооборудованию промышленных компаний и публичных спостроек / Под общ. ред. профессоров МЭИ (ТУ) С.И. Гамазина, Б.И. Кудрина, С.А. Цырука. — М.: Издательский дом МЭИ, 2010. — 746 с.
5. В.П. Шеховцов Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. — М. форум, ИНФРА-М., 2003. — 214 с.
6. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П., Электронная часть станций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Уч. пособие для вузов. — М. Энергоатомиздат, 1989
]]>