Загрузка...
Учебная работа. Разработка системы электроснабжения механического цеха
- Введение
- 1 Короткая черта цеха
- 2 Разработка системы электроснабжения механического цеха
- 2.1 Расчёт силовых электронных нагрузок на втором уровне электроснабжения
- 2.2 Расчёт освещения цеха
- 2.2.1 Светотехнический расчёт помещения цеха
- 2.2.2 Аварийное освещение цеха
- 2.2.3 Расчёт осветительных нагрузок для помещения цеха. Выбор компенсирующих устройств в осветительной сети
- 2.2.4 Расчёт осветительных нагрузок для бытовых отделений
- 2.3 Выбор силовых трансформаторов
- 2.3.1 Расчёт силовых электронных нагрузок на 3-ем уровне электроснабжения
- 2.3.2 Выбор мощности низковольтных компенсирующих устройств
- 2.3.3 Выбор количества и мощности трансформаторов
- 2.3.4 Выбор сечений кабельных линий напряжением 6 кВ, питающих КТП
- 2.4 Выбор осветительной сети. Электротехнический расчет
- 2.5 Выбор схемы и конструктивное выполнение внутрицехового электроснабжения напряжением до 1 кВ
- 2.5.1 Выбор схемы и сечений проводников питающей сети
- 2.5.1.1 Расчёт первого варианта питающей сети
- 2.5.1.2 Расчёт второго варианта питающей сети
- 2.5.2 Выбор кабеля для конденсаторной установки
- 2.5.3 Выбор сечений проводов распределительной сети
- 2.6 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры, распределительных силовых и осветительных шифанеров
- 2.6.1 Выбор автоматических выключателей на КТП
- 2.6.2 Выбор автоматических выключателей в ЩО
- 2.6.3 Выбор силовых распределительных пт и предохранителей.
- 2.6.4 Выбор групповых щитов освещения
- 2.7 Расчёт токов недлинного замыкания
- 2.8 Проверка избранных аппаратов защиты
- 2.9 Релейная защита трансформатора цеховой подстанции
- 2.10 Автоматическое управление реактивной мощностью батарей конденсаторов
- 3 Расчёт главных технико-экономических характеристик
- 3.1 Планирование использования рабочего времени
- 3.2 Расчёт численности персонала, обслуживающего энергохозяйство цеха
- 3.3 Расчёт тарифного фонда оплаты труда персонала
- 3.4 Расчёт фонда оплаты труда персонала
- 3.5 Определение отчислений на социальные нужды
- 3.6 Расчёт платы за электроэнергию
- 3.7 Расчёт годичных эксплуатационных расходов по электрохозяйству цеха
- 3.8 Расчёт незапятнанного дисконтированного дохода от установки на КТП компенсирующих устройств
- 3.9 Главные технико-экономические характеристики системы электроснабжения механического цеха
- 4 Расчёт системы отопления механического цеха
- 4.1 Определение расхода теплоты на отопление
- 4.2 Гидравлический расчёт системы водяного отопления
- 5 Сохранность жизнедеятельности
- 5.1 Подготовка персонала, допускаемого к работам в электроустановках
- 5.2 Защитное заземление
- 5.3 Воздействие шума на персонал и мероприятия по его понижению
- Заключение
- Библиографический перечень источников инфы
Введение
Цель данного курсового проекта заключается в том, чтоб спроектировать систему электроснабжения группы цехов МПТАО «Стайлинг». В данных цехах для увеличения эффективности производства была произведена подмена устаревшего и изношенного оборудования новеньким наиболее производительным, также произведено частичное внедрение новейшего технологического процесса. В связи с сиим, также из-за значимого износа цеховых сетей и оборудования нужно спроектировать новейшую систему электроснабжения с применением новейшего оборудования и отвечающую современным техническим требованиям.
Для защиты цеховых трансформаторов нужно произвести выбор защит и расчёт их уставок.
1. Короткая черта цеха
В данном курсовом проекте рассматривается комплекс цехов компании МПТАО “Стайлинг”. Обозначенная группа заходит в состав основного производства завода. Состав производственных участков определяется конструкцией изготовляемых изделий, технологическим действием и программкой выпуска и организацией производства.
Главным направлением практической деятель МПТАО “Стайлинг” является создание корпусной мебели. Пиломатериал в виде досок длиной 6 м поступает в цех массива. тут он подвергается сушке паром. Дальше доски раскраиваются на отдельные заготовки и проходят тут обработку на деревообрабатывающих станках. На особых прессах происходит формирование из заготовок больших щитов, которые также обрабатываются на токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных станках. Дальше детали поступают на участок покраски, где покрываются лаком и сушатся. Опосля этого в отделении сборки происходит окончательная сборка комплектов и их упаковка. На экспериментальном участке цеха может быть изготовка мебели по особым проектам и личным заказам. Хранение сделанной мебели осуществляется на складе готовой продукции.
Также в комплекс цехов входят контора, включающая технический, конструкторский отделы, отдел техники сохранности и библиотеку, ремонтно-механический цех со вспомогательными помещениями, электроучасток и компрессорную, расположенные в одном здании. В группу включена котельная, обеспечивающая нужды фабрики в паре и жаркой воде.
Таковым образом, главным оборудованием цехов являются деревообрабатывающие и отчасти металлообрабатывающие станки. В данном оборудовании для электропривода употребляются в главном асинхронные движки.
Главные сведения о оборудовании представлены в таблице 1.1. Данные по коэффициентам использования (Ки) и коэффициентам мощности (cosц) оборудования взяты из /2/.
Таблица 1.1 — Начальные данные механического цеха
№
приемник
Pном, кВт
cosф
Ки
1
2
3
4
5
Цех массива
1
вентилятор
5
0,75
0,9
2
вентилятор
5
0,75
0,9
3
вентилятор
5
0,75
0,9
4
вентилятор
5
0,75
0,9
5
вентилятор
5
0,75
0,9
6
вентилятор
5
0,75
0,9
7
вентилятор
5
0,75
0,9
8
9
вентилятор
фуговальный станок
5
1
0,75
0,55
0,9
0,2
10
циркулярная пила
0,7
0,5
0,3
1
2
3
4
5
11
циркулярная пила
0,7
0,5
0,3
12
сверлильный станок
1
0,7
0,14
13
станок для сращивания
2
0,8
0,5
14
циркулярная пила
1,5
0,5
0,7
15
4-сторонний строгал. станок
37,6
0,5
0,8
16
фрезерный станок
3,2
0,7
0,14
17
фрезерный станок
3,2
0,7
0,14
18
станок для сращивания
2
0,8
0,5
19
строгальный станок
9
0,5
0,2
20
строгальный станок
27
0,5
0,2
21
циркулярная пила
7
0,5
0,3
22
многопильный станок
30
0,5
0,7
23
циркулярная пила
3,2
0,5
0,8
24
лифт
7,1
0,75
0,1
25
строгальный рейсмус
10
0,55
0,2
26
4-сторонний строгал. станок
26
0,5
0,9
27
пресс клейки щитов
28
0,8
0,9
28
станок круглопильный
4
0,5
0,8
29
станок круглопильный
45
0,5
0,8
30
сверлильный станок
3
0,7
0,05
31
настольно-сверлильный станок
1
0,7
0,14
32
копировально-фрезерный станок
10
0,8
0,14
33
фрезерный станок
7,5
0,7
0,14
34
фрезерный станок
7,5
0,7
0,14
35
фуговальный станок
1
0,55
0,2
36
сверлильный станок
1,7
0,7
0,05
37
вайма
5
0,8
0,2
38
подъемник
2
0,75
0,1
39
станок шлифовальный верт.
1
0,6
0,5
40
сверлильный станок
1
0,7
0,14
41
сверлильный станок
1
0,7
0,14
42
сверлильный станок
1
0,7
0,14
43
фрезерный станок
4
0,7
0,14
44
станок для раскроя
1,5
0,6
0,2
45
подъемник
4
0,75
0,1
46
ленточно-шлифовальный станок
5,5
0,6
0,7
47
ленточно-шлифовальный станок
5,5
0,6
0,7
48
станок шлифовал. барабанный
1
0,6
0,7
49
кабина распылительная
8
0,8
0,9
50
укрытие для сушки
22
0,8
0,9
51
укрытие для сушки
25,5
0,8
0,9
52
3-пильный сверлильный станок
1,5
0,7
0,14
53
14-шпиндел. сверлильный станок
4
0,7
0,14
54
сверлильный станок
1
0,7
0,14
55
сверлильный станок
1
0,7
0,14
56
токарный станок
2
0,75
0,3
57
станок облицовки кромок
1
0,6
0,1
58
фуговальный станок
3,2
0,55
0,2
59
фрезерный станок
3,2
0,7
0,14
60
циркулярная пила
3,2
0,5
0,3
61
циркулярная пила
3,2
0,5
0,3
62
приточный вентилятор
18,5
0,8
0,8
КОРПУС РМЦ И КОНТОРЫ
63
сверлильный станок
1,5
0,7
0,14
1
2
3
4
5
64
вальцовочный станок
4
0,7
0,1
65
фланцевый станок
2
0,75
0,1
66
вальцесадочный станок
2
0,7
0,1
67
вальцепрокатный станок
1
0,7
0,1
68
строгальный станок
3
0,55
0,2
69
сверлильный станок
1,5
0,7
0,14
70
сверлильный станок
6,3
0,7
0,14
71
токарный станок
5,5
0,75
0,14
72
токарный станок
7
0,75
0,14
73
токарный станок
10
0,75
0,14
74
токарный станок
11
0,75
0,14
75
фрезерный станок
3
0,7
0,14
76
фрезерный станок
13
0,7
0,14
77
отрезной станок
8
0,6
0,2
78
гильотинные ножницы
10
0,6
0,1
79
сверлильный станок
2
0,7
0,14
80
наждак
1,7
0,7
0,1
81
тельфер
1,5
0,75
0,1
82
сверлильный станок
2
0,7
0,14
83
отрезной станок
3
0,6
0,2
84
рубильная машинка
4
0,6
0,1
85
сверлильный станок
1
0,7
0,14
86
компрессор
37
0,8
0,9
87
компрессор
37
0,8
0,9
88
компрессор
75
0,8
0,9
89
вентилятор
2
0,8
0,8
90
вентилятор
4
0,8
0,8
КОТЕЛЬНАЯ
91
вентилятор
1,5
0,8
0,8
92
вентилятор
1,5
0,8
0,8
93
ножницы
3
0,6
0,2
94
наждак
2
0,7
0,1
95
сверлильный станок
2
0,7
0,14
96
токарный станок
7
0,7
0,14
97
трубогибочный станок
6,5
0,7
0,12
98
насос
4
0,8
0,8
99
насос
4
0,8
0,8
100
насос
4
0,8
0,8
101
насос
4
0,8
0,8
102
насос
10
0,8
0,8
103
насос
10
0,8
0,8
104
насос
23
0,8
0,8
105
насос
37
0,8
0,8
КОРПУС СКЛАДОВ И СБОРКИ
106
сверлильный станок
1
0,7
0,14
107
сверлильный станок
1
0,7
0,14
108
сверлильный станок
1
0,7
0,14
109
сверлильный станок
3
0,7
0,14
110
вайма
5
0,8
0,2
111
подъемник
4
0,75
0,1
112
лифт
7,1
0,75
0,1
113
вентилятор
8,5
0,75
0,9
Большая часть электроприемников данной группы цехов относится ко 2-ой и третьей группы по обеспечению бесперебойности электроснабжения. К первой группы относится вытяжная вентиляция цеха массива.
Цех производит работу в две смены. Число часов использования наибольшей перегрузки в году Тм = 4500 часов.
Черта критерий среды и категорий по пожаро- и взрывоопасности приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 — Черта критерий среды и категорий надёжности
Наименование отделения
Помещение по условия среды
Категория по пожаро-, взрывоопасности
Цех массива 1 этаж:
Участок мехобработки
Пыльное
П-II
Участок раскроя пиломатериала
Пыльное
П-II
Сушильный участок
Мокрое
—
Экспериментальный участок
Пыльное
П-IIа
Склад
Обычное
—
Вспомогательные помещения
Обычное
—
Цех массива 2 этаж:
Пыльное
П-IIа
Склад
Обычное
—
Участок мехобработки
Пыльное
П-II
Шлифовальное отделение
Пыльное
В-Iа
Участок покраски и сушки
—
пространство упаковки
Обычное
—
Корпус складов и сборки:
Склад
Обычное
—
Участок сборки
Обычное
—
Корпус РМЦ и конторы
РМЦ
Обычное
—
Электроцех
Обычное
—
Компрессорная
Обычное
—
Вещественный склад
Обычное
—
Контора
Обычное
—
Вспомогательные помещения
Обычное
—
Котельная
Обычное
—
2 Разработка системы электроснабжения
2.1 Расчёт силовых электронных нагрузок
Расчёт электронных нагрузок силовых электроприёмников на втором уровне производится по отдельным узлам цеховых сетей — распределительным пт (РП).
Расчёт делается способом упорядоченных диаграмм. Все силовые электроприёмники (ЭП) всякого узла разбиваются на группы в согласовании с их режимом работы и коэффициентом использования:
· группа А — ЭП долгого режима работы с переменным графиком перегрузки (станки, прессы) и электроприёмники повторно-кратковременного режима работы (краны, тельферы);
· группа Б — ЭП долгого режима работы с неизменным графиком перегрузки (вентиляторы, компрессоры, большие станки).
Пример расчёта электронных нагрузок приводится для узла РП-3.
Группа А:
— фуговальный станок Рн=1кВт; Ки = 0,2; cosц = 0,55;
— циркулярная пила количество n=2, Pн=0,7кВт; Ки = 0,3; cosц = 0,5;
— сверлильный станок Рн=1кВт; Ки = 0,14; cosц = 0,7;
— станок для сращивания Рн=2 кВт; Ки = 0,5; cosц = 0,8;
Итого по группе А:
PнУ = 1+2•0,7+1+2=5,4кВт.
Группа Б:
— циркулярная пила Pн=1,5кВт; Ки = 0,7; cosц = 0,5;
— 4-сторонний строгальный станок Pн=37,6кВт; Ки = 0,8; cosц = 0,5;
Итого по группе Б: PнУ = 1,5+37,6=39,1 кВт.
Итого по узлу:
PнУ = 5,4+39,1 = 44,5 кВт.
Активная мощность за более загруженную смену, кВт,
Pсм У = У Kи · Pн,
* для группы А:
Pсм У = 0,2•1+0,3•2•0,7+0,14•1+0,5•2=1,76;
* для группы Б:
Pсм У = 0,7•1,5+0,8•37,6=31,13.
Реактивная мощность за более загруженную смену, квар,
Qсм У = У Pсм i · tgцi,
где tgцi — коэффициент реактивной мощности, о.е.,
tgцi = tg(arccosцi);
* для группы А:
Qсм У = 0,200·tg(arcos 0,55) + 2•0,210·tg(arcos 0,5) + 0,140·tg(arcos 0,7) + 1,0х
хtg(arcos 0,8) =1,924;
* для группы Б:
Qсм У = 1,050 · tg (arcos 0,5) + 30,080 · tg (arcos 0,5) =67,723.
Средневзвешенный коэффициент использования, о.е.,
Kи св =,
для группы А:
Kи св =1,760/5,400= 0,326.
Действенное число ЭП для группы А ,
;
=4,1.
Принимается nэ=4.
Коэффициент максимума по активной мощности при nэ = 4 и Kи = 0,326 по таблице либо рисунку /2/, о.е.,
Kма = 2,2.
Коэффициент максимума по реактивной мощности при nэ = 4, о.е.,
Kмр = 1,1.
Коэффициент максимума по активной и реактивной мощности для группы Б, о.е.,
Kма = Kмр = 1.
Расчётные активная и реактивная мощности, кВт, квар,
;
;
* для группы А:
;
;
* для группы Б:
при количестве приемников в группе наименее 3
Рр=?Рн;
Рр=1,5+37,6=39,1;
Qр=?Рн•tgц;
Qр=1,5•tg(arccos0,5)+37,6• tg(arccos0,5)=67,723.
Итого по узлу:
Рр=3,872+39,100=42,972;
Qр=2,116+67,723=69,840.
Полная расчётная мощность узла, кВА,
,
.
Расчётный ток узла, А,
,
.
Расчёт электронных нагрузок для остальных узлов проводится аналогично, результаты расчёта сведены в таблицу 2.1.
2.2 Расчёт освещения цеха
2.2.1 Светотехнический расчёт помещения цеха
Расчет общего освещения помещения цеха делается по способу коэффициента использования светового потока. способ коэффициента использования предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии больших затеняющих предметов.
Делается расчет для участка механической обработки в цехе массива на первом этаже. К установке принимается осветительный прибор ПВЛМ с люминесцентными лампами (ЛЛ), который имеет последующие свойства:
— мощность и количество ламп — 2х80 Вт;
— степень защиты — IP54;
— КСС — Д-1;
— КПД осветительного прибора — с =0,7.
Индекс помещения
,
где А и В — длина и ширина помещения, м;
Нр — высота подвеса осветительного прибора над рабочей поверхностью, м;
,
где hр.п. — высота рабочей поверхности, м;
hс — высота свеса осветительного прибора, м;
;
.
Коэффициент использования светового потока, о.е.,
,
где п — коэффициент использования помещения /3/, о.е.;
.
Принимается число рядов осветительных приборов в помещении равным Nр=2.
Рекомендуемое отношение /3/ л=L/Hр=1,2ч1,6. Отсюда рекомендуемое расстояние меж рядами осветительных приборов L=3ч4м. Принимается L=4м. Размещение осветительных приборов в помещении показано на рисунке 2.1.
Расчетный световой поток 1-го ряда, лм,
,
где Ем — нормативная малая освещенность, равная 300 лк;
Кз — коэффициент припаса, для ЛЛ равный 1,5;
F — площадь помещения, м2;
Z — отношение Еср/Ем=1,1 для ЛЛ;
=73615.
Число осветительных приборов в ряду,шт,
,
где Фст — обычный световой поток, лм;
2 — коэффициент, учитывающий число ламп в осветительном приборе;
=7,4.
Принимается Ncp=7.
Расчетный световой поток одной лампы, лм,
,
=5258.
Расхождение со обычным значением составляет 5%, что является допустимым.
Число осветительных приборов в помещении, шт,
Nc=Np•Ncp,
Nc=2•7=14.
Суммарная номинальная мощность осветительных приборов, установленных на участке мехобработки, кВт,
Pн=Nc•2х0.08,
Pн=14•2х0,08=2,240.
Светотехнический расчет для других помещений приведен в таблице 2.2.
2.2.2 Аварийное освещение цеха
Аварийное освещение разделяется на освещение сохранности и эвакуационное.
В механическом цехе инсталлируются осветительные приборы эвакуационного освещения, которое предусматривается по главным проходам и лестницам производственных помещений, в каких работает наиболее 50 человек и выход людей из помещения при аварийном выключении рабочего освещения связан с угрозой травматизма из-за продолжения работы производственного оборудования. Эвакуационное освещение обязано обеспечивать освещенность не наименее 0,5 лк на полу главных проходов и на ступенях лестниц. В качестве осветительных приборов эвакуационного освещения используются лампы накаливания (ЛН), а при допустимых критерий может быть применение люминесцентных ламп (ЛЛ).
Осветительные приборы аварийного освещения (освещения сохранности, эвакуационного) допускается предугадывать работающими сразу со светильниками рабочего освещения, создавая общую освещенность согласно нормам, и автоматом включаемыми лишь при прекращении питания обычного освещения.
Для аварийного освещения механического цеха используются осветительные приборы НСП22 (500 Вт) с ЛН, которые размещаются по главным проходам и работают сразу со светильниками рабочего освещения, создавая общую освещенность согласно нормам. Размещение осветительных приборов и щитков аварийного освещения показано на рисунке 2.2.
2.2.3 Расчёт осветительных нагрузок
Расчетная осветительная перегрузка
— активная, кВт,
,
где кс — коэффициент спроса на освещение, для производственных спостроек состоящих из почти всех отдельных помещений кс=0,85;
кпот — коэффициент утрат в ПРА, для ЛЛ равный 1,2;
, — номинальная мощность осветительных приборов с ЛЛ и ЛН соответственно, кВт, берется по таблице 2.2;
=54,026.
— реактивная, квар,
,
где tgцo — коэффициент реактивной мощности освещения,о.е.,
tgцo=tg(arccosцо),
cosцo=0,9;
tgцo=tg(arccos0,9)=0,484;
=22,954.
2.3 Выбор силовых трансформаторов
Принимается комплектная двухтрансформаторная подстанция, т.к. большая часть потребителей электронной энергии данных цехов относятся к пользователям II группы надежности, и перерыв электроснабжения допустим на время, нужное для включения запасного питания действиями дежурного персонала .
Расчет силовой перегрузки трансформаторов подстанции приведен в таблице 2.1, расчет осветительных нагрузок выполнен в п.2.2.3. Осветительная перегрузка присоединяется к трансформатору №1 трансформаторной подстанции.
Перегрузки трансформаторов:
Трансформатор №1
Рсм1=Рссм1+Росм,
Рсм1=251,719+54,026=305,745 кВт;
Qсм1=Qссм1+Qосм,
Qсм1=305,097+22,954=328,051 квар;
Рр1=Рср1+Рор,
Рр1=266,511+54,026=320,537 кВт;
Qр1=Qср1+Qор,
Qр1=305,097+22,954=328,051;
Трансформатор №2
Рсм2=274,212 кВт;
Qсм2=237,434 квар;
Рр2=290,502 кВт;
Qр2=237,434 квар.
По подстанции в целом
=545,347 кВт;
=542,530 квар.
При проектировании целенаправлено отдавать предпочтение комплектным трансформаторным подстанциям (КТП). КТП состоит из 3-х узлов: шкафа ввода ВН, силового трансформатора, РУ НН. Шкаф ввода ВН предназначен для глухого присоединения трансформатора к полосы либо через выключатель перегрузки, либо через разъединитель с предохранителем. Трансформатор КТП быть может один из марок ТМЗ, ТНЗ либо ТС. РУ НН состоит из набора железных шифанеров, в каких устанавливают предохранители типа ПН-2 для отходящих линий либо автоматические воздушные выключатели.
Выбор числа и мощности трансформаторов делается по средней мощности за более загруженную смену Sсм. В этом случае число и мощность трансформатора можно найти по Sсм из того предложения, что в сети НН осуществляется полная значения коэффициентов загрузки трансформаторов определены из условия обоюдного резервирования трансформаторов в аварийном режиме с учетом допустимой перегрузки оставшихся в работе трансформаторов в 1,3 раза на время максимума перегрузки с общей длительностью по 6 ч в любые из 5 суток
Мощность трансформаторов, кВА,
Трансформатор №1
,
;
Трансформатор №2
,
.
Принимаются к установке на КТП два трансформатора типа ТМЗ-630/6.
Коэффициент загрузки трансформатора, о.е., в наивысшем режиме при условии полной компенсации реактивной мощности,
Кз=Рр/Sном.тр,
Трансформатор №1
Кз=320,537/630=0,509;
Трансформатор №2
Кз=290,502/630=0,461.
Коэффициент загрузки в аварийном режиме при выключении 1-го трансформатора,о.е.,
,
=0,866,
что меньше допустимого значения 1,3.
2.4 Выбор сечений кабельных линий напряжением 6 кВ, питающих
КТП
Выбор сечений делается по экономической плотности тока и проверяется по условию нагрева.
Экономическое сечение определяется из выражения
где IP — расчетный ток полосы в обычном режиме работы, А,
,
;
jэк — финансовая плотность тока /3/, А/мм2;
.
Выбирается кабель марки ААБ 350 (Iдоп = 155А — кабель проложен в земле).
Проверка по нагреву:
Расчетный ток в полосы в послеаварийном режиме, А,
Проверка избранного кабеля по нагреву в послеаварийном режиме:
Все условия производятся
2.5 значения и допустимая загрузка трансформаторов.
Предприятию задано экономическое значения, предприятие в целом не превосходит экономической величины потребляемой реактивной мощности.
1-ое условие.
Нужная мощность компенсирующих устройств, квар,
,
где tgцф — фактический коэффициент реактивной мощности, о.е.,
tgцф=Qp/Pp;
Трансформатор №1
tgцф=328,051/320,537=1,023;
=231,890;
Трансформатор №2
tgцф=237,434/290,502=0,817;
=150,189.
2-ое условие.
Коэффициент загрузки трансформаторов в расчетном режиме до компенсации, о.е.,
,
Трансформатор №1
=0,728;
Трансформатор №2
=0,595.
Реактивная мощность, которую можно передавать через трансформатор в обычном режиме работы, квар,
,
Трансформатор №1
=272,416;
Трансформатор №2
=304,135.
Нужная мощность компенсирующих устройств, квар,
=Qp-Qпер,
Трансформатор №1
=328,051-272,416=55,635;
Трансформатор №2
=237,434-304,135=-66,701.
Из мощностей компенсирующих устройств, избранных по двум условиям, принимается большая. Инсталлируются комплектные компенсирующие устройства ККУ — 0,38 -240 для секции РУ НН первого трансформатора и ККУ — 0,38 —160 — для второго.
Коэффициент загрузки трансформатора опосля компенсации реактивной мощности, о.е.,
,
Трансформатор №1
=0,527;
Трансформатор №2
=0,477.
2.6 Выбор осветительной сети. Электротехнический расчет
В осветительных установках общего освещения применяется в большей степени напряжение 380/220 В переменного тока при заземленной нейтрали. Потому что расчёт ведётся лишь для общего освещения, то для остальных видов освещения расчёт не производится.
Схема питания осветительной установки состоит из питающих и групповых линий. К питающим линиям относятся участки сети от распределительных устройств подстанций до групповых щитков. К групповым линиям относятся участки сети от групповых щитков до осветительных приборов.
Питающие полосы производятся четырёхпроводными, а групповые зависимо от перегрузки и протяженности бывают двухпроводными, трёхпроводными и четырёхпроводными. Питающие полосы осветительной сети могут быть выполнены по круговой, магистральной либо смешанной схемам.
Групповые полосы могут быть как однофазными, так и трехфазными. Однофазные групповые полосы целенаправлено прокладывать для помещений маленькой площади, также для средних и больших помещений, освещаемых не очень нередко установленными светильниками с ДРЛ и ЛН маленькой мощности до 150-200 Вт и люминесцентными светильниками. Трехфазные групповые полосы экономны в огромных помещениях, освещаемых сильными светильниками с ЛН 500-1000 кВт либо лампами ДРЛ.
Групповые щитки нужно располагать поближе к центру осветительных нагрузок и в местах, доступных для обслуживания.
Для осветительных приборов аварийного освещения устанавливается отдельные щитки, которые присоединяются к сети, не зависящей от рабочего освещения. При всем этом освещенность, создаваемая светильниками аварийного освещения, заходит в общий баланс освещенности производственного помещения.
Согласно вышеприведенным советам питающие полосы выбираются четырёхпроводными, а групповые — двухпроводными. К РУ НН КТП присоединяется магистральный щит освещения (МЩО), от которого отходят питающие полосы щитов освещения (ЩО), выполненные по смещанной схеме.
Сечение проводников осветительной сети определяется по допустимой потере напряжения. В тех вариантах, когда рассчитывается разветвленная сеть, другими словами когда имеются трехфазные и однофазные ответвления, сечение рассчитывается по формуле, мм2,
,
где М — сумма моментов рассчитываемого и всех следующих по направлению потока энергии участков с этим же числом проводов в полосы, что и рассчитываемый участок, кВт·м,
m — сумма моментов всех ответвлений, питаемых через рассчитываемый участок с хорошим числом проводников в полосы, кВтм;
— коэффициент приведения моментов, когда ответвления имеют другое число проводов, чем рассчитываемый участок /3/, о.е.;
— коэффициент, зависящий от системы сети, рода тока, материала проводника /3/, о.е.;
— допустимая утрата напряжения осветительной сети /2/, %.
момент перегрузки i-ого участка сети, кВт·м,
,
где Ppi — расчетная мощность i-ого участка сети, кВА;
Lпрi — приведенная длина i-ого участка сети, м;
Lпрi=Loi+Lpi,
где Loi — длина i-ого участка до распределенной перегрузки, м;
Lpi — длина распределенной перегрузки i-ого участка, м;
Схема осветительной сети представлена на рисунке 2.3.
В качестве проводников осветительной сети для питающих линий употребляется четырехжильный кабель марки АВВГ, для групповых линий — двухжильный марки АВВГ.
Пример расчёта приводится для полосы МЩО -ЩО1.
Сумма моментов, кВт·м,
;
Сечение проводника, мм2,
.
Приобретенное
Проверка избранного кабеля по допустимому долговременному току, А,
где Iдоп — допустимый долгий ток на кабели данного сечения /1/, А,
Iдоп=17,48 А;
Iр — расчетный ток в полосы, А,
Условие производится.
Действительная утрата напряжения на участке 1-2, %,
,
.
Допустимая утрата напряжения на оставшихся участках, %,
,
.
Предстоящий расчёт производится аналогично, результаты расчёта сводятся в таблицу 2.3.
Прокладка трасс проводников системы освещения производится на лотках и по строительным конструкциям на высоте, зависящей от типа помещения и наличия производственных конструкций.
Щиты освещения размещаются на колоннах на высоте 1,5 м от пола. Размещение ЩО показано на рисунке 2.1.
2.7 Выбор схемы и конструктивное выполнение внутрицехового
электроснабжения напряжением до 1 кВ
Главный тенденцией в проектировании электроснабжения является сокращение протяженности сетей низшего напряжения методом наибольшего приближения высшего напряжения (трансформаторной подстанции) к пользователям электроэнергии.
Сети напряжением до 1000 В разделяются на питающие, прокладываемые от трансформаторной подстанции либо вводного устройства до силовых пт, и распределительные, к которым присоединяются ЭП. В комплекс внутрицехового электроснабжения входят питающие и распределительные полосы, РП напряжением до 1000 В, аппаратура коммутации и защиты сетей и ответвлений к отдельным ЭП. Питающие и распределительные сети могут быть выполнены по круговым, магистральным и смешанным схемам.
Круговые схемы более нередко употребляются для питания отдельных относительно массивных ЭП (движки компрессорных и насосных установок, печи и т.д.), также в вариантах, когда маленькие по мощности ЭП распределяются по цеху неравномерно и сосредоточены группами на отдельных участках (ремонтные мастерские, отдельные участки с непоточным созданием и т.п.). К плюсам круговых схем относятся: высочайшая надежность питания (выход из строя одной полосы не сказывается на работе потребителей, питающихся от остальных линий), также возможность автоматизации переключений и защиты.
Магистральные схемы используются для питания ЭП, обслуживающих один агрегат и связанных единым технологическим действием, когда прекращение питания хоть какого из этих ЭП вызовет необходимость прекращения работы всего технологического агрегата. Магистральные схемы находят обширное применение для питания огромного числа маленьких ЭП, распределенных относительно умеренно по площади цеха (металлорежущие станки в цехах механической обработки металлов и остальные пользователи).
На практике наибольшее распространение находят смешанные схемы, сочетающие внутри себя элементы круговых и магистральных схем. Смешанные схемы свойственны для больших цехов металлургических заводов, для литейных, кузнечных и механосборочных цехов машиностроительных заводов.
Проектирование цеховых сетей во всех вариантах обязано производиться на базе неплохого познания технологии проектируемого цеха, критерий окружающей среды и степени ответственности отдельных ЭП.
Питающая сеть выполнена четырехжильным кабелем марки АВВГ, проложенным открыто по стенкам и конструкциям, по смешанной схеме.
Распределительная сеть проектируется по круговой схеме. Полосы выполнены четырехжильным кабелем марки АВВГ, проложенным в железных трубах в полу участков и отделений цехов.
2.7.1 Выбор сечений проводников питающей сети
Питающая сеть выполнена по смешанной схеме при помощи кабелей марки АВВГ. Размещение силовых пт (РП) и трасс кабельных линий приводится на рисунке 2.4.
Сечение кабелей цеховых сетей напряжением до 1кВ выбирается сопоставлением расчётного тока полосы с допустимым долгим током принятых марок проводов и кабелей с учётом критерий их прокладки и температуры окружающей среды.
Обязано производиться условие
,
где Iр — расчётный ток полосы, А;
Iдоп — допустимый долгий ток на кабели данного сечения, А,
,
где — допустимый табличный ток для трёхжильных кабелей /3/, А;
0,92 — коэффициент, учитывающий ток для четырёхжильных кабелей, о.е.;
Кп — поправочный коэффициент на условия прокладки, о.е.;
,
где К1 — поправочный коэффициент, зависящий от температуры окружающей среды /3/, о.е.;
К2 — поправочный коэффициент на число работающих кабелей /3/, о.е.;
К3 — поправочный коэффициент на метод прокладки, равный 1, о.е.
Избранные сечения проводов, кабелей и шин инспектируют по допустимой потере напряжения. Делается это с целью обеспечения обычного напряжения на зажимах ЭП в границах допустимых отклонений.
Нормами величина утрат напряжения в сети до 1 кВ не установлена. Но, зная напряжение на шинах трансформаторной подстанции и подсчитав утрату напряжения в сети, можно найти отклонение на зажимах электроприёмников и сопоставить с допустимыми значениями отличия напряжения, которые приняты:
— для освещения 5%;
— для электродвигателей -5%, +10%;
— для дуговых сталеплавильных печей и печей сопротивления 5%;
— для сварочных агрегатов не ниже -(8…10)%;
— для кранов не ниже -(8…9)%.
Утрата напряжения в сети определяется по формуле, %,
,
где Iр — расчётный ток полосы на данном участке, А;
L — расстояние от точки питания до точки приложения равнодействующей перегрузки, км;
rо, xо — активное и индуктивное сопротивление 1 км полосы /1/, Ом/км;
cos — коэффициент мощности данного участка, о.е.;
Uл — линейное напряжение, равное 380 В.
Выбор сечений проводников в сетях напряжением до 1 кВ, прокладываемых в помещениях, тесновато связан с выбором плавких вставок и уставок расцепителей автоматических выключателей. При защите линий предохранителями либо автоматами сечения избираемых проводов и кабелей непременно должны быть согласованы с номинальными токами плавкой вставки либо токами уставки автомата, защищающими данный провод либо кабель по /3/. Расчет сетей на утрату напряжения должен обеспечить нужный уровень напряжения на зажимах ЭП и, как следствие, нужный момент вращения электродвигателя либо требуемую освещенность от источника света.
Ниже в качестве примера рассмотрен выбор сечения питающей сети КТП — РП1.
Расчётный ток, А,
,
где для СП-4 берутся из таблицы 2.1;
.
Для прокладки принимаются кабель с дюралевыми жилами сечением 35 мм2.
Для избранных кабелей:
А;
Iдоп = 90·0,92 = 82,8 А;
Для открытой прокладки 1-го кабеля и при расчетной температуре воздуха 25оС Кп=1;
72,928 < 82,8.
Условие производится.
Дальше определяются cos и sin перегрузки данной КЛ, о.е.,
,
;
.
Принимается кабель АВВГ 3×35+1×16, который имеет последующие характеристики: r0 = 0,894 Ом/км, x0 = 0,088 Ом/км.
Утрата напряжения в полосы, %,
.
Расчёт для других линий выполняться аналогично, результаты расчёта сводятся в таблицу 2.4.
2.7.2 Выбор кабеля для конденсаторных установок
Выбор кабеля на линию КТП — КУ делается по зарядному току КУ, А,
,
Трансформатор №1
.
Принимаются два параллельно работающих кабеля марки АВВГ 3×185+1×95 c суммарным допустимым током Iдоп = 2·248,4 = 496,8 А.
Трансформатор №2
.
Принимаются два параллельно работающих кабеля марки АВВГ 3×120+1×70 c суммарным допустимым током Iдоп = 2·184 = 368 А.
2.7.3 Выбор сечений проводов распределительной сети
Выбор сечений проводников распределительной сети делается для силовых пт РП-2, РП-3, РП-15, РП-18.
Распределительные сети выполнены по круговым схемам, кабелем марки АВВГ. Прокладка в цехах производится в железных трубах в полу помещений. Размещение оборудования и трасс проводов распределительной сети показаны на рисунке 2.5.
Расчётный ток электроприёмника, А,
,
где Рном — номинальная активная мощность станка, кВт;
cosн — номинальный коэффициент мощности станка, о.е.;
з — КПД станка, о.е.
Выбор сечений ведётся по условию
,
где Iдоп — допустимый долгий ток провода данного сечения, А,
,
где — допустимый табличный ток для четырёх одножильных проводов /3/, А;
Пример выбора сечения проводов для полосы от РП-3 к фуговальному станку:
Расчётный ток станка, А,
.
Принимается кабель с дюралевыми жилами сечением 2,5 мм2.
Для избранных проводов:
Iдоп = 0,92·19 =17,48 А;
3,069 < 1?17,48.
Условие производится.
Утрата напряжения в полосы, %,
Результаты выбора сечений других линий сводятся в таблицу 2.5.
Из таблицы 2.5 видно, что более электрически удалённым электроприёмником является лифт, присоединенный к РП-18.
Напряжение на зажимах более удалённого от КТП приемника, %,
Uдв = Uх — UТ — Uc,
где Uх — напряжение холостого хода на зажимах вторичной обмотки трансформатора КТП, равное 105%;
UТ — утрата напряжения в трансформаторе КТП, %,
,
где Uа — активная составляющая напряжения КЗ, %,
,
где Рк — утраты КЗ /2/, кВт;
;
Uр — реактивная составляющая напряжения КЗ, %,
,
где Uк — напряжение КЗ /2/, %;
;
;
Uc — утрата напряжения в сети ( в питающей и в распределительной), %;
ДUc = Uп + Uр,
ДUc = 3,640 + 1,928 = 5,568;
Uдв = 105 — 1,2 — 5,568 = 98,232.
Таковым образом, напряжение на зажимах более удалённого станка находиться в допустимых границах (-5%, +10%).
2.8 Расчёт токов недлинного замыкания
Расчет токов КЗ нужен для выбора электрооборудования, коммутационных аппаратов, уставок релейной защиты.
Расчет токов КЗ в трехфазных сетях переменного тока напряжением до 1 кВ производится в именованных единицах (мОм) в согласовании с /4/.
Расчёт начинается с составления расчетной схемы с нанесением на ней точек КЗ. Расчётная схема представлена на рисунке 2.5. Т.к. на подстанции трансформаторы работают раздельно, то 2-ой трансформатор на расчётной схеме не показывается. Расчет приводится для более электрически близкого и далекого РП (РП-15 и РП-18).
Ниже для примера приводится расчёт токов КЗ в точке К1.
Расчёт токов КЗ делается на более удалённом силовом пт (РП-18), на более удалённом ЭП (лифт).
Составляется схема замещения, на которой указываются активные и реактивные сопротивления в мОм, приведенные к ступени напряжения сети точки КЗ. Схема замещения представлена на рисунке 2.6.
Для расчета за ранее выбираются автоматические выключатели. автомат SF1 выбирается по номинальному току трансформатора с учетом допустимой перегрузки.
Расчетный ток выключателя, А,
,
=1182.
Выбирается автоматический выключатель с номинальным током 1600 А.
Для других выключателей:
SF2: Ip=31,037 А IномАВ=63 А;
SF3: Ip=15,981 А IномАВ=25 А;
характеристики частей схемы замещения.
Система: Uст.нн=0,4 кВ; Uст.вн=6,3 кВ; Iном.отк=20 кА.
Трансформатор: r1т=r0т=3,4 мОм; х1т=х0т=13,5 мОм.
SF1: rкв1=0,14 мОм; хкв1=0,08 мОм; rк1=0.
ТА1: rТА1=0; хТА1=0.
SF2: rкв2=7 мОм; хкв2=4,5 мОм; rк2=1,3 мОм.
ТА2: rТА2=11 мОм; хТА2=17 мОм.
КЛ2: l=200 м; rуд=1,435 мОм/м; худ=0,092 мОм/м; rуд0=3,42 мОм/м; худ0=1,286 мОм/м.
SF3: rкв3=12 мОм; хкв3=7,5 мОм; rк3=1,7 мОм.
КЛ3: l=28 м; rуд=12,5 мОм/м; худ=0,116 мОм/м; rуд0=15,3 мОм/м; худ0=2,91 мОм/м.
Эквивалентное индуктивное сопротивление энергосистемы, приведенное к ступени НН, мОм,
,
где UсрНН — среднее напряжение ступени НН трансформатора, В;
UсрВН — среднее напряжение ступени ВН, к которой подключен трансформатор, В;
— наибольший ток трёхфазного КЗ на шинах 6 кВ, А;
.
Сопротивления кабельной полосы КЛ2, мОм,
прямой последовательности:
rкл2=rуд?l,
rкл2=1,435?200=287;
с учетом нагрева кабеля (применяется для расчета малого тока КЗ)
rкл2=rуд?l?СИ,
rкл2=1,435?200?1,5=430,5;
хкл2=худ?l,
хкл2=0,092?200=18,4;
оборотной последовательности:
r0кл2=rуд?l,
r0кл2=3,42?200=684;
с учетом нагрева кабеля
r0кл2=rуд0?l?СИ,
r0кл2=4,4?200?1,5=1026;
х0кл2=худ0?l,
х0кл2=1,286?200=257,2.
Сопротивления кабельной полосы КЛ3, мОм,
прямой последовательности:
rкл3=rуд?l,
rкл3=12,5?28=350;
с учетом нагрева кабеля
rкл3=rуд?l?СИ,
rкл3=12,5?28?1,5=525;
хкл3=худ?l,
хкл3=0,116?28=3,248;
оборотной последовательности:
r0кл3=rуд?l,
r0кл3=15,3?28=428,4;
с учетом нагрева кабеля
r0кл3=rуд0?l?СИ,
r0кл3=4,4?28?1,5=642,6;
х0кл3=худ0?l,
х0кл3=2,91?28=81,48.
Активное сопротивление дуги в точке К1 по /4/, мОм,
.
Суммарное сопротивление контактных соединений до места КЗ rкс=1,2 мОм.
Суммарные активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности в наивысшем режиме, мОм,
r1У=r1т + rкв1 + rк1+ r ТА1+ rкв2 + rк2 + r ТА2 + rкл2 + rкв3 + rк3 + rкл3 + rкс,
х1У=хс + х1т + хкв1 + х ТА1+ хкв2 + х ТА2 + хкл2 + хкв3 + хкл3,
,
.
Суммарные активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности в наименьшем режиме, мОм,
r’1У=r1т + rкв1 + rк1+ r ТА1+ rкв2 + rк2 + r ТА2 + rкл2 + rкв3 + rк3 + rкл3 +rкс ,
,
=993,24,
.
Изначальное действующее
,
где Uном — среднее номинальное напряжение сети, в какой вышло КЗ, В;
.
Ударный ток в наивысшем режиме, кА,
,
где Куд — ударный коэффициент, о.е.,
,
где , град;
;
, с;
;
, c,
где , f — частота питающей сети, равная 50 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ);
;
;
.
Суммарные активное и индуктивное сопротивления нулевой последовательности, мОм,
r0У=r0т + rкв1 + rк1+ r ТА1+ rкв2 + rк2 + r ТА2 + r0кл2 + rкв3 + rк3 + r0кл3 + rкс,
х0У= х0т + хкв1 + х ТА1+ хкв2 + х ТА2 + х0кл2 + хкв3 + х0кл3,
,
;
;
.
Изначальное действующее
,
.
Изначальное действующее
.
Расчёт токов КЗ в других точках делается аналогично по /6/. Результаты расчёта приводятся в таблице 2.6.
Таблица 2.6 — Расчёт токов недлинного замыкания
Точка КЗ
Вид КЗ
Наибольшее
Малое
Iп0, кА
iуд, кА
Iп0, кА
К1
К(3)
0,341
0,482
—
К(2)
—
—
0,197
К(1)
—
—
0,185
К2
К(3)
0,732
1,035
—
К(2)
—
—
0,396
К(1)
—
—
0,337
К3
К(3)
15,528
31,372
—
К(2)
—
—
12,874
К(1)
—
—
15,148
К4
К(3)
8,832
13,662
—
К(2)
—
—
5,744
К(1)
—
—
3,940
К5
К(3)
1,456
2,059
—
К(2)
—
—
0,834
К(1)
—
—
0,844
2.9 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры,
распределительных силовых и осветительных шифанеров
2.9.1 Выбор автоматических выключателей на КТП
Автоматические выключатели (автоматы) предусмотрены для автоматического отключения электронных цепей при КЗ либо ненормальных режимах (перегрузках, понижении либо исчезновении напряжения), также для нечастого включения и отключения токов перегрузки. Отключение выключателя при КЗ и перегрузках производится интегрированным в выключатель автоматическим устройством — расцепителем. автомат может иметь комбинированный расцепитель (электромагнитный + термический), полупроводниковый наибольший расцепитель либо лишь электромагнитный расцепитель, отключающий ток КЗ.
Выбор автоматических выключателей делается по последующим условиям:
— номинальный ток расцепителя, А,
,
где Ip — расчётный ток полосы, А;
— ток срабатывания расцепителя (срабатывание отсечки) выключателя, А,
где kн — коэффициент надежности, для ВА51 кн = 2,1, о.е.;
Iкр — краткосрочный наибольший ток, А,
Iкр = Iпуск — для ответвлений и одиночных электроприёмников;
Iкр = Iпик — для группы электроприёмников.
Пиковый ток группы электроприёмников, А,
,
где — номинальный ток большего электроприёмника рассматриваемой группы, А,
,
— пусковой ток большего электроприёмника, А,
,
где Kп — кратность пускового тока большего электроприёмника, о.е.,
Kп = 57 — для асинхронного электродвигателя с к.з. ротором, о.е.;
Ки — коэффициент использования большего электроприёмника, о.е.
Проверка защитной аппаратуры делается по последующим условиям:
1) чувствительность к однофазному току КЗ:
,
где Iап.з = IСО — для автоматов;
Коэффициент чувствительности должен быть больше 1,4 ч1,5 — при защите автоматическими выключателями;
2) По отключающей возможности:
,
где — предельная коммутационная способность аппарата, кА;
3) На динамическую устойчивость:
,
где — ток динамической стойкости аппарата, кА.
Пример расчёта пикового тока для полосы КТП — РП-18:
Номинальный ток большего электроприёмника (лифта), А,
.
Пусковой ток большего электроприёмника, А,
.
Пиковый ток, А,
.
Расчёт пиковых токов для остальных линий, отходящих от КТП, делается аналогично. Результаты расчёта приведены в таблице 2.13.
Пример выбора автомата приводится для полосы КТП — РП-18.
Выбирается автомат ВА51-29 с IН.РАСЦ. = 31,5 А.
Условие производится.
ток срабатывания отсечки принимается равным десятикратному току расцепителя:
.
Условие производится.
Опосля выбора автоматов за ранее избранные сечения проводников (проводов, кабелей) по условию нагрева и по потере напряжения должны быть испытаны на выполнение условия защиты проводников от перегрева токами недлинного замыкания. нужно высчитать, чтоб номинальные токи расцепителей аппаратов защиты по отношению к допустимым долгим токовым перегрузкам проводников имели кратность не наиболее 100%. Выполнение этого условия гарантирует в случае недлинного замыкания срабатывание выключателя ранее, чем провод либо кабель нагреется до небезопасной температуры. Если это условие не производится, то выбирают проводник с большей площадью сечения и с огромным допустимым током.
Условие проверки, %,
где k — кратность номинального тока расцепителя аппарата защиты по отношению к допустимой долговременной токовой перегрузке проводника /4/, о.е.;
.
Условие производится.
Проверка автомата:
1) Чувствительность однофазному току КЗ:
;
;
2) По отключающей возможности:
,
;
3) На динамическую устойчивость:
,
.
Избранный автомат не проходит по наибольшим токам КЗ , но допускается к установке т.к. вводной автомат имеет ток срабатывания отсечки меньше, чем ток разовой коммутационной возможности избранного выключателя, и отключит КЗ.
Выбор автоматов остальных линий приводится в таблице 2.7.
Выбор вводного автомата на КТП делается по номинальному току трансформатора, с учётом перегрузки.
Номинальный ток трансформатора с учётом перегрузки, А,
Выбирается автоматический выключатель типа ВА53-43 с IН.РАСЦ. = 1600 А.
Выбор секционного автомата на КТП делается по току трансформатора, А,
Выбирается автоматический выключатель типа ВА53-41 с IН.РАСЦ.= 1000 А.
Выбор автомата на КТП на линию к конденсаторной установке делается по зарядному току КУ, А,
,
.
Выбирается автоматический выключатель типа ВА51-39 с IН.РАСЦ. = 630 А.
Выбор коммутационных аппаратов делается также для распределительных пт РП-15 и РП-18 аналогично выбору выключателей на КТП. Результаты приводятся в таблице 2.7.
2.6.2 Выбор автоматических выключателей в ЩО
Выбор автоматов в ЩО делается по расчетному току групповых и питающих (для МЩО) линий, чтоб производилось условие Ip<Iн.расц . Для групповых линий на основании таблицы 2.2 выбираются автоматы ВА51-29 с номинальными токами расцепителей 6,3, 10 и 16 А для соответственных участков. Для питающих линий выбираются автоматы ВА51-29. Для щита ЩО4 номинальный ток расцепителя 6,3 А; для щитов ЩО3 и ЩО6 — 10 А; для щитов ЩО1 и ЩО9 — 16 А; для щитов ЩО5, ЩО7 и ЩО8 — 25 А. На полосы к магистральному щиту освещения устанавливается выключатель ВА52-33 с Iн.расц=125 А.
2.6.3 Выбор силовых распределительных пт и групповых
щитов освещения
Для распределения электроэнергии используют распределительные шкафы (пункты) с автоматическими выключателями либо плавкими предохранителями. Распределительные пункты серий ПР11, ПР24 и ПР9000 снимают с производства. Заместо их для сетей переменного тока 50 Гц (единица частоты периодических процессов в Международной системе единиц СИ) выпускаются шкафы ПР8501 для силовых и осветительных ЭУ, которые с трёхполюсными выключателями могут быть применены также и для силовых ЭП. Длится выпуск силовых распределительных шифанеров серии ШР11 с плавкими предохранителями ПН-2 (либо НПН-2) и с рубильником на вводе.
Принимаются к установке силовые распределительные шкафы серии ПР8501 с зажимами на вводе.
В качестве групповых щитов освещения употребляется распределительные пункты ПР8501 с зажимами на вводе с однополюсными автоматами типа ВА51-29.
2.10 Релейная защита трансформатора цеховой подстанции
В процессе использования системы электроснабжения появляются повреждения ее частей. Более небезопасными и частыми видами повреждений являются недлинные замыкания, вследствие которых нарушается обычная работа системы электроснабжения.
При протекании токов недлинного замыкания элементы системы электроснабжения подвергаются тепловому и динамическому действию. Для уменьшения размеров повреждения и предотвращения развития трагедии устанавливают совокупа автоматических устройств, именуемых релейной защитой и обеспечивающих с данной степенью быстродействия отключение покоробленного участка либо сети.
С учётом требований ПУЭ для защиты силовых трансформаторов цеховой подстанции употребляются последующие виды защит:
Токовая отсечка — создана для защит от междуфазных маленьких замыканий на стороне высочайшего напряжения трансформатора и на его ошиновке. Эта защита не обязана работать при междуфазных маленьких замыканиях на стороне 0,4 кВ и при маленьких замыканиях на отходящих линиях. Данная защита является быстродействующей, действует на отключение трансформатора.
МТЗ — создана для защиты от всех видов повреждений снутри обмотки и на выводах, также для воплощения резервирования защит отходящих присоединений. Данная защита также может по мере необходимости обеспечить далекое резервирование, имеет выдержку времени. Работает на отключение трансформатора.
Токовая защита нулевой последовательности — создана для защиты от однофазных замыканий на стороне 0,4 кВ трансформатора в зоне резервирования, является главный. Устанавливается на трансформаторах со схемой соединения /0, /0. Отстраивается от тока небаланса, работает на отключение межсекционного и вводного автомата.
В этом случае для защиты от токов однофазного недлинного замыкания употребляется автоматический выключатель установленный на стороне 0,4 кВ опосля трансформатора и как следует, токовая защита нулевой последовательности не применяется.
Газовая защита — от повреждений снутри кожуха, сопровождающихся выделением газа и от снижения уровня масла, производится с внедрением реле давления и мембраны в крышке бака трансформатора.
Токовая защита от перегрузки — создана для защиты от токов, обусловленных перегрузкой трансформаторов, действует на сигнал.
Расчет характеристик срабатывания наибольшей токовой отсечки:
ток срабатывания моментальной токовой отсечки (МТО), А,
,
где кот — коэффициент отстройки, принимается равным 1,2, о.е;
— наибольшее момент времени, на стороне низкого напряжения трансформатора, А;
кТ — коэффициент трансформации защищаемого трансформатора, о.е;
.
ток срабатывания реле МТО, А,
,
где ксх — коэффициент схемы, равный 1, о.е;
кТТ — коэффициент трансформации трансформатора тока, о.е;
Трансформатор тока выбирается по номинальному току трансформатора на стороне высочайшего напряжения IВН.ном, А,
,
.
Принимается трансформатор тока с номинальным первичным током 75А, имеющий ктт=15.
.
Коэффициент чувствительности защиты, о.е,
,
где — ток двухфазного недлинного замыкания на стороне высочайшего напряжения трансформатора, А;
,
где — ток трёхфазного недлинного замыкания на стороне высочайшего напряжения трансформатора, принимается, в связи малой протяжённостью высоковольтной КЛ, равным току трёхфазного КЗ на шинах РУ 6 кВ, А;
;
,
т.е. требуемая чувствительность обеспечивается.
Расчет характеристик срабатывания наибольшей токовой отсечки МТО:
,
где кот = 1,2;
кВ — коэффициент возврата реле, принимается равным 0,85, о.е;
Iраб.max — наибольшее ток срабатывания реле МТО, А,
,
.
Коэффициент чувствительности защиты, о.е,
,
где — ток двухфазного недлинного замыкания в наименьшем режиме на стороне высочайшего напряжения трансформатора при маленьком замыкании на стороне 0,4 кВ, А;
,
;
,
т.е. требуемая чувствительность обеспечивается.
Время срабатывания защиты, с,
tсз = tсз.пр + t ,
где tсз.пр — время срабатывания защит отходящих присоединений, принимается равным 0,5,с;
t — ступень селективности, равная 0,5, с;
tсз = 0,5 + 0,5 =1.
Расчёты характеристик срабатывания токовой защиты от перегрузки с действием на сигнал.
ток срабатывания токовой защиты с действием на сигнал, А,
Iсз= кн•1,3•IВН.ном,
где кн = 1,05;
Iсз=1,05•1,3•60,622=82,749.
ток срабатывания реле, А,
,
.
Время срабатывания защиты, с;
tсз=,
tсз=1+0,5=1,5.
2.11 Защитное заземление
Защитным заземлением именуется намеренное электронное соединение с землёй либо её эквивалентом железных нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус либо по иным причинам. Схема защитного заземления представлена на рисунке.
Защитное заземление создано для устранения угрозы поражения током в случае прикосновения к корпусу и иным нетоковедущим железным частям электроустановки, оказавшимся под напряжением. Защитное заземление следует различать от рабочего заземления. Рабочее заземление создано для обеспечения соответствующей работы электроустановки в обычных и аварийных критериях.
Корпусы электронных машин, трансформаторов, осветительных приборов, аппаратов и остальные железные нетоковедущие части могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции и контакте их с токоведущими частями. Если корпус при всем этом не имеет контакта с землёй, то прикосновение к нему также небезопасно, как и прикосновение к фазе.
Принцип деяния защитного заземления основан на понижении до неопасных значений напряжения прикосновения и напряжения шага. Это достигается путём уменьшения потенциала заземлённого оборудования (за счёт уменьшения сопротивления заземления), также путём сглаживания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземлённого оборудования.
Набросок 2.7 — Принципная схема заземления в сетях трехфазного тока
1 — заземлённое оборудование; 2 — заземлитель рабочего заземления; 3 — заземлитель защитного заземления.
Область внедрения защитного заземления:
сети до 1000 В переменного тока — трехфазные трехпроводные с изолированной нейтралью, однофазные двухпроводные, изолированные от земли, также неизменного тока двухпроводные с изолированной средней точкой обмоток источника тока;
сети выше 1000 В переменного и неизменного тока с хоть каким режимом работы нейтрали.
В сети с глухозаземлённой нейтралью напряжением до 1000 В заземление неэффективно, потому что даже при глухом замыкании на землю ток зависит от сопротивления заземления и при его уменьшении ток растет.
Расчёт заземлителя подстанции 6/0,4 кВ:
Расчёт делается для понизительной подстанции, на которой установлены два трансформатора ТМЗ-630/6 с заземленными нейтралями на стороне 0,4 кВ. Заземлитель выбирается выносного типа, расположенный по контуру у внешной стенки подстанции. естественных заземлителей нет. Ток замыкания на землю неизвестен, но известна общая протяженность кабельных линий 6 кВ lКЛ=1 км. Заземлитель предполагается выполнить из вертикальных стержневых электродов длиной lВ=3 м, поперечником d=25 мм. Верхние концы, которых соединяются меж собой при помощи горизонтального электрода выполненного из той же стали, уложенной на глубине H0=0,7 м. Подготовительная схема заземлителя и размеры представлены на рисунке . По подготовительной схеме принимаем количество вертикальных электродов n=15 шт. Удельное сопротивление земли сизм=100 Ом•м.
]]>