ЧувашскийГосударственный Университет
имениИ.Н.Ульянова
Энергетическийинститут
Электротехническийфакультет
Кафедра АЭТУС
КУРСОВОЙПРОЕКТ
ПОДИСЦИПЛИНЕ:
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕЭТУ
НА ТЕМУ:
ПРОЕКТИРОВАНИЕЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УЧАСТКА
Выполнил: студент
группы ЭТ-51-02
Константинов Д.В.
Проверил: преподаватель
Лавин И.А.
Чебоксары — 2006г.
РЕФЕРАТ
Пояснительная запискасостоит из 35 страниц, включает в себя 11 иллюстраций, использовано 6источников.
ПЕЧЬ, КРИСТАЛЛИЗАТОР,ШИНА, ПОДДОН, ОТЛИВКА.
В данном курсовом проектемною было спроектировано электроснабжение участка цеха включающего в себя 2 печиэлектрошлакового переплава, для получения слитка весом 0,25т, флюсоплавильнуюпечь У-560. Был составлен индивидуальный и групповой график нагрузки участка.Разработана схема электроснабжения участка, выбрано силовое оборудование ЭТУ.Рассчитаны токи короткого замыкания на шинах печной подстанции. Разработанасхема управления, защиты и сигнализации. Подобраны контрольно-измерительныеприборы.
СОДЕРЖАНИЕ
РЕФЕРАТ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1.ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
2.ПЛАН УЧАСТКА ЦЕХА
3.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
4.ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
5.ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫЕ КАК ПОТРЕБИТЕЛИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.
6.РАСЧЁТ ГРУППОВОГО ГРАФИКА СИЛОВОЙ НАГРУЗКИ УЧАСТКА
7.РАСЧЁТ ТОКОВ КОРТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА КОМПЛЕКТНОЙТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ
8.ВЫБОР КОМПЛЕКТНОЙ ТРРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ
9.РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ШИНАХ ПЕЧНОЙ ПОДСТАНЦИИ
10.КОМПЛЕКТНАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ
11.ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ
12.РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ СРАБАТЫВАНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время большоевнимание уделяется разработке тех видов техники и технологии, которыеобеспечивают значительную экономию сырьевых энергетических и трудовых ресурсов.В связи с этим большое значение приобретает развитие электротермическихтехнологий и установок ЭТУ.
В ряде случаев ЭТУявляются специфическими приёмниками электроэнергии. Зачастую они предъявляютповышенные требования к надёжности и стабильности электроснабжения. Поэтому ихпроектировка и эксплуатация требует особого подхода. Многие ЭТУ характеризуютсявысоким уровнем генерируемых гармоник, резко колебательным режимом, повышеннымуровнем потребления реактивной мощности. Это заставляет принимать специальныемеры по предотвращению их влияния на качество электроэнергии в системахэлектроснабжения промышленных предприятий.
Требованиянаучно-технического прогресса диктуют необходимость совершенствованияпромышленной электроэнергетики: создание экономичных, надёжных системэлектроснабжения промышленных предприятий, развития электрических сетей иэлектрооборудования, автоматизированных электроприводов и систем управления.
1.ТЕХНИЧЕСКАЯХАРАКТЕРИСТИКАСредняя мощность, кВА 145 Среднеквадратичная мощность, кВА 193,6 Заявленная мощность, кВА 396 Мощность Печи ЭШП-0,25, кВА 630 Мощность ФПП У-560, кВА 750 Количество печей ЭШП-0,25 2 Количество ФПП 1 Комплектная двухтрансформаторная подстанция КТП-1000 1
2.ПЛАН УЧАСТКАЦЕХА
/>
Рисунок.1.- План участкацеха
3.ИСХОДНЫЕДАННЫЕ:
ГЭС:
Генератор: СВ395/250-12, U=10,5кВ.
Трансформатор:ТДН-80000/110, 115/10,5.
ТЭЦ:
Генератор:Т-12-2УЗ,10,5кВ.
Трансформатор: ТД-16000/35,38,5/10,5.
Реактор:РБ10-1600-0,25УЗ.
ГПП:
Трансформатор (Т-3):ТДТН-25000/110, 115/38,5/11.
Линии:
ВЛ-1; ВЛ-2 – 20км.
ВЛ-3; ВЛ-4 – 10км.
К-1, К-2 — 3км.
Напряжение напонизительной подстанции: 11кВ.
/>
Рисунок.2.-Схема питания участка
4.ОПИСАНИЕТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Схемуэлектрошлакового процесса можно представить следующим образом. В водоохлаждаемойтрубе (кристаллизатор), закрытой снизу водоохлаждаемым поддоном, находитсяванна жидкого шлака, в которую опускаются расходуемые заготовки – электроды.Электроды и поддон подключается к источнику питания.
Ванна жидкогометалла является проводником с определенной проводимостью и при протеканиичерез неё тока играет роль нагревателя – преобразователя электрической энергиив тепловую. Выделяемое тепло поддерживает высокую температуру шлака и оплавляетрасходуемые заготовки (электроды). Расплавленный электрод каплями стекает вниз,образуя в кристаллизаторе ванну жидкого металла, которая постепенно затвердеваяформирует слиток. Для компенсации сплавления электродов, последние непрерывноподаются вниз. Электрошлаковые печи обычно питаются от источников переменногосинусоидального тока промышленной частоты.
При контактестенки кристаллизатора с расплавленным шлаком на ней образуется тонкая корочказастывшего шлака – шлаковый гарнисаж, который при наплавлении слиткапрепятствует прямому контакту жидкого и твёрдого металла с поверхностьюкристаллизатора. Наличие шлакового гарнисажа оказывает глубокое влияние нараспределение тепла в печи и металлургические процессы.
Характерзастывания слитка при ЭШП коренным образом отличается от такового в обычнойизложнице, так как металл поступает в кристаллизатор непрерывно с небольшимимассовыми скоростями одновременно с его застыванием.
Поэтому вкристаллизаторе ванна жидкого металла ограниченного объёма. Причём за счётизменения режима ЭШП можно обеспечить изменение скоростей наплавления икристаллизации металла. Это позволяет получать неизменную во времени плавкиконфигурацию жидкой металлической ванны, что создаёт условия для полученияравномерной структуры слитка по её высоте.
Электрошлаковыйпереплав по своему принципу бездуговой процесс. Это связано с тем, что пригорении в шлаке дуги происходит ухудшение качества металла за счёт егонасыщения газами – продуктами разложения составляющих шлака. В связи с этимдуговой режим при ЭШП считается аварийным. Время плавки на ЭШП разделяются наосновной и вспомогательный периоды. Основной период плавки, в процессе которогопроисходит наплавление слитка, включает в себя переплав металла и выводусадочной. Последний служит для улучшения качества металла в верхней частислитка, что позволяет снизить его обрезь и повысить выход годного металла. Дляосуществления вывода раковины вводимая в ванну мощность в конце плавкипостепенно снижается. Длительность периода переплава металла зависит отхимсостава переплавляемого металла, развеса слитка и химсостава шлака.
Вовспомогательный период осуществляется подготовка печи к плавке и наведения вкристаллизаторе ванны жидкого шлака. В этот период производятся следующиеподготовительные операции:
1. Остываниеслитка в кристаллизаторе после предыдущей плавки;
2. Выгрузка слиткаи застывшего шлака из кристаллизатора и удаление их с печи;
3. Снятие с печиогарков электродов и установка новых электродов в электродержатель;
4. Чисткакристаллизатора и поддона;
5. Окончательнаясборка печи (установка кристаллизатора, шайбы-затравки, центровка электродов ит.д.)
Длительностьподготовительных операций на печах малой и средней ёмкости колеблется впределах 1,2-4,5ч. После их окончания приступают к периоду наведения шлаковойванны в кристаллизаторе. На печах ЭШП применяются твёрдый и жидкий старты. Притвёрдом старте шлак расплавляется непосредственно в кристаллизаторе печирасходуемым электродом. При жидком старте шлак предварительно расплавляют вофлюсоплавильной печи, затем заливают в кристаллизатор либо сверху, либосифонным способом.
Шлаки для ЭШПдолжны соответствовать определённым требованиям. Они должны обладать:
1. Высокойрафинирующей способностью, позволяющей добиваться максимального очищенияметалла от примесей;
2. Способностью формироватьгладкую поверхность слитка, не требующей дополнительной механической обработки;
3. Достаточновысоким удельным сопротивлением, что обеспечивает эффективность выполненияшлаковой ванны роли приёмника и преобразователя электроэнергии.
Применение тогоили иного шлака определяется конкретными технологическими условиями переплаваметалла заданного химсостава. Так при ЭШП сталей и сплавов, содержащихлегкоокисляющиеся элементы, обычно применяется безкислородный шлак АНФ-1П; принеобходимости максимального очищения металла от серы используется шлак АНФ-6 ит.д. При переплаве в глухие кристаллизаторы наиболее распространённым являетсяшлак АНФ-6; При переплаве с вытяжкой слитка или перемещением кристаллизатораобычно используется шлак типа АНФ-28 или АНФ-29.
В процессеЭШП происходит значительное улучшение качества металла вследствие:
1. Исключениявзаимодействия жидкого металла с атмосферой и футеровкой при его выплавке иформирование слитка;
2. Обработки жидкогометалла высокоактивным расплавленным шлаком;
3. Замедленной инаправленной кристаллизацией металла в водо-охлаждаемом кристаллизаторе.
5.ЭЛЕКТРОШЛАКОВЫЕКАК ПОТРЕБИТЕЛИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Электрошлаковые печиявляются одними из основных агрегатов специальной электрометаллургии,позволяющими получать слитки и отливки высокого качества. Они широкоприменяются на металлургических и машиностроительных заводах. Массавыплавляемых слитков и отливок лежит в пределах от нескольких десятковкилограммов до сотен тонн. Для электрошлаковых процессов существует широкаяноменклатура печей различных конструкций с установленной мощностью от 630 до15000 кВ·А. Электрошлаковые печи разделяются на металлургические печиэлектрошлакового переплава (ЭШП), в которых получают гладкие слитки различныхфор сечения, и на печи электрошлакового литья (ЭШЛ), предназначенные дляполучения отливок сложной формы.
Основным элементомэлектрошлаковой печи является ванна расплавленного шлака, который являетсяэлектролитом и имеет достаточно высокую ионную проводимость. Электрошлаковыйпроцесс в принципе бездуговой, что обеспечивается подбором питающего ваннунапряжения (35-55)В, положением электрода в шлаке и уровнем вводимой мощности.Поэтому электрошлаковая печь как приёмник электроэнергии представляет собойпечь сопротивления косвенного действия с жидким нагревателем.
Обычно электрошлаковыепечи питаются переменным током промышленной частоты. Это связано с тем, что напеременном токе интенсивно развито рафинирование металла шлаком.
Для улучшенияэлектрических характеристик крупных печей, а в последнее время и печей среднейёмкости иногда используется переменный ток пониженной частоты (2-10) Гц. Обычнопитание таких установок производится реверсивным постоянным током с помощьюдвух преобразователей типа ТВ-9. Вообще возможно питание не толькосимметричным, но и несимметричным током, в результате чего возникаетуправляемая постоянная составляющая тока, которая может быть использована дляэлектрохимической оптимизации металлургических процессов.
Однако применение многоамперныхтиристорных преобразователей усложняет и удорожает установку, снижаетнадёжность её работы. Поэтому пока наиболее распространённым родом токаявляется переменный ток промышленной частоты. Питание электрошлаковых печейпроизводятся в зависимости от мощности либо от цеховой сети напряжением 0,4 кВ,либо от высоковольтных печных подстанций напряжением 6-10 кВ через специальныепонизительные трансформаторы.
Одной из основных схемпитания является схема электрод-поддон. Из-за низких вторичных напряжений впечах протекают значительные вторичные токи, что вызывает необходимость иметьсложные токоподводы со сравнительно низкими электротехническимихарактеристиками. Особенностью токоподводов печей ЭШП по сравнению с ДСПявляется большая роль активных и реактивных сопротивлений электрода в общемсопротивлении токоподвода. Значительная реактивность токоподвода определяетнизкие значения коэффициента мощности, который уменьшается с увеличениемразвеса слитка. В результате этого выплавка слитков массой более 30-40 т. посхеме электрод-поддон на переменном токе промышленной частоты применяетсяредко.
Для снижения реактивностимногоэлектродных печей ЭШП широко используются m/2 бифилярные схемы питания. Электрошлаковые печи с числомэлектродов, кратным двум, могут питаться по двух фазной схеме, кратным шести,по шестифазной. Во всех этих схемах осуществляется попарное бифилированиеэлектродов и ветвей короткой сети, что позволяет значительно снизить реактивноесопротивление токоподводов.
Для компенсацииреактивной мощности и повышения cosφ до требуемой системой значения на питающих шинах распредустройствустанавливаются батареи статических конденсаторов.
Электрошлаковые печи какэлектротехнологические агрегаты имеют циклический характер работы. Цикл плавкиразбивается на «горячее» время, в течение которого происходит переплавэлектрода, и «холодное», которое затрачивается на остывание слитка, наведениешлаковой ванны и подготовительные операции. Коэффициент включения зависит отразвеса слитка и технологических особенностей плавки.
Печи малой и среднейёмкости обычно устанавливаются группами по 5-10 и более печей. За счёт сдвигациклов их работы коэффициент включения электрошлаковой нагрузки цехаприближается к единице.
Нагрузка электрошлаковойпечи при правильно выбранном электрическом режиме является спокойной, без КЗ ибросков тока, исключая кратковременный начальный этап периода наведенияшлаковой ванны при «твёрдом старте». В период переплава кривые тока инапряжения промодулированны переменным сигналом с частотой 1-5Гц, отражающимпроцесс изменения проводимости шлаковой ванны, при нарастании и отрыве капельэлектродного металла. Из-за его небольшой величины влияние капельного переносана энергетический режим и питающую сеть незначительно.
Во время плавки нагрузкапечи является неравномерной. Это связано с тремя основными факторами –нестационарностью теплового режима в начальный период плавки, изменениюгеометрических размеров слитка и уменьшением сопротивления подводящей сети присплавлении электрода. На рисунке 1 показана типичная кривая изменения мощностипечи при переплаве электродов в гладкий кристаллизатор со значительнойконусностью, Из него видно, что во время плавки вводимая мощность закономерноуменьшается, особенно сильно в период выведения усадочной раковины.
/>
Рисунок.3.-Изменениемощности электрошлаковой печи во время плавки.
Большинствоэлектрошлаковых печей малой и средней являются однофазной нагрузкой, Дляуменьшения влияния несимметрии нагрузки принимаются меры по равномерномураспределению однофазных печей по фазам сети, что обычно возможно в цехах ЭШП иЭШЛ из-за значительного количества установок. Сложнее обстоит дело с отдельноустановленными крупными печами. В этих случаях необходимо применение различныхсимметрирующих устройств на стороне высокого напряжения трансформатора.Электрошлаковые установки требуют высокой надёжности электропитания. Приперерыве питания, длительность которого зависит от развеса слитка, нарушенияструктуры слитка становится достаточным для его отбраковки. Поэтомуэлектрошлаковые печи относятся ко второй категории по надёжности питания.Однако установки обеспечивающие водоснабжение печей ЭШП и ЭШЛ, относятся кпотребителям первой категории, так как перерыв в водоохлаждении поддонов,кристаллизаторов и дорнов может привести к их прожогу, взрыву печи или выплескушлака и металла, опасному для жизни.
Характер воздействияколебаний напряжения на качество слитка и отливки определяется динамическимихарактеристиками электрошлаковой печи. Колебания напряжения вызывают колебаниямощности шлаковой ванны с удвоенной частотой. Такие колебания ПСНтрансформатора отработать не могут. Воздействие колебаний мощности на качествослитка и отливки определяется возникающими при этом колебаниями температурышлаковой ванны Θш, скорости оплавления металла G, фронта кристаллизации слитка Кфри толщины шлакового гарнисажа δг. Последние приводят кизменению диаметра наплавляемого слитка и возникновению гофр и пережимов.
Динамическиехарактеристики этих возмущений описываются передаточными функциями:
/>;
/>;
/>;
/>.
Где /> — оперативныеотносительные отклонения параметров f;
/> — относительные коэффициентыпередачи при воздействии на температуру, скорость плавления и толщину гарнисажа, мощности; />-коэффициент передачи при воздействии скорости плавки на коэффициент фронтакристаллизации слитка(металла); /> — постоянные времени шлаковой ижидкой металлической ванн и шлакового гарнисажа.
Электрошлаковая печьпредставляет собой инерционный объект со значительными постоянными времени,составляющими единицы и десятки минут. Известно, что такие объекты являютсяэффективными высоких частот. Частоты среза, выше которых реакция составляетменее 5% возмущения, составляет для всего спектра ёмкостей печей десятые долигерца. Это свидетельствует о том, что промышленные электрошлаковые печи наколебания напряжения практически не реагируют.
6.РАСЧЁТГРУППОВОГО ГРАФИКА СИЛОВОЙ НАГРУЗКИ УЧАСТКА
Электрические нагрузкихарактеризуют потребление электроэнергии отдельными приёмниками или группойприёмников, предприятия в целом.
Правильное определениеожидаемых электрических нагрузок при проектировании является основой длярационального электроснабжения предприятия. От их значения зависит выбор всехтоковедущих элементов и аппаратов и технико-экономические показателипроектируемой системы электроснабжения.
График нагрузкирассчитываем для участка содержащего 2 печи электрошлакового переплаварассчитанной для выплавки оси трактора массой 250 кг, и одной флюсоплавильной печи У-560.
Групповой график нагрузкисоставляю с использованием индивидуальных графиков нагрузки ЭШП-0,25 и ФППУ-560.
/>
Рисунок.4.-Индивидуальный график нагрузки печи ЭШП.
/>
Рисунок.5.- Индивидуальныйграфик нагрузки ФПП У-560.
Цикл работы ЭШП-0,25составляет 96 минут, из них на получение отливки уходит 28 минут, оставшиеся 68минут составляет межплавочный простой. Для начала работы печи необходимоналичие шлака, который получают в флюсоплавильной печи, исходя из этого можносоставить общий график нагрузки для ЭШП и ФПП который будет иметь вид:
/>
Рисунок.6.- Графикнагрузки печи ЭШП и ФПП.
Исходя из того, что научастке предусмотрено 2 печи ЭШП, работа ведётся в три смены, за сменунеобходимо совершить 2 плавки, перед каждой плавкой необходимо 8кг жидкогофлюса и необходимости получения максимального «сглаженного» группового графикаполучили следующий вид группового графика нагрузки:
/>
Рисунок.7.- Групповойграфик нагрузки.
Для нахождения среднегозначения нагрузки необходимо определить площадь описываемую ломаной графиканагрузки для этого разделим график на определённое количество прямоугольников.
/>
где Si-мощность выбранного интервалавремени,
ti — интервал времени в течение которогомощность остаётся постоянной.
S∑=8*100+5*125+7*140+(3*360+5*325+5*280+4*260+5*250+5*200+1*100)*2= 800+625+980+(1080+1625+1400+1040+1250+1000+100)=17395 кВА*мин.
Среднее значение нагрузкирср:
/> где t∑ — суммарное время работы.
/>кВА.
Среднеквадратичныенагрузки находим по формуле:
/> где t∑ — суммарное время работы.
/>
S∑кв=8*100^2+5*125^2+7*140^2+(3*360^2+5*325^2+5*280^2+4*260^2+5*250^2+5*200^2+1*100^2)*2= 295325+4203650=4498975.
/> кВА.
Определениекоэффициентов:
Коэффициентиспользования: />;
/>;
Коэффициент включения: />;
где tвкл — продолжительность включенияприёмника в цикле,
Тц –продолжительность цикла.
/>.
Коэффициент загрузки: />;
/>.
/>
Sзаявл= Smax 1.1=360∙1.1=396 кВА;
Коэффициент спроса:
/>;
/>.
7.РАСЧЁТ ТОКОВКОРТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА КОМПЛЕКТНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ
Для анализа работыэнергетических систем, выбора релейной защиты, средств ограничения токовкороткого замыкания и работоспособности электрического оборудования в аварийныхрежимах рассчитываю предполагаемые токи короткого замыкания (К.З.). При расчётеиспользуются следующие допущения:
— в течение всегопроцесса К.З. ЭДС всех генераторов системы совпадают по фазе;
— не учитываетсянасыщение магнитных систем, что позволяет считать постоянными и независящими оттока индуктивные элементы короткозамкнутой цепи;
— пренебрегаюнамагничивающими токами силовых трансформаторов;
— не учитываются ёмкостивсех элементов короткозамкнутой цепи, включая воздушные и кабельные линии;
— трёхфазная системапринимается симметричной.
/>
Рисунок.8.- Схемаснабжения участка цеха.
Для расчёте тока К.З.шинах печной подстанции, в начале рассчитаем токи при К.З. на шинах КТП. Для этогозададимся базисными величинами.
/> кВ; /> МВА;
Тогда /> кА;
Определим сопротивления:
Для гидрогенератора типаСВ395/250-12
/>
Для трансформатора типаТДН-80000/110
/>
Для воздушной линииэлектропередачи ВЛ-1, ВЛ-2
/>
Для турбогенератора типаЕ-12-2УЗ
/>
Для реактора типаРБ10-1600-0,25УЗ
/>
Для трансформатора типаТД-16000/35
/>
Для воздушной линииэлектропередачи ВЛ-3, ВЛ-4
/>
Для трансформатора типаТДТН-25000/110
/>
/>
/>
Используя полученныевыражения получим значения относительных базисных сопротивлений для каждойобмотки трансформатора.
/>
/>
/>
Для кабельной линииэлектропередачи К-1, К-2
/>
Схема снабжения будетиметь вид:
/>
Рисунок.9.- Схемазамещения схемы снабжения.
Преобразуем вышеприведеннуюсхему:
1)
/>
где />; Х16=Х10+Х11
2)
/>
где />;
3)
/>
где />; />
4)
/>
где />;
/>;
/>;
5)
/>
где />;
6)
/>
где />;
7)
/>
где />;
8)
/>
где />;
/>;
/>;
9)
/>
Для определения тока К.З.от гидрогенераторов определим расчётное сопротивление:
/>
Так как Х*р>3тогда ток короткого от гидрогенератора найдём следующим образом:
/> кА;
/>
Для определения токаК.З.от турбогенераторов определим расчётное сопротивление:
/>
для такого значения Х*р/>
/>
/>
/>
/>
Определим ток короткогозамыкания:
/> кА;
/> кА;
/>кА.
8.ВЫБОРКОМПЛЕКТНОЙ ТРРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ
На проектируемом участкенаходятся следующие потребители электроэнергии:Единица энергопотребления
Мощность, кВА(Sном) 2 печи ЭШП-0,25 630 1 печь флюсоплавильная У-560 750 6 асинхронных двигателей 5
/>;
где m-количество единиц энергопотребления;
/> кВА;
/>кВА;
/>кВА;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/> кВА.
Предполагаемые КТП:
1. 2 трансформаторамощностью по 1000 кВА каждый.
Загрузка 856/2000=0,43(43%),
Перегрузка 856/1000=0,856
В связи с тем, что трансформаторыработают со значительной недогрузкой питание кранов и оборудования освещенияосуществляется от этих же трансформаторов.
9.РАСЧЁТ ТОКОВКОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ШИНАХ ПЕЧНОЙ ПОДСТАНЦИИ
Для проведения расчётатока К.З. составим схему замещения участка цепи по которому протекает данныйток.
/>
Рисунок.10.- Схема замещениясхемы снабжения после трансформаторной подстанции.
Определяю сопротивлениясхемы замещения:
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
Автоматическийвыключатель Э-40.
Нахожу ток протекающий поданному участку:
/>;
/>;
По табличным даннымопределяю сопротивления:
Rавт1=0,08 мОм;
Rавт2=0,01 мОм;
Хавт1=0,02мОм;
Автоматическийвыключатель Э-06В.
Rавт3=0,08 мОм;
Rавт4=0,01 мОм;
Хавт2=0,02мОм;
В качестве токоподводавыбираю шинопровод магистральный алюминиевый ШМА-4, который рассчитан напротекание токов до 1250 А.
/>;
/>.
/>;
где L – длина токоподвода;
/>мОм;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
10.КОМПЛЕКТНАЯТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ
Комплектныетрансформаторные подстанции (КТП) являются наиболее массовыми потребительскимиподстанциями. Предназначенными непосредственно для электроснабжения приёмниковэлектроэнергии.
КТП внутренней установкипредназначены для электроснабжения промышленных предприятий, административных иобщественных зданий; они устанавливаются в цехах и других помещениях внепосредственной близости от потребителей электроэнергии.
Для безопасностиэксплуатации в КТП внутренней установки используются специальныетрансформаторы: Масляные с герметизированными баком, трансформаторы,заполненные негорючей жидкостью, а так же трансформаторы с сухой изоляцией.
Питание КТП-М-1000осуществляется как по магистральной, так и по радиальной схемеэлектроснабжения. Ввод со стороны высшего напряжения выполняется глухим или спомощью выключателя, который обеспечивает отключение тока холостого хода и токанагрузки силового трансформатора.
Питание и защита сборныхшин на стороне низшего напряжения осуществляется автоматическими выключателямиввода. Распределение электроэнергии по отходящим линиям, а так же защита их отперегрузок и коротких замыканий осуществляется линейными автоматическимивыключателями, установленными в шкафах низкого напряжения.
Для от трансформатора настороне НН применяется шкаф ШНВ-3МТ, в которых установлен выключатель типаЭ-40-В, для отходящих линий применяются шкафы типа ШНЛТ-1М и ШНЛ-2МТ.
Для секционирования шинНН для двухтрансформаторных КТП применяются шкаф типа ШНС-2МТ.
Количество шкафов НН наодин трансформатор не должно превышать семи. При установке выключателей серииЭлектрон в шкафах, допускаются следующие максимально длительные токовыенагрузки: Э40-В – 3500А; Э25-В – 2500А; Э16-В – 1600А; Э06-В – 630А. При этомдопускаются нормируемые для трансформаторов кратковременные нагрузки в течении3ч на 30% или в течение 2ч на 40%, если при этом предварительная нагрузка шкафовне превышала 70% их номинального тока.
/>
Рисунок.11.- Общий видКТП.
11.ВЫБОРОБОРУДОВАНИЯ
Выбор высоковольтноговыключателя.
Ток протекающий черезнего равен:
/>;
Выбираем выключатель типаВМП-10-20/1000УЗ.
/>
Выключатель типаВМП-10-20/1000УЗ удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям.
Выбор выключателянагрузки:
Выбор выключателянагрузки осуществляется по току короткого замыкания на КТП который равен Iкз=7 кА, Iп0=6.64 кА, Iу=17.7 кА по этим параметрам выберемвыключатель типа ВНРп-10/400-10зп3У3.
Выбор плавкогопредохранителя:
Выбор плавкогопредохранителя осуществляется по току короткого замыкания на КТП который равен Iкз=7 кА, Iп0=6.64 кА, Iу=17.7 кА по этим параметрам выберемплавкий предохранитель типа ПКТ101-10-5-12,5УЗ.
Выбор автоматическихвыключателей:
Автоматическийвыключатель на линии КТП: Э-40 Максимально допустимый ток для выключателя Э-4040кА, ток короткого замыкания на рассматриваемом участке цепи равен 23 кА (23
Секционный автоматическийвыключатель на КТП: Э-25 Максимально допустимый ток для выключателя Э-25 55кА,ток короткого замыкания на рассматриваемом участке цепи равен 23 кА (23
Автоматическийвыключатель на отходящих линиях КТП: Э-06В Максимально допустимый ток длявыключателя Э-06В 40кА, ток короткого замыкания на рассматриваемом участке цепиравен 23 кА (23
Выбираю амперметр РА1,РА2 типа Э351, вольтметр РV1,PV2 типа Э350, Ваттметр W типа Н-395, Счётчик ватт-часов типаСА4У-И672М.
Выбор трансформаторатока:
Выбираем трансформатортока по высокой стороне ТА1 типа ТПЛК-10.
/>
Выбираю трансформатор нанизкой стороне ТА2 типа ТПШЛ-10.
/>
Выбор трансформаторанапряжения:
Выбираю трансформатортипа НОСК-3У5.
/>
В качестве токоподводаэлектроэнергии к силовым трансформаторая от КТП выбираем шинопроводмагистральный алюминевый типа ШМА4. Данный шинопровод допускает протеканиетоков до 1250 А, что превышает значение номинального тока для выбранногоучастка цепи которое составляет 908 А.
Проверим выбранныйшинопровод по воздействию на него токов КЗ, шины должны удовлетворять условию />,
/>
Таким образом, расчётноемеханическое напряжение не превышает допустимого значения.
12.РАСЧЁТПАРАМЕТРОВ СРАБАТЫВАНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
1.Максимально токоваязащита.
Максимально токоваязащита от токов короткого замыкания мгновенного действия, отстроенная по токуот эксплуатационных КЗ и бросков тока при включении установок. Ток срабатыванияреле:
/>;
где кн=1,2-1,5;
кт=0,18; ктт=200;Iэк=1,2∙4,85=5,82 кА;
/>
2. Защита от перегрузкидействует с разными выдержками времени на сигнал и на отключение оперативногоили оперативно-защитного выключателя. Уставка реле соответствует току:
/>, где кн=1,2-1,25; кв=0,85;
/>.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В курсовом проекте былоспроектировано электроснабжение участка цеха включающего в себя 2 печиэлектрошлакового переплава для получения слитка весом 0,25т и флюсоплавильнуюпечь У-560. Была определена средняя цеховая нагрузка Sср=145 кВА, среднеквадратичная цеховая нагрузка Sсркв=193.6 кВА, заявленная мощность SЗаявл=396 кВА, найдены токи К.З.на КТП ипечной подстанции которые составили 7 кА и 23 кА соответственно. Выбранакомплектная духтрансформаторная подстанция выполненная на трансформаторах типаТМ-1000/10. Разработана планировка цеха, схема управления защиты и сигнализациии схема питания установок, которые приведены в графической части проекта.
СПИСОКИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Миронов Ю.М.,Миронова А.Н. Электрооборудование и электроснабжение электротермических,плазменных и лучевых установок: Учеб. пособие для вузов.-М.: Энергоатомиздат.1991г.
2. Неклепаев Б.Н.,Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочныематериалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для ВУЗов.-перераб. И доп.- М. Энергоиздат,1989 г.
3. Справочник поэлектроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. 2-еизд., перераб. и доп./Под общ. Ред. А.А. Фёдорова и Г.И. Сербиновского.-М.: Энергия,1980 г
4. Справочник поэлектроснабжению промышленных предприятий: Электрооборудование и автоматизация/ Сост.: Т.В.Анчарова, В.В.Каменева, А.А. Катарская; под общей редакцией А.А.Фёдорова и Г.В.Сербиновского. -2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат,1981г.
5. Электротермическоеоборудование: Справочник / Под общ. Ред. А.П.Альтгаузена. – 2-е изд., перераб.и доп. – М.: Энергия,1980 г.
6. Электрооборудованиеи автоматика электротермических установок: (Справочник) / Альтгаузен А.П.,Берщицкий И.М., Берщицкий М.Д. и др.: Под редакцией А.П.Альтгаузена,М.Д.Берщицкого, М.Я.Смелянского, В.М.Эдемского. – М.: Энергия, 1978 г.