БРЯНСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ
имени профессора Н.Е. Жуковского
Задание на курсовой проект
по дисциплине СД01
“Электроснабжение предприятий и гражданских зданий”
Тема курсового проекта:
Электроснабжение цехов электромеханического завода
№
Наименование работ
Часы
%
1
Характеристика потребителей электрической энергии
1
3,3
2
Расчёт электрических нагрузок методом Кmax
4
13
3
Расчёт мощности и выбор компенсирующего устройства
1
3,3
4
Выбор числа и мощности трансформаторов КТП
1
3,3
5
Расчёт электрических сетей напряжением выше 1кВ
1
3,3
6
Расчёт электрических сетей напряжением до 1кВ
5
15,8
7
Расчёт токов короткого замыкания
4
13
8
Выбор электрооборудования на КТП и его проверка на действие Iкз
4
13
9
Расчёт заземляющего устройства
4
13
10
Релейная защита
1
3,3
11
Мероприятия по технике электробезопасности и охране окружающей среды
2
6
12
Схема принципиальная электрическая КТП
1
3,3
13
Нормативные документы
1
3,3
Содержание пояснительной записки курсового проекта «Электроснабжение цехов механического завода»
Характеристика потребителей электрической энергии
Расчёт электрических нагрузок методом Кmax
Расчёт мощности и выбор типа компенсирующего устройства
Выбор числа и мощности трансформаторов КТП
Расчёт электрических сетей напряжением до 1кВ
Расчёт токов короткого замыкания
Расчёт электрических сетей напряжением выше 1 кВ
Выбор электрооборудования на КТП и его проверка на действие Iкз
Расчёт заземляющего устройства
Релейная защита
Мероприятия по технике электробезопасности и охране окружающей среды
Схема принципиальная электрическая КТП
Введение. Назначение проектируемого объекта. Категория электроснабжения
Настоящий закон РФ «Об энергосбережении» устанавливает правовые, экономические и организационные основы государственной политики в области энергосбережения. Закон направлен на правовое регулирование отношений, создание условий эффективного использования энергоресурсов. Объектами правого регулирования в области энергосбережения являются отношения между юридическими лицами, а так же индивидуальными предприятиями, связанные:
С эффективным использованием первичных, вторичных и возобновляемых энергоресурсов при их добыче.
С производством, переработкой, транспортировкой, хранением и использованием.
С развитием производства альтернативных видов топлива.
С производством и использованием энергоэффективных технологий, топливосберегающих и диагностических оборудований, конструкционных и изоляционных материалов, приборов учёта и контроля расхода энергоресурсов, системой автоматизированного управлением энергопотребителем.
С обеспечением единства измерений в части учёта отпускаемых и потребляемых энергоресурсов.
Электросберегающая политика осуществляется на основе реализации федеральных целевых, межрегиональных программ электроснабжения, стимулируя производство и использование энергосберегательного оборудования.
Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которой приходится более 60% всей выработанной в стране электроэнергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмов, освещаются помещения, осуществляется автоматическое управление производственными процессами и др.
Сейчас существуют технологии (электрофизические, электрохимические способы обработки металлов и изделий), где электроэнергия является единственным энергоносителем.
В условиях ускорения научно-технического прогресса потребления электроэнергии в промышленности значительно увеличатся благодаря созданию гибких роботизированных и автоматизированных производств, так называемых «безлюдных» технологий.
Роботехника используется чаще всего на тех участках промышленного производства, которые представляют опасность для здоровья людей, а так же на вспомогательных и подъёмно-транспортных работах.
В настоящее время осуществляется «Энергетическая программа» на длительную перспективу. Главное, что характеризует «Энергетическую программу» — это её комплексный характер с всесторонним охватом проблем развития энергетической базы в зависимости от задач развития экономики в целом.--PAGE_BREAK--
Мы проектируем электроснабжение цеха механического завода мелкосерийного производства, который предназначен для выпуска разнообразной продукции небольшими партиями.
Это гибкое производство. Оно быстро реагирует на изменение рынка и может выпускать продукцию различной степени сложности с минимальными затратами на переоборудование.
Данный объект согласно ПУЭ принадлежит к 3 категории электроснабжения, к которой относятся электроприёмники не серийного производства, мелкосерийные цеха, коммунально-хозяйственные потребители, сельскохозяйственные заводы. Для них электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерыв в электроснабжении, необходимый для ремонта и замены повреждённого элемента системы, не превысит 24 часа.
1. Характеристика потребителей электроэнергии
Потребителями электроэнергии являются крупные промышленные предприятия, заводы, фабрики, электрический транспорт, жильё и общественные здания.
Основную группу составляют электрические двигатели механических цехов, станки, вентиляторы, насосы, сварочные установки, силовые трансформаторы, электрические печи.
По общности технологического процесса электрические приёмники можно разделить на: производственные механизмы, подъёмнотранспортное оборудование, эл. сварочное оборудование, эл. нагревательные установки.
Общепромышленные установки занимают значительное место в системе электроснабжения. По режиму работы электрические приёмники делятся на 3 группы, для которых предусматриваются 2 режима:
продолжительный
повторнократковременный
В продолжительном режиме работает большая часть оборудования механического цеха, в основном металлообрабатывающие станки.
В повторнократковременном режиме работают электрические двигатели мостовых кранов, тельферов, подъёмников, а также сварочные аппараты.
Самостоятельную группу электрических приёмников составляют нагревательные аппараты и электрические печи, работающие в продолжительном режиме с постоянной или маломеняющейся нагрузкой.
Питание всех электрических приёмников осуществляется от распределительных шкафов ПР85-01 напряжением 380В и частотой 50Гц.
2. Расчёт электрических нагрузок методом Кmax
Расчёт эл. нагрузок основывается на опытных данных и обобщениях, выполненных с применением метода математической статистики и теории вероятности.
Расчёт начинаем с определения номинальной мощности каждого эл. приёмника, мощности, затраченной в течение наиболее загруженной смены и максимально расчётной мощности участка цеха, завода или объекта.
Расчёт шкафа ШР1
По заданной установленной мощности и характеру потребителей составляем ведомость потребителей эл. энергии.
Дано:
Cтанок токарный P ном=11КВт
Точило P ном=10КВт
Станок сверлильный Р ном=15КВт
Станок фрезерны Р ном =6КВт
Станок р ном =6КВт
Сварочный тр-р Рном =7,5КВт
Станок Р ном =10КВт
Электро печь Рном =4КВт
Электро печь Р ном = 1,1КВт
Эолектро печь Рном =7,5КВт
1) Находим общую установленную мощность эл. приёмников:
Робщ.=Р1+Р2+Р3+Р4+Р5+Р6+Р7+Р8+P9+P10=11+10+15+6+6+7.5+20+4+1.1+7.5= кВт
2) Находим показатель силовой сборки m:
m=Рmax? Рmin=15?1,1=13,6
4) Определяем коэффициент использования КИ по таблице.
5) Определяем cosφ и tgφ по таблице.
6) Находим среднюю нагрузку за максимально загруженную смену для каждого потребителя (активную и реактивную):
1.Активная
Рсм.1=Ки1*Рном.1=0,12*11=1,32 кВт
Рсм.2=Ки2*Рном.2= 0,13*10=1,3кВт
Pсм=Ки3*Рном3=0,12*15=1,8кВт
Рсм.4=Ки4*Рном.4=0,12*6=0,72 кВт
Рсм.5= Ки5* Рном.5=0,14*6=0,84 кВт
Рсм.6= Ки6* Рном.6=,12*7,5=0,9 кВт
Рсм.7=Ки7*Рном.7= 0,2*10=2кВт
Рсм.8= Ки8* Рном.8=01,4*4=0,56 кВт
Рсм.9= Ки9* Рном.9=0,5*1,1=0,55 кВт
Рсм.10= Ки10* Рном.10= 0,5*7,5=3,75кВт
ΣРсм=Рсм.1+Рсм.2+Рсм.3+Рсм.4+Рсм.5+ Рсм.6+Рсм.7+Рсм.8+Рсм9+Рсм10=1,32+1,3+1,8+0,72+0,84+0,9+2+0,56+0,55+3,75=13,74кВт
2.Реактивная
Qсм.1=tgφ1*Рсм.1= 1,32*2,29=3,02квар
Qсм.2=tgφ2*Рсм.2=1,3*2,29=2,97 квар
Qсм.3=tgφ3*Рсм.3=1,8*2,29=4,12 квар
Qсм.4=tgφ4*Рсм.4=0,72*2,29=1,64 квар
Qсм.5=tgφ5*Рсм.4=0,84*1,73=1,45 квар
Qсм.6=tgφ6*Рсм.6=0,9*2,29=2,06 квар
Qсм.7=tgφ7*Рсм.7=2*2,29=4,58квар
Qсм.8=tgφ8*Рсм.8= 0,56*1,73=0,96квар
Qсм.9=tgφ9*Рсм.9= 0,55*0,32*0,17квар
Qсм.10=tgφ10*Рсм.10=3,75*,32=1,2квар
ΣQсм= Qсм.1+Qсм.2+Qсм.3+Qсм.4+Qсм.5+Qсм.6+Qсм.7+Qсм.8+Qсм9+Qсм10=3,02+2,97+4,12+1,64+1,45+2,06+4,58+0,96+0,17+1,2=22,17 квар
7) Находим средний коэффициент использования:
Ки ср.=ΣРсм.?ΣРном.=13,74/22,17 =0,6 продолжение
--PAGE_BREAK--
8) Определяем эффективное число эл. приёмников:
n=/>=2*78,1/15=10,4→10
9) Находим коэффициент максимума Кmax из таблицы:
Кmax=2,1
10) Определяем максимальные нагрузки для шкафа:
Рmax=Кmax/>ΣPсм=2,1*13,74=28,85 кВт
Qmax=1,1/>ΣQсм=1,1*22,17=24,38 квар
Smax=/>=/>=37,6 кВА
Imax=/>=/>=58,7А
Остальные шкафы считаются аналогично и их данные приведены в таблице.
Итого по силовым объектам
Рmax=Pmax1+Pmax2+Pmax3+Pmax4+Pmax5+Pmax6+Pmax7+Pmax8=28,8+44,6+48,0+21,7+35,28+44,88+116,55+42=381,81 кВт
Qmax=Qmax1+Qmax2+Qmax3+Qmax4+Qmax5+Qmax6+Qmax7+Qmax8=24,38+29,3+18,17+15,08+30,8+12+64,05+40,6=234,38квар
Smax=/>=/>= 448,0 кВА
Imax=/>=/>=693,49 А
С учётом освещения 5%
сosφосвещ.=0,5
Росв.=Рmax/>0,05=381,81*0,05=19,09кВт
Qосв.=Росв./>tgφ=19,09*1,7=32,45квар
Sосв.=/>=/>=37,61 кВА
Iосв.=/>=/>= 58,2 А
Итого по всему объекту
Рmax=Pmax c+Pосв.= 381,81+19,09=400,8кВт
Qmax=Qmax c+Qосв.= 234,38+32,45=266,8 квар
Smax=/>=/>=481кВА
Imax=/>=/>=745, 2 А
Полученные данные заносим в таблицу.
Таблица сводных данных по объекту.
Таблица 1.3
№
ШР
Рном
кВт
Рсм
кВт
Qсм
квар
Cosφ/tgφ
Рmax
кВт
Qmax
квар
Imax
A
1
78,1
13,74
22,17
28,8
24,38
58,7
2
82,9
19,33
26,71
44,6
29,3
82,5
3
70,8
16,74
16,52
48,0
18,17
79,4
4
43,5
7,58
13,74
21,7
15,08
40,8
5
40
28
28
35,28
30,8
72,4
6
60
36
12 продолжение
--PAGE_BREAK--
44,28
12,0
71,0
7
150
105
64,05
116,55
64,05
205,8
8
70
35
40,6
42
40,6
90,4
Итого
по силовым объектам
¾
¾
¾
¾
381,81
234,38
639,49
освещение
¾
¾
¾
¾
19,09
32,45
58,21
Итого по
объекту
¾
¾
¾
¾
400,8
266,8
745,2
3. Расчёт мощности компенсирующих устройств
1) Определяем коэффициент мощности без применения КУ
Рmax=400,8 кВт
Qmax=266,8 квар
Smax=481 кВА
tgφ1=/>=/>=0,66
cosφ1=/>=/>=0,83
2) При cosφ1
3) Определим реактивную мощность компенсирующего устройства из условия:
Qк=ΣРmax* (tgφ1-tgφ2)
Qк=400,8*(0,62-0,33)=116,2квар
4) Выбираем тип компенсирующего устройства из условия Q>Qку по таблице приложения. 150>116,2
УКБН – 0,38 – 100У3
5) Рассчитаем cosφ после компенсации:
Q’max=Qmax-Qку=266,8-100=166,8 квар
tgφ2=/>=/>=0,41
cosφ=0,92
4. Выбор трансформатора на КТП
1) Sрасч.=/>=/>=413,0 кВА
Выбираем мощность и марку силового трансформатора из условия:
Sст. тр-ра≥Sрасч.
400>413,0
% падения 413/400=1,03
ТМ400/10
2) Выбираем высоковольтный кабель к силовому трансформатору по экономической плотности тока.
Iрасч. тр.=/>=/>=22,02 А
Fэк.=/>=/>=15,72 мм2
Fст.≥Fэк. сеч.
16≥15,72
ААШВу 3/>16
5. Расчёт электрических сетей напряжением до 1 кВ
ШР – 1
Iн2=/>=/>=7,1 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн3=/>=/>=10,7 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн4=/>=/>=13,9А Iд.д.=25 А ПВ5(1/>2,5)
Iн7=/>=/>=7,1 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5) продолжение
--PAGE_BREAK--
Iн11=/>=/>=2,9 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн12=/>=/>=4,2 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн13=/>=/>=15 А Iд.д.=25 А ПВ5(1/>2,5)
Iн14=/>=/>=15 А Iд.д.=25 А ПВ5(1/>2,5)
Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=32,1 А, Iд.д.=75 А, ВВГ4/>16
ШР – 2
Iн5=/>=/>=13,9 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн6=/>=/>=7,1 А Iд.д.=16А ПВ5(1/>1,5)
Iн8=/>=/>=50,6 А Iд.д.=75 А ПВ5(1/>16)
Iн9=/>=/>=3,9 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн10=/>=/>=5,4А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн15=/>=/>=35,7 А Iд.д.=40 А ПВ5(1/>6)
Iн16=/>=/>=71,4А Iд.д.=75А ПВ5(1/>16)
Iн17=/>=/>=71,4 А Iд.д.=75 А ПВ5(1/>16)
Iн18=/>=/>=71,4 А Iд.д.=75 А ПВ5(1/>16)
Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=69,3 А, Iд.д.=145 А, ВВГ3/>16+1*25
ШРА – 1
Iн19=/>=/>=11,4 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн20=/>=/>=26,8 А Iд.д.=30 А ПВ5(1/>4)
Iн21=/>=/>=11,8 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн22=/>=/>=53,6 А Iд.д.=75 А ПВ5(1/>16)
Iн23=/>=/>=53,6 А Iд.д.=75 А ПВ5(1/>16)
Iн24=/>=/>=6,1 А Iд.д.=16А ПВ5(1/>1,5)
Iн25=/>=/>=7,9 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн26=/>=/>=17,9 А Iд.д.=20 А ПВ5(1/>2)
Iн27=/>=/>=17 А Iд.д.=20А ПВ5(1/>2)
Iн28=/>=/>=2,3 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн29=/>=/>=3,3 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн30=/>=/>=1,7 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн31=/>=/>=50 А Iд.д.=50А ПВ5(1/>10)
Iн32=/>=/>=7,9 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
Iн33=/>=/>=26,8 А Iд.д.=30 А ПВ5(1/>4)
Iн33=/>=/>=60,7 А Iд.д.=75 А ПВ5(1/>16)
Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=76,3А, Iд.д.=145 А, ВВГ3/>50+1*25
ШР – 5
Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=31, 7 А, Iд.д.=75 А, ВВГ4/>16
ШРА – 6
Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=39, 5 А, Iд.д.=75 А, ВВГ 4/>16
ШР А– 7
Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=95, 2 А, Iд.д.=180 А, ВВГ3/>70+1/>35 продолжение
--PAGE_BREAK--
ШР А– 8
Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=124,8А, Iд.д.=220А, ВВГ3/>95+1/>35
Выбор автоматических выключателей.
Проверяем выбранный автоматический выключатель по 4-м условиям:
1) Iтр≥Iн
2) Iтр≥Iн/>К
3) Iэмр≥1,25/>Iкр
4) Iдд≥Iтр/>Кз
ШР – 1
2. Станок
Iн=7,1 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
а) Iтр≥Iн; 8≥7,1; ВА51-31/>
б) Iтр≥Iн/>К; 8≥7,1/>1,35; 8≥10,1 – условие не выполнено, следовательно, увеличиваем тепловой расцепитель до необходимого: 12,5≥10,1; ВА51-31/>
в) Iэмр≥1,25/>Iкр; Iэмр=Iтр/>К=12,5/>7=87,5 А; Iкр=Iн/>6,5=7,1/>6,5=46,2 А
87,5≥1,25/>46,2;
87,5≥57,7 – условие выполнено.
г) Iдд≥Iтр/>Кз; 16≥12,5/>1; 16≥12,5 – условие выполнено.
3. Станок
Iн= 10,7 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
а) Iтр≥Iн; 16≥13,9; ВА51-31/>
б) Iтр≥Iн/>К; 16≥10,7/>1,35; 12,5≥14,4 – условие не выполнено, следовательно, увеличиваем тепловой расцепитель до необходимого: 20≥14,4; ВА51-31/>
в) Iэмр≥1,25/>Iкр; Iэмр=Iтр/>К=20/>7=140 А; Iкр=Iн/>6,5=10,7/>6,5=69,6А
140≥1,25/>69,6;
140≥86,9 – условие выполнено.
г) Iдд≥Iтр/>Кз; 25≥20/>1; 25≥20 – условие выполнено.
4) Станок
Iн=13,9А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
а) Iтр≥Iн; 16≥13,9; ВА51-31/>
б) Iтр≥Iн/>К; 16≥13,9/>1,35;18,8 ≥4,8 – условие выполнено следовательно, увеличиваем тепловой расцепитель до необходимого: 20≥18,8; ВА51-31/>
в) Iэмр≥1,25/>Iкр; Iэмр=Iтр/>К=20/>7=140 А; Iкр=Iн/>6,5=13,9/>6,5=90,4А
140≥1,25/>90,4;
140≥112,9 – условие выполнено.
г) Iдд≥Iтр/>Кз; 25≥20/>1; 25≥20 – условие выполнено.
7) Станок токарный
Iн=7,1 А Iд.д.=16 А ПВ5(1/>1,5)
а) Iтр≥Iн; 8≥7,1; ВА51-31/>
б) Iтр≥Iн/>К; 8≥7,1/>1,35; 10≥9,6 – условие не выполнено, следовательно, увеличиваем тепловой расцепитель до необходимого: 10≥12,8; ВА51-31/>
в) Iэмр≥1,25/>Iкр; Iэмр=Iтр/>К=16/>7=112 А; Iкр=Iн/>6,5=9,5/>6,5=61,75 А
112≥1,25/>61,75;
112≥77,19 – условие выполнено.
г) Iдд≥Iтр/>Кз; 16≥16/>1; 16≥16 – условие выполнено.
11) Воздушная завеса.
Iн= 2,9А, Iдд=16 А, ПВ5(1/>1,5)
а) Iтр≥Iн; 6,3≥2,9; ВА51-31/>
б) Iтр≥Iн/>К; 6,3≥2,9/>1,35; 6,3≥3,9 – условие выполнено.
в) Iэмр≥1,25/>Iкр; Iэмр=Iтр/>К=6,3/>7=44,1 А; Iкр=Iн/>6,5=2,9/>6,5=18,9 А продолжение
--PAGE_BREAK--
44,1≥1,25/>18,9;
44,1≥23,6 – условие выполнено.
г) Iдд≥Iтр/>Кз; 16≥6,3/>1; 16≥6,3 – условие выполнено.
12) Воздушная завеса.
Iн= 4,2А, Iдд=16 А, ПВ5(1/>1,5)
а) Iтр≥Iн; 6,3≥4,2; ВА51-31/>
б) Iтр≥Iн/>К; 6,3≥4,2/>1,35; 6,3≥5,7 – условие выполнено.
в) Iэмр≥1,25/>Iкр; Iэмр=Iтр/>К=6,3/>7=44,1 А; Iкр=Iн/>6,5=4,2/>6,5=27,3 А
44,1≥1,25/>18,9;
44,1≥34,1 – условие выполнено.
г) Iдд≥Iтр/>Кз; 16≥6,3/>1; 16≥6,3 – условие выполнено.
13) Печь муфельная.
Iн=15 А Iд.д.=25А ПВ5(1/>2,5)
а) Iтр≥Iн; 16≥15; ВА51-31/>
б) Iтр≥Iн/>К; 16≥7,1/>1,35; 16≥920,3 – условие не выполнено, следовательно, увеличиваем тепловой расцепитель до необходимого: 25≥20,3; ВА51-31/>
в) Iэмр≥1,25/>Iкр; Iэмр=Iтр/>К=25/>7=175 А; Iкр=Iн/>6,5=15/>6,5=97,5 А
175≥1,25/>97,5;
175≥121,9 – условие выполнено.
г) Iдд≥Iтр/>Кз; 25≥25/>1; 25≥25– условие выполнено.
13) Печь муфельная.
Iн=15 А Iд.д.=25А ПВ5(1/>2,5)
а) Iтр≥Iн; 16≥15; ВА51-31/>
б) Iтр≥Iн/>К; 16≥7,1/>1,35; 16≥920,3 – условие не выполнено, следовательно, увеличиваем тепловой расцепитель до необходимого: 25≥20,3; ВА51-31/>
в) Iэмр≥1,25/>Iкр; Iэмр=Iтр/>К=25/>7=175 А; Iкр=Iн/>6,5=15/>6,5=97,5 А
175≥1,25/>97,5;
175≥121,9 – условие выполнено.
г) Iдд≥Iтр/>Кз; 25≥25/>1; 25≥25– условие выполнено
Остальные шкафы считаются аналогично.
/>6. Расчёт токов короткого замыкания
Дано:
Uс(б)=10.5 кВ
Sс(б)=25 МВА
L0=1.5 км
Uн=0,4 кВ
Xс=0,6
X0=0,09 Ом/км
F=16 мм2
R0=1.98
ё
Составляем расчётную схему и схему замещения электрической цепи (расчёт Iкз в случае 2-х трансформаторной подстанции производится аналогично, как и для 1-о трансформаторной подстанции). Выбираем базисные условия и рассчитываем Iкз для точки К1 в относительных единицах.
1) Определяем относительное реактивное и активное сопротивление линии для второго элемента цепи – в/в кабеля:
Xс=X0/>L0/>Sб/Uб2=0,08/>1/>60/6,32=0,12
R*б2=R0/>L0/>Sсб/Uб2=0.84/>1/>60/6,32=1,3
R0=1000/Y*S=1000/34*35=0.84
2) Определяем общее сопротивление до точки К1:
Z*б.к1=/>=/>=1,4
3) Определяем базисный ток и сверхпереходной ток для точки К1:
Iб1=Sб/(/>/>Uб)=60/(1,73/>6,3)=5.5 кА
I”к1=Iб1/Zк1=5.5/1,4=3.9 кА
4) Определяем ударный ток для точки К1 и мощность КЗ в точке К1:
/>=/>=/>=0,3 продолжение
--PAGE_BREAK--
По графику Ку=/>определяем Ку=1,05
iу=Ку/>/>/>I”к1=1,05/>1,4/>3.9=5.7 кА
Sк1=/>/>I”к1/>Uб=1,73/>3.9/>6,3=42.5 МВА
5) Определяем сопротивления энергосистемы и в/в кабеля в точке К2:
Xc=Xб1/>Uн2/Sc=0,3/>0,42/60=0,0008 Ом=0.8 мОм
X2=Xб2/>Uн2/Uб2=0,12/>0,42/6,32=0,0005 Ом=0,5 мОм
R2=Rб2/>Uн2/Uб2=1.3/>0,42/6,32=0,005 Ом=5 мОм
6) Определяем активное и индуктивное сопротивление вторичной обмотки силового трансформатора в относительных и именованных единицах:
R*тр-ра=∆Pм/Sтр-ра=5,5/400=0,01
Rтр=R*тр-ра/>Uн2/Sтр-ра=0,01/>0,42/>106/400=4 мОм
X*тр-ра=/>=/>=0,04
Xтр-ра=X*тр-ра/>Uн2/Sтр-ра=0,04/>0,42/>106/400=16 мОм
Для низковольтных шин.
L=1,5 м
7) Определяем активное и индуктивное сопротивление низковольтных шин КТП:
Rш=R0/>L=0,142/>1,5=0.2 мОм
Xш=X0/>L=0,137/>1,5=0.2 мОм
8) Выбираем алюминиевую шину по длительно допустимому току:
Iтр-ра.=/>=/>=571,4 А
Iдоп≥Iтр-ра
665≥571,4
SAl 50/>5
9) Определяем полное сопротивление схемы замещения до точки К1:
ΣRк2=Rш+Rк+Rтр-ра+R2=0.2+0,4+4+5=9.6 мОм
ΣXк2=Xш+Xс+Xтр-ра+X2=0,2+0.3+16+0.5=17 мОм
Zк2=/>=/>=19.5 мОм
10) Определяем ударный и сверхпереходной ток при КЗ в точке К2:
I”к2=/>=/>=11.9 кА
iу=/>/>Ку/>I”к2=1,4/>1,2/>11.9=20 кА
11) Определяем мощность КЗ в точке К2:
Sк2=/>/>I”к2/>Uн=1,73/>11.9/>0,4=8.2 МВА
Сводим все расчётные данные в таблицу:
Точки КЗ
iу, кА
S, МВА
I”, кА
Точка К1
5.7
42.5
3.9
Точка К2
20
8.2
11.9
Проверка автоматического выключателя на н/в стороне ТМ.
Расчётные данные. Паспортные данные.
U=6,3кВ ≤ U=6,3 кВ
Iном. тр-ра=571,4 А≤ Iном. авт.=1000 А
iуд=15,29 кА ≤ Iотк. эмр=25 кА
Вк=I”2/>tпр=11,92/>0,6=85 кА2с≤ Вк=96 кА2с
Условия выполняются.
Вывод:автоматический выключатель удовлетворяет защитным функциям.
Выбор высоковольтного оборудования.
Разъединитель.
ВНП –10УЗ- 400/10
Расчётные данные. Паспортные данные.
Uном=6,3 кВ ≤ Uном=6,3 кВ продолжение
--PAGE_BREAK--
Iном=36,7 А ≤ Iном=400 А
Iуд=5,7 кА ≤ imax= 41кА
iуст=I”2/>tпр=10,62/>4=449,4 кА2 ≤ iуст=I2терм./>t=162/>4=1024кА2с
Условия выполняются.
Предохранитель.
ПКТ102-6-31,5У3
Расчётные данные. Паспортные данные.
Uном=6,3 кВ ≤ Uном=6,3 кВ
Iн=Sн. тр-ра//>·U=400/1,73·6,3=36,7 А ≤ Iн=40 А
iуд(K1)=5,7 кА ≤ Iоткл.=31,5 А
Sрасч.(К1)=42,5 МВА ≤ Sоткл.=/>·Iоткл.·Uн=1,73·31,5·6,3=326,9 МВА
Условия выполняются.
Проверка на действие токов К.З. в/в и н/в электрооборудования КТП.
ВА55-41/>
Расчётные данные. Паспортные данные.
Sст. тр-ра=362,35 кВА ≤ Sтр-ра=400 кВА
Uн.1сист.=6,3 кВ ≤ Uн.1КТП=6,3 кВ
Uн.2тр-ра=0,4 кВ ≤ Uн.2КТП=0,4 кВ
Iдин. ст-ти=15,29 кА ≤ I=25 кА
Iтер.ст-ти=9,01 кА ≤ I=10 кА
Условия выполняются.
Вывод: при выполнении этих условий КТП имеет гарантию 3 года.
Проверка шин на токи К.З.
А50/>5
А50/>5=250 мм2
Sт.с.=α/>I”/>/>, где α=11, tпр=1
Sт.с.=11/>9,01/>/>=99,11 мм2
250>99,11 – условие выполняется.
Вывод: шина выдерживает расчетный ток К.З.
Проверка в/в кабеля на термическую стойкость
Smin=/>; где С=85, tпр=1
Smin=/>45,9= мм2
35>45,9 – условие не выполнено, следовательно, выбираем
сечение кабеля на порядок выше.
ААШВУ – 3*50
50>45,9
Вывод: в/в кабель выдерживает расчётный ток К.З.
9. Расчёт заземляющего устройства
Наибольшее допустимое значение сопротивление заземляющих устройств электроустановок (трансформаторная подстанция) – 4 Ом.
Дано:
ρ (суглинок)=100 Ом/>м
l=5 м
Rдоп.=4 Ом
Rв=/>=/>=20 Ом
П=/>=/>=5, где П – число электродов.
10. Релейная защита
Устройство автоматического включения резерва.
В сетях промышленных предприятий с раздельным питанием потребителей I категории от двух ИП широко применяются устройства АВР, которые повышают надёжность электроснабжения и сокращают время простоя электрооборудования.
По назначению устройства АВР разделяются на АВР линий, трансформаторов, электродвигателей, секционных выключателей на подстанциях. Оперативным током может быть постоянный или переменный ток. Все устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям: время действия должно быть минимально возможным; все выключатели, оборудованные АВР, должны иметь постоянный контроль исправности цепи включения; действие АВР должно быть однократным, чтобы не допускать дополнительных включений на неустранившиеся КЗ; действие АВР должно быть обязательным при любой причине исчезновения напряжения на шинах подстанции, исключая отключения цепей с целью проведения ремонтов, осмотров и т. п.
Согласно [40] устройство АВР для потребителей I категории является обязательным.
Рассмотрим наиболее распространённую на промышленных предприятиях схему АВР на секционном выключателе с пружинным приводом. В нормальном режиме выключатели Q1 и Q2 первой и второй секции подстанции включены, секционный выключатель Q3 отключен. В схеме имеется электродвигатель М для завода пружины привода, отключаемый конечным выключателем SQ. Реле блокировки KBS, служащее для обеспечения однократности действия АВР, получает питание от выпрямительного моста VT. Готовность схемы АВР к работе сигнализируется лампой HL. Ключи SA1 и SA2 установлены в положение АВР. Реле минимального напряжения KV1 – KV4 и реле блокировки включены. Контакт привода SQM замкнут.
При аварии на первой секции и исчезновении на ней напряжения срабатывают реле KV1 и KV2, включая реле времени KT1, которое своим контактом КТ1:1 с выдержкой времени включает промежуточное реле KL1. Контакт KL1:1, замыкаясь, включает цепь электромагнита отключения YAT1 выключателя Q1, который отключается. Вспомогательный контакт выключателя Q1:3 включает электромагнит YAC3 секционного выключателя Q3, чем освобождается пружина привода этого выключателя, который, включаясь, восстанавливает питание на первой секции от линии 2, оставшейся в работе. Одновременно срабатывает двигатель М, заводя пружину и подготовляя схему к новому циклу срабатывания. При исчезновении напряжения на второй секции схема работает аналогично.
Однократность АВР обеспечивается за счёт того, что при отключении выключателя Q1 или Q2 реле блокировки KBS размыкает с выдержкой времени цепь включения электромагнита YAC3.
/>11. Мероприятия по технике безопасности и охране окружающей среды
В охране труда большое значение предаётся к стандартам безопасности труда (СС ТБ), что представляет собой комплекс взаимосвязанных стандартов, содержащих требования, нормы и правила, направленные на обеспечение безопасности, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Стандарт устанавливает требования по организации работ,обеспечивающие безопасность труда: продолжение
--PAGE_BREAK--
1. Требования и нормы по видам опасных и вредных производственных факторов.
2. Требования к зданиям и сооружениям.
3. Требования безопасности к производственному оборудованию и производственным процессам.
4. Требования к средствам защиты работающих.
Основными мероприятиями для обеспечения нормальной среды в рабочей зоне должны быть:
1. Механизация тяжёлых ручных работ.
2. Защита от источников вредного излучения.
3. Перерывы в работе для отдыха.
Все промышленные отходы металлов, дерева, пластмасс и других материалов должны быть утилизированы. В современном обществе резко возросли роль и задача экологии на основе оценки степени труда, приносимых природе.
Охрана от вредных воздействий промышленных отходов и выбросов – одна из самых серьёзных проблем. Мир встревожен уроном, который человечество приносит природе. При работе ТЭЦ в атмосферу выбрасывается более 60% исходной энергии топлива в виде горячей воды и горячих дымовых газов. С ними выделяются окиси углерода, сернистые соединения, пыль, шлак.
ГЭС изменяют уровень грунтовых вод, затопляют селения, происходит ухудшение состояния почвы. Линии эл. передач отчуждают территории в радиусе нескольких десятков метров, создаются эл. магнитные поля, которые неблагоприятно влияют на человека и создают помехи в сетях связи.
Задачи по охране окружающей среды:
1. Ускоренное развитие ядерной энергетики, переход на газ ТЭЦ вместо угля.
2. Очистка вод в отстойниках.
3. Фильтры-самоуловители.
4. Создание систем замкнутого оборотного водоснабжения, что исключает сброс промышленных вод в водоёмы.
5. В дымовых трубах должны быть установлены фильтры (задержка золы).
6. Необходимо создавать безотходные технологические процессы.
7. Производить эл. энергию с использованием солнечных, ветровых, геотермальных источников.
Россия принимает активное участие в работе природоохранительных организаций, сотрудничает в области охраны окружающей среды на основе межправительственных соглашений США, Бельгии.
Развитие международного сотрудничества в области охраны окружающей среды будет способствовать успешному решению национальных и международных проблем охраны природы.
12. Схема принципиальная электрическая КТП
/>
Литература
1. «ПУЭ». Энергоиздат, 2000 г.
2. Цигельман И.Е. «Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий», МВШ 1988 г.
3. Тульчин и Нудлер. «Электрические сети и электрооборудование жилых и общественных зданий», 1990 г.
4. ВСН 59-88. «Электрооборудование жилых и общественных зданий». Нормы проектирования.
5. ГОСТ 2.755-87. «Условные графические обозначения контактов коммутационных устройств».
6. ГОСТ 21.614-88. «Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах».
7. Справочник «Электромонтажные устройства и изделия». Энергоатомиздат, 1988 г.
8. Шаповалов И.Ф. «Справочник по расчёту электрических сетей». Киев 1986 г.
9. Беляев А.В. «Выбор аппаратуры защиты и кабелей в сетях 0,4 кВ». Энергоатомиздат 1988 г.
10. «Справочник по электроснабжению и электрооборудованию». Энергоатомиздат Т.П., 1987 г.
11. Рожкова, Коновалова. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок». Энергоатомиздат 1989 г.
12. Дьяков В.И. «Типовые расчёты по электрооборудованию» МШВ 1991 г.
13. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля под редакцией Клюева. Энергоатомиздат 1991 г.
14. Пособие по курсовому и дипломному проектированию под редакцией Блока. МШВ 1990 г.
15. «Определение категорий помещений и зданий по взрывоопасной и пожарной безопасности», НПБ 105-95.
16. «Электроустановки зданий». ГОСТ 50571.01-15.
17. Сертификация электроустановок. Госстандарт 16.07.1995.