КУРСОВАЯ РАБОТА

Электроснабжение корпуса промышленного предприятия содержащего компрессоры и сварочные выпрямители

Студент ______________ ( )

Руководитель _________( )

Задание

на курсовую работу по направлению - Электроэнергетика

Тема Электроснабжение корпуса промышленного предприятия содержащего компрессоры и сварочные выпрямители.

Студент _ ________________________

фамилия, и., о. подпись

Группа _ ______________________________________________

Научный руководитель _ _______

должность фамилия, и., о. подпись

Консультант _ _____

должность фамилия, и., о. подпись

Н. контроль _ ________

должность фамилия, и., о. подпись

Приказ по университету ________________________________________

Содержание задания

Спроектировать электроснабжение корпуса, который находится на расстоянии l от ГПП предприятия. В корпусе имеются низковольтные потребители, а также высоковольтные потребители - компрессоры и сварочные выпрямители.

Содержание

• Введение 6
• 1 Исходные данные 7
• 2 Схема электроснабжения корпуса 9
• 3 Выбор мощности высоковольтных синхронных двигателей компрессоров по заданной производительности 11
• 4 Расчет электрической нагрузки в сети напряжение 1кВ и выше 1кВ 13
• 4.1 Методика расчета электрических нагрузок 13
• 4.2 Исходные данные 14
• 4.3 Расчет электрических нагрузок РП 14
• 5 Выбор плавких предохранителей для защиты асинхронного двигателя и распределительного пункта 24
• 5.1 Общие сведения 24
• 5.2 Исходные данные для расчета 24
• 5.3 Выбор предохранителя и плавкой вставки 25
• 5.4 Проверка предохранителя по отключающей способности 27
• 5.5 Согласование плавкой вставки с защищаемым проводником 27
• 5.6 Согласование по селективности с предыдущей плавкой вставкой 28
• 6 Выбор автоматических воздушных выключателей для защиты асинхронных двигателей и распределительного пункта 32
• 6.1 Общие сведения 32
• 6.2 Выбор и проверка автоматического воздушного выключателя 33
• 6.2.1 Вспомогательный расчет нагрузок 33
• 6.2.2 Выбор автоматического воздушного выключателя по условиям нормального режима 34
• 6.2.3 Проверка автомата в пиковом режиме 35
• 6.2.4 Проверка автоматического воздушного выключателя на предельную коммутационную способность 36
• 6.2.5 Согласование расцепителя с защищаемым проводником 37
• 7 Компенсация реактивной мощности в электрической сети напряжением до 1 кВ 39
• 7.1 Расчетная схема 39
• 7.2 Исходные данные 39
• 7.3 Вспомогательные расчеты 41
• 7.4 Распределение реактивной мощности между источниками 43
• 7.5 Пересчет в зависимости от изменения входных параметров 46
• 8 Выбор сечений проводников на первом, втором и четвертых уровнях 52
• 8.1 Выбор сечения проводников на первом уровне 52
• 8.2 Выбор сечения проводников на втором уровне 53
• 8.3 Выбор сечения проводников на четвертом уровне 54
• 9 Выбор цехового трансформатора 58
• 10 Расчет токов короткого замыкания 59
• 10.1 Основные положения 59
• 10.2 Расчетная схема 59
• 10.3 Исходные данные 60
• 10.4 Расчет токов трехфазного короткого замыкания 62
• 10.5 Автоматический расчет токов трехфазного КЗ 67
• 11 Оценка влияния вентильного преобразователя на систему электроснабжения 70
• 11.1 Основные положения 70
• 11.2 Исходные данные 70
• 11.3 Расчетная схема 72
• 11.4 Вспомогательный расчет 72
• 12 Определение потерь и отклонений напряжения в сети до 1 кВ 81
• 12.1 Основные положения 81
• 12.2 Исходные данные 81
• 12.3 Расчетная схема 83
• 12.4 Расчет отклонений и потерь напряжений 83
• 12.4.1 Расчет для первого участка 83
• 12.4.2 Расчет для второго участка 84
• 13 Определение коэффициентов несимметрии напряжений по обратной и нулевой последовательностям 88
• 13.1 Общие положения 88
• 13.2 Расчет коэффициентов несимметрии 89
• 13.3 Построение векторных диаграмм 92
• Литература 96

Введение

Рационально выполненная современная система электроснабжения промышленного предприятия должна удовлетворять ряду требований: экономичности и надёжности, безопасности и удобство эксплуатации, обеспечение надлежащего качества электроэнергии, уровней напряжения, стабильности частоты и кратчайшие сроки выполнения строительно-монтажных работ и необходимая гибкость системы, обеспечивающая возможность расширения при развитии предприятия без существенного усложнения и удобства первоначального варианта. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветного металла и электроэнергии.

При построении системы электроснабжения необходимо учитывать многочисленные факторы, к числу которых относятся потребляемая мощность, категории надёжности питания отдельных приёмников, графики нагрузок крупных потребителей, характер нагрузок на генеральном плане. При построении системы электроснабжения нужно учитывать также требования ограничения токов короткого замыкания, а так же условия выполнения простой и надёжной релейной защиты.

1 Исходные данные

Напряжение на главной понизительной подстанции (ГПП):

- Номинальное напряжение на высшей стороне ГПП 220 кВ.

- Номинальное напряжение на низшей стороне ГПП 6 кВ.

Мощность короткого замыкания (КЗ) на секции распределительного устройства (РУ) низшего напряжения (НН) ГПП 200 МВА.

Расстояния:

- от ГПП до корпуса промышленного предприятия, 0,87 км;

- от РУ 0,4 кВ трансформаторной подстанции (ТП) до распределительного пункта (РП), 90 м;

- от РП до электроприемника (ЭП), 13м.

Высоковольтные потребители:

- Синхронные двигатели - компрессоры: производительность, ; давление, .

- Источник высших гармоник (ИВГ) - сварочные выпрямители: мощность одного ИВГ, = 0,75 МВ•А.; количество ИВГ 2.

Низковольтные потребители напряжением 0,38 кВ.

Параметры низковольтных потребителей приведены в таблицах 1.1 и 1.2, а значения междуфазных и фазных напряжений фаз А В С на РУ 0,4 кВ при несимметрии в таблице 1.3.

Таблица 1.1 - Исходные данные ЭП цеха

Таблица 1.2 - Исходные данные ЭП подключенных к РП

Таблица 1.3 - Значения междуфазных и фазных напряжений на РУ 0,4 кВ при несимметрии

2 Схема электроснабжения корпуса

Схема электроснабжения промышленного предприятия состоит из источников питания и линий электропередачи, осуществляющих подачу электроэнергии к предприятию, связывающих кабелей (KЛ) и проводов. Через трансформаторную подстанцию (ТП), где трансформаторы Т1 и Т2 понижают напряжение с 220 кВ до 6 кВ, для питания высоковольтных потребителей СД1, СД2, СД3, ИВГ1 обеспечивается подвод электроэнергии к её потребителям на требуемом напряжении.

Трансформаторы Т3 и Т4 понижают напряжение с 6 кВ до 0,4 кВ для питания низковольтных потребителей.

Выключатели Q1...Q13 предназначены для оперативного переключения и вывода в ремонт элементов схемы.

Секционные выключатели QB1, QB2 выполняют функцию автоматического ввода резерва (АВР).

Автоматы QF1...QF9 предназначены для оперативного переключения и вывода в ремонт элементов схемы.

Конденсаторные батареи (БК) вырабатывают реактивную мощность, тем самым уменьшают передачу полной мощности через трансформаторы Т3 и Т4, вследствие чего потери в трансформаторе уменьшаются.

Предохранитель FU защищает АД от токов короткого замыкания.

Для повышения надёжности электроснабжения применяется двухтрансформаторная подстанция с раздельной работой трансформаторов в нормальном режиме, что позволяет значительно снизить уровни токов короткого замыкания, упростить схему коммутации и релейной защиты.

Рисунок 1 - Схема электроснабжения корпуса

3 Выбор мощности высоковольтных синхронных двигателей компрессоров по заданной производительности

К шинам РУ - 6 кВ подключены высоковольтные синхронные двигатели компрессоров. На рисунке 3.1 приведена схема присоединения высоковольтных синхронных двигателей компрессоров.

Рисунок 3.1 - Схема присоединения синхронных двигателей компрессоров к РУ 6 кВ

Примечание - СД1 и СД2 рабочие двигатели, СД3 резервный двигатель.

Для СД компрессора мощность

, (3.1)

где - коэффициент запаса, =1,1 … 1,2 /13/;

- производительность насоса, м3/с; =105 м3/мин с. 3

- работа на сжатие, Дж/м3, смотри примечание;

- коэффициент полезного действия компрессора, =0,7 /13/;

- коэффициент полезного действия передачи (при соединении компрессора с двигателем =0,9 с.156 /13/);

Примечание - Работа на сжатие () - это работа, затрачиваемая на сжатие 1 м3 воздуха до заданных рабочих давлений (), для с.3, по таблице на с.156 /8/ определяем .

.

По таблице 4.27 /8/ выбираем двигатель серии СДН 15-26-16У3 со следующими номинальными параметрами:

- номинальная мощность СД, 400 кВт;

- номинальное напряжение СД, 6 кВ;

- номинальная частота вращения ротора, 375 об/мин;

- коэффициент полезного действия СД, 90 %.

Определим коэффициент загрузки () синхронного двигателя:

; (3.2)

, примем 0,97,

так как коэффициент загрузки () синхронного двигателя находится в пределах 0,7 … 1, то его мощность выбрана правильно.

4 Расчет электрической нагрузки в сети напряжение 1кВ и выше 1кВ

4.1 Методика расчета электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок необходим для выбора и проверки проводников и трансформаторов по пропускной способности и экономической плотности тока, расчета потерь и отклонений напряжений, колебания напряжения, выбора защиты и компенсирующих устройств.

Электрическая нагрузка рассчитывается методом упорядоченных диаграмм (смотри /6/). Электроприемники (ЭП) имеют либо постоянный график нагрузки (группа Б), либо переменный график нагрузки (группа А), это зависит от коэффициента использования ()

- группа А;

-- группа Б.

С учетом групп определяется расчетная активная () и расчетная реактивная () мощности через соответствующие средние активные () и реактивные () мощности.

Далее определяется эффективное число ЭП () по формуле

, (4.1)

где - суммарная номинальная мощность ЭП;

- номинальная активная мощность i-го ЭП, кВт;

- количество групп ЭП;

- количество ЭП i-ой группы.

Коэффициент максимума () определяется по таблице 2.6 /6/ в зависимости от эффективного числа ЭП () и коэффициента использования (). Коэффициент максимума принимается равным единице в случае, если >200 или >0,8. Коэффициент максимума по реактивной мощности () определяется по /6/ в зависимости от эффективного числа ЭП (). Если >10, то =1, если 10, то =1,1.

После определения расчетной мощности () группы она сравнивается с суммарной номинальной мощностью трех наиболее мощных ЭП группы (). Если расчетная мощность окажется меньше, то за расчетную принимается .

4.2 Исходные данные

При подготовке исходных данных к расчету на компьютере все ЭП объекта делятся на группы, в каждую группу входят ЭП имеющие одинаковые номинальную мощность (), коэффициент мощности (), коэффициент использования (), независимо от местоположения и назначения ЭП. Каждой группе и всем ее ЭП присваивается номер от 1 до 100. Распределение ЭП приведено в исходных данных с.

4.3 Расчет электрических нагрузок РП

Произведем расчет электрических нагрузок для цеха, трансформатора и распределительного пункта.

Определим общее количество электроприемников ЭП ():

, (4.2)

где - количество групп электроприемников (=3 по таблице 1.2 на с. ).

3+3+3 = 9.

По коэффициенту использования (смотри таблицу 1.2) определяем группы ЭП:

Таблица 4.1 - Данные ЭП подключенных к РП с определенными группами

Примечание - В таблице 4.1 - коэффициент реактивной мощности i-ого ЭП.

Номинальная активная мощность РП :

; (4.3)

кВт.

Номинальная реактивная мощность РП :

, (4.4)

где - коэффициент реактивной мощности ЭП, соответствующий , берем из таблицы 4.1.

квар.

Средняя активная мощность РП :

; (4.5)

кВт.

Средняя реактивная мощность РП :

; (4.6)

квар.

Средний коэффициент мощности :

; (4.7)

.

Найдем долю ЭП группы Б в суммарной нагрузке РП :

, (4.8)

где - номинальная мощность ЭП группы Б;

,

так как , то производим расчет электрической нагрузки для каждой группы в отдельности.

Для группы А:

Номинальная активная мощность ЭП группы А :

; (4.9)

кВт.

Номинальная реактивная мощность ЭП группы А :

; (4.10)

квар.

Средняя активная мощность ЭП группы А :

; (4.11)

кВт.

Средняя реактивная мощность ЭП группы А :

; (4.12)

квар.

Определим коэффициент использования:

; (4.13)

.

Определим эффективное число приемников (4.1)

.

Определим коэффициент максимума . Используя полученные значения и выпишем из таблицы 2.6 /6/ ближайшие значения коэффициента максимума (смотри таблицу 4.2).

Таблица 4.2 - Значения коэффициента максимума

Рассчитаем методом кусочно-линейной интерполяции. Для этого составим уравнение прямой (вида ), которое можно выразить формулой

. (4.14)

Обозначим через =0,2 (=0,2). Этому значению соответствует =2,24 (=2,24). Аналогично =0,3; =1,88.

;

.

Найденное значение соответствует =0,225 при эффективном числе электроприемников равным =6, что соответствует значению =0,215.

Определим коэффициент максимума по реактивной мощности используя данные на с. 48 /6/, для =6 < 10

=1,1.

Определим расчетную активную и реактивную мощность ЭП группы А:

; (4.15)

кВт;

; (4.16)

квар.

Для группы Б:

Номинальная активная мощность ЭП группы Б :

; (4.17)

.

Номинальная реактивная мощность ЭП группы Б :

; (4.18)

квар.

Средняя активная мощность ЭП группы Б :

; (4.19)

.

Средняя реактивная мощность ЭП группы Б :

; (4.20)

.

Определим число ЭП группы Б

. (4.21)

Так как число приемников группы Б не превышает трех, то расчетная нагрузки приемников группы Б будет равна сумме номинальных мощностей приемников группы Б:

; (4.22)

кВт;

; (4.22)

квар.

Окончательно, расчетная активная и реактивная нагрузка РП:

кВт;

квар.

Полная расчетная мощность ЭП РП

. (4.23)

Определяем расчетный ток ЭП РП

А. (4.24)

Правильность ручного расчета подтверждается результатами, полученными в распечатке на с. Аналогично проводим автоматизированный расчет цеха и трансформаторной подстанции, результаты приводятся в распечатке на с.

PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК

Нагрузки измеряются в кВт , квар , кВА , кА .

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Объект расчета - РП

Номинальное напряжение = 0.38 кВ

----------------------------------------------------------

Номер Количество Pном Коэффициент Коэффициент

группы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования

----------------------------------------------------------

1 3 5.50 0.600 0.150

2 3 5.50 0.510 0.300

3 3 7.50 0.700 0.750

PЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА

Гpуппа А (ЭП с переменным графиком нагрузки)

N Pном Qном Pсpед Qсpед

6 33.000 49.829 7.425 11.649

Nэфф Кисп Кмакс Кмакс1 Ppас Qpас

6.000 0.225 2.150 1.100 15.964 12.814

Гpуппа Б (ЭП с постоянным графиком нагрузки)

N Pном Qном Pсpед Qсpeд

3 22.500 22.955 16.875 17.216

Всего по объекту:

Количество электpопpиемников N 9

Номинальная активная мощность Pном 55.500

Номинальная реактивная мощность Qном 72.784

Средняя активная мощность Pc 24.300

Средняя реактивная мощность Qc 28.865

Средний коэффициент мощности COS 0.644

Расчетная активная мощность Pp 38.464

Расчетная реактивная мощность Qp 35.768

Полная расчетная мощность Sp 52.525

Расчетный ток Ip 0.07981

__________________________________________________________

PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК

Нагрузки измеряются в кВт , квар , кВА , кА .

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Объект расчета - ЭП цеха

Номинальное напряжение = 0.38 кВ

----------------------------------------------------------

Номер Количество Pном Коэффициент Коэффициент

группы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования

----------------------------------------------------------

1 90 5.50 0.600 0.150

2 100 5.50 0.510 0.300

3 98 7.50 0.700 0.750

PЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА

Гpуппа А (ЭП с переменным графиком нагрузки)

N Pном Qном Pсpед Qсpед

190 1045.000 1587.639 239.250 377.292

Nэфф Кисп Кмакс Кмакс1 Ppас Qpас

190.000 0.229 1.089 1.000 260.594 377.292

Гpуппа Б (ЭП с постоянным графиком нагрузки)

N Pном Qном Pсpед Qсpeд

98 735.000 749.850 551.250 562.387

Всего по объекту :

Количество электpопpиемников N 288

Номинальная активная мощность Pном 1780.000

Номинальная реактивная мощность Qном 2337.489

Средняя активная мощность Pc 790.500

Средняя реактивная мощность Qc 939.679

Средний коэффициент мощности COS 0.644

Расчетная активная мощность Pp 811.844

Расчетная реактивная мощность Qp 939.679

Полная расчетная мощность Sp 1241.808

Расчетный ток Ip 1.88679

__________________________________________________________

PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК

Нагрузки измеряются в кВт , квар , кВА , кА .

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Объект расчета - Трансформаторная подстанция

Номинальное напряжение = 0.38 кВ

----------------------------------------------------------

Номер Количество Pном Коэффициент Коэффициент

группы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования

----------------------------------------------------------

1 45 5.50 0.600 0.150

2 50 5.50 0.510 0.300

3 49 7.50 0.700 0.750

PЕЗУЛЬТАТЫ PАСЧЕТА

Гpуппа А (ЭП с переменным графиком нагрузки)

N Pном Qном Pсpед Qсpед

95 522.500 793.820 119.625 188.646

Nэфф Кисп Кмакс Кмакс1 Ppас Qpас

95.000 0.229 1.118 1.000 133.712 188.646

Гpуппа Б (ЭП с постоянным графиком нагрузки)

N Pном Qном Pсpед Qсpeд

49 367.500 374.925 275.625 281.194

Всего по объекту :

Количество электpопpиемников N 144

Номинальная активная мощность Pном 890.000

Номинальная реактивная мощность Qном 1168.745

Средняя активная мощность Pc 395.250

Средняя реактивная мощность Qc 469.840

Средний коэффициент мощности COS 0.644

Расчетная активная мощность Pp 409.337

Расчетная реактивная мощность Qp 469.840

Полная расчетная мощность Sp 623.142

Расчетный ток Ip 0.94679

__________________________________________________________

5 Выбор плавких предохранителей для защиты асинхронного двигателя и распределительного пункта

5.1 Общие сведения

Плавкие предохранители устанавливаются во всех нормально незаземленных фазах. Однако их установка в нулевых проводниках запрещена. Защита плавкими предохранителями осуществляется или только от коротких замыканий или от коротких замыканий и перегрузок.

Защита только от коротких замыканий применяется в тех случаях, когда перегрузка защищаемого элемента невозможна по технологическим причинам или функция защиты от перегрузки передана другому аппарату, например, магнитному пускателю.

5.2 Исходные данные для расчета

Выбор плавкого предохранителя производим для схемы, показанной на рисунке 5.1

Рисунок 5.1 - Расчётные схемы для выбора предохранителя

Плавкий предохранитель осуществляет защиту только от КЗ, поскольку функция защиты от перегрузки передана магнитному пускателю.

Защищаемым потребителем является наибольший по номинальной активной мощности асинхронный двигатель - смотри таблицу 1.1.

Номинальная активная мощность защищаемого асинхронного двигателя . Номинальное напряжение асинхронного двигателя . По этим данным выбираем АД типа 4А112М2У3, номинальные параметры которого приведенные в таблице 5.1, взяты из /8/.

Таблица 5.1 - Номинальные параметры асинхронного двигателя

Примечание:

- номинальная активная мощность АД, кВт;

- номинальное напряжение АД, кВ;

- пусковой ток АД;

- номинальный ток АД;

- номинальный коэффициент мощности АД;

- коэффициент полезного действия АД, о.е.

5.3 Выбор предохранителя и плавкой вставки

Выбор предохранителя плавкой вставки проводится для защиты АД.

Номинальный ток асинхронного двигателя :

; (5.1)

.

Пусковой ток асинхронного двигателя :

; (5.2)

.

Определи номинальный ток плавкой вставки исходя из условий:

- ; (5.3)

- . (5.4)

2,5 - коэффициент кратковременной перегрузки плавкой вставки при легком пуске асинхронного двигателя, /3/.

А;

.

Из таблицы 6.4 /8/ выбираем предохранитель типа ПН2-100 с ближайшим большим током плавкой вставки, номинальные параметры которого приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Номинальные параметры предохранителя

Примечание - Условные обозначения, принятые в таблице:

- номинальное напряжение предохранителя, кВ;

- номинальный ток предохранителя, А;

- номинальный ток плавкой вставки, А;

- предельный ток отключения предохранителя, кА.

5.4 Проверка предохранителя по отключающей способности

Предельный ток отключения предохранителя должен быть больше периодической составляющей тока короткого замыкания произошедшего непосредственно за предохранителем. Должно выполняться условие

, (5.5)

где , смотри с.

50 кА > кА, следовательно, предохранитель ПН2-100 проходит по отключающей способности.

5.5 Согласование плавкой вставки с защищаемым проводником

Выберем защищаемый проводник по условию

, (5.6)

где - допустимый ток защищаемого проводника ().

По таблице 1.3.5 /3/ выбираем изолированный провод в трубе с алюминиевыми жилами сечением 2,5 мм2 с допустимым током .

Условие согласования плавкой вставки с защищаемым проводником только от короткого замыкания

; (5.7)

< - номинальный ток плавкой вставки согласуется с допустимым током защищаемого проводника.

5.6 Согласование по селективности с предыдущей плавкой вставкой

Согласование по селективности с предыдущей плавкой вставкой производится для схемы на рисунке 5.2.

Рисунок 5.2 Схема согласования по селективности

На рисунке использованы следующие обозначения:

FU1 - предыдущий предохранитель;

FU2 - выбираемы предохранитель;

- номинальный ток плавкой вставки предыдущего предохранителя;

- номинальный ток плавкой вставки выбираемого предохранителя, .

При коротком замыкании в точке должен сработать только выбираемый предохранитель для локализации повреждения, для этого необходимо соблюдение условия

. (5.8)

Ток плавкой вставки выбирается из соотношения .

. (5.9)

По полученному соотношению из таблицы с. 163 /7/ определяем ток плавкой вставки предыдущего предохранителя (=100 А).

Выбираемый предохранитель согласуется во всем условиям, поэтому выбираем предохранитель ПН2-100.

Автоматизированный выбор плавкой вставки и предохранителя производится с помощью программы WSTAWKA. Результаты приведены в распечатке с.

ВЫБОР ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ

Исходные данные

Защищаемый потребитель : Асинхронный электродвигатель

Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт): 7.500

Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.50

Коэффициент мощности cos fн : 0.880

Коэффициент полезного действия КПДн ( o.e.) : 0.875

Пуск двигателя : легкий

Расчет

Номинальный ток двигателя Iн = 14.799 A

Пусковой ток двигателя Iп = 110.991 A

Отношение Iп / 2.5 = 44.396 A

Номинальный ток плавкой вставки Iном.в >= 44.396 A

ДАННЫЕ ВЫБРАННЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ :

Тип предохранителя НПН2-60 ПН2-100

Номинальное напряжение (В) 500 380

Номинальный ток предохранителя (А) 60 100

Номинальный ток плавкой вставки (А) 60 50

Предельный ток отключения (кА) 6 50(100)

ПРОВЕРКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ ПО ОТКЛЮЧАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ:

Наибольший ток КЗ за предохранителем

Iк должен быть меньше пpедельного тока отключения пpедоханителя

6 кА - для НПН2-60 ,

50(100) кА - для ПН2-100 .

CОГЛАСОВАНИЕ ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ:

НПН2-60

Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 22.00

(Изолированный провод в трубе, алюминиевые жилы, 3.0 мм2)

Защита только от КЗ.

I ном.в < 3*I доп

Плавкая вставка согласуется с защищаемым проводником.

ПН2-100

Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 19.00

(Изолированный провод в трубе, алюминиевые жилы, 2.5 мм2)

Защита только от КЗ.

I ном.в < 3*I доп

Плавкая вставка согласуется с защищаемым проводником.

CОГЛАСОВАНИЕ ПО СЕЛЕКТИВНОСТИ С ПРЕДЫДУЩЕЙ ПЛАВКОЙ ВСТАВКОЙ :

НПН2-60

Наибольший ток КЗ за Номинальный ток плавкой вставки выбранным предохранителем предыдущего предохранителя

Iк ( кА ) : Iв1 ( А ) :

Если Iк <= 2.1 , то Iв1 >= 80

2.1 < Iк <= 4.5 Iв1 >= 100

4.5 < Iк <= 7.5 Iв1 >= 120

Iк > 7.5 Iв1 >= 120

ПН2-100

Наибольший ток КЗ за Номинальный ток плавкой вставки

выбранным предохранителем предыдущего предохранителя

Iк ( кА ) : Iв1 ( А ) :

Если Iк <= 1.8 , то Iв1 >= 60

1.8 < Iк <= 3.8 Iв1 >= 80

3.8 < Iк <= 6.3 Iв1 >= 120

Iк > 6.3 Iв1 >= 120

ВЫБОР ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ

Исходные данные

Защищаемый потребитель : Группа электроприемников

Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 55.500

Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.438

Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.583

Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.732

Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :

Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 7.500

Кратность пускового тока Iп/Iн : 7.50

Коэффициент мощности cos fн : 0.880

Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.875

Расчет

Номинальный ток двигателя Iн = 14.799 A

Пусковой ток двигателя Iп = 110.991 A

Коэффициент спроса группы Кс = 0.693

Расчетная активная мощность группы Pp = 38.481 кВт

Расчетный ток группы Ip = 79.872 A

Пиковый ток группы Iпик = 180.602 A

Отношение Iпик / 2.5 = 72.241 A

Номинальный ток плавкой вставки Iном.в >= 79.872 A

ДАННЫЕ ВЫБРАННЫХ ПРЕДОХРАНИТЕЛЕЙ :

Тип предохранителя ПН2-100 ПН2-250

Номинальное напряжение (В) 380 380

Номинальный ток предохранителя (А) 100 250

Номинальный ток плавкой вставки (А) 80 80

Предельный ток отключения (кА) 50(100) 40(100)

ПРОВЕРКА ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ ПО ОТКЛЮЧАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ :

Наибольший ток КЗ за предохранителем

Iк должен быть меньше

пpедельного тока отключения пpедоханителя

50(100) кА - для ПН2-100 ,

40(100) кА - для ПН2-250 .

CОГЛАСОВАНИЕ ПЛАВКОЙ ВСТАВКИ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :

Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 95.00

(Кабель в воздухе, алюмин. жилы, бумажная изол., 35.0 мм2)

Защита от перегрузки и КЗ.

I ном.в < I доп

Плавкая вставка согласуется с защищаемым проводником.

CОГЛАСОВАНИЕ ПО СЕЛЕКТИВНОСТИ С ПРЕДЫДУЩЕЙ ПЛАВКОЙ ВСТАВКОЙ :

Наибольший ток КЗ за Номинальный ток плавкой вставки

выбранным предохранителем предыдущего предохранителя

Iк ( кА ) : Iв1 ( А ) :

Если Iк <= 2.8 , то Iв1 >= 100

2.8 < Iк <= 6.0 Iв1 >= 120

6.0 < Iк <= 10.0 Iв1 >= 120

Iк > 10.0 Iв1 >= 150

6 Выбор автоматических воздушных выключателей для защиты асинхронных двигателей и распределительного пункта

6.1 Общие сведения

К распределительному пункту подключены электроприемники суммарной номинальной мощностью , с. , номинальное напряжение сети . Данные электродвигателя, имеющего наибольший пусковой ток, приведены в таблице 5.1 раздела 5. Ток короткого замыкания за автоматом для защиты распределительного 13,124 кА , смотри с.

Каждый электродвигатель имеет магнитный пускатель, защищающий его от перегрузки, так автоматический воздушный выключатель защищает только от короткого замыкания. Выберем автомат, который защищает линию питающую распределительный пункт, смотри рисунок 6.1.

Рисунок 6.1 - Расчетная схема для выбора автоматов

6.2 Выбор и проверка автоматического воздушного выключателя

6.2.1 Вспомогательный расчет нагрузок

Определим:

- расчетный коэффициент мощности группы электроприемников

, (6.1)

где - взяты из раздела 4 с. ;

- коэффициент использования группы электроприемников

(6.2)

где - взяты из раздела 4 с. ;

- коэффициент максимума группы электроприемников

; (6.3)

- коэффициент спроса группы электроприемников

; (6.4)

- расчетная мощность РП

; (6.5)

- расчетный ток группы электроприемников

; (6.6)

пиковый ток группы электроприемников

, (6.7)

где - пусковой ток асинхронного двигателя,

раздел 5 с.;

- номинальный ток асинхронного двигателя, раздел 5 с. .

.

6.2.2 Выбор автоматического воздушного выключателя по условиям нормального режима

Автоматический воздушный выключатель не должен срабатывать в нормальном режиме, так если требуется выполнение условия

, (6.8)

где - номинальный ток расцепителя.

В данном случае . По этому условию выберем ближайший больший ток расцепителя = 80 А, с. 260 /7/. По определенному току расцепителя выпишем в таблицу все возможный типы автоматических воздушных выключателей, таблица 6.1.

Таблица 6.1 - Номинальные параметры автоматических воздушных выключателей

В таблица 6.1 приняты следующие обозначения:

- номинальный ток автоматического воздушного выключателя, А;

- номинальный ток расцепителя, А;

- ток отсечки, А;

- ток отключения, кА.

При выборе автоматических воздушных выключателей следует учитывать, что рекомендуется выбирать автомат ВА51, а автомат ВА52 следует применять, если требуется повышенная коммутационная способность.

6.2.3 Проверка автомата в пиковом режиме

При пуске двигателя не должна сработать токовая отсечка автомата, так если должно выполняться условие

. (6.9)

По таблице 6.1 = 7, так - условие выполняется.

Также, тепловой расцепитель не должен сработать при пуске двигателя, так если должно выполняться условие

(6.10)

где - время пуска асинхронного двигателя, =1,5 с., смотри с.

- время срабатывания, определяется по времятоковой характеристике для соответствующего значения на с. 164 /7/.

Определим методом кусочно-линейной интерполяции. Для этого составим уравнение прямой (вида ), которое можно выразить формулой:

. (6.11)

По данной характеристики находим для , смотри таблицу 6.2

Таблица 6.3 - Времятоковая характеристика автомата