Электроснабжение комплекса томатного сока

Министерствообразования РБ
Ишимбайскийнефтяной колледж
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕОТРАСЛИ
Курсовойпроект
Пояснительнаязаписка
140613 ЭП2-06
Выполнил
Проверил
2009

ОТЗЫВ
руководителя курсовогопроекта о качестве курсового проекта
студента
Фамилия, имя, отчествостудента
Специальность 140613:«Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханическогооборудования»
Наименование темыкурсового проекта «Электроснабжение комплекса томатного сока.»
Оценка…………………………………………………………………
Фамилия,И.О……………………………………………………
Подпись………………………………………………………………
« »……………………………………………………..2009г.
Письменный отзыв долженвключать:
— заключение осоответствии курсовой работы (проекта) заявленной теме;
— оценку качествавыполнения курсовой работы (проекта);
— оценку полнотыразработки поставленных вопросов, теоретической и практической
 значимости курсовойработы (проекта);
— оценку курсовой работы(проекта).
Казанский ГосударственныйЭнергетический Университет
Дата выдачи задания«…..»……………….2009г.
УТВЕРЖДАЮ:
Дата окончания проекта«…..»……….2009г.Зам. директора по учебной работе
……………………………………………………………………………..
«……..»………………………………………………………………г.

Задание
на курсовой проект подисциплине
«Электроснабжениеотрасли»
Студент
отделение дневное группаЭП2-06
Специальность: 140613«Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрического иэлектромеханического оборудования»
Тема: Электроснабжениекомплекса томатного сока.
Содержание проекта
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Краткая характеристикаэлектрооборудования ТП
1.2 Ведомостьэлектрических нагрузок
2 РАСЧЕТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯЧАСТЬ
2.1 Определение расчетнойэлектрической нагрузки от силовых электроприемников на шинах 0,38 кВ цеховых ТП
2.2 Расчет и выборкомпенсирующего устройства
2.3 Выбор напряжения исхемы питания силовых и осветительных нагрузок цеха
2.4 Расчет и выбор числамощности цеховых трансформаторов
2.5 Расчет и выборраспределительной сети 0,38 кВ
2.5.1 Расчет и выборзащитной аппаратуры
2.5.2 Расчет и выборпроводов и кабелей
2.5.3 Расчет и выборраспределительных шкафов и шинопроводов
2.6 Расчет токовкороткого замыкания
2.7 Расчет и выборпитающей линии
2.8 Расчет и выбор высоковольтногоэлектрооборудования
2.9 Релейная защита
2.10 Учет и контрольэлектроэнергии
2.11 Расчет защитногозаземления
3 ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Принципиальнаяоднолинейная схема электрических присоединений
3.2 План расположенияэлектрооборудование комплекса томатного сока
4 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙЛИТЕРАТУРЫ
5 ПРИЛОЖЕНИЕ
Лист 1 Спецификация насхему электроснабжения.
Лист 2 Спецификация наплан расположения электрооборудования

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Краткая характеристика электрооборудования ТП
1.2 Ведомость электрических нагрузок
2 РАСЧЕТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Определение расчетной электрической нагрузки от силовыхэлектроприемников на шинах 0,38 кВ цеховых ТП
2.2 Расчет и выбор компенсирующего устройства
2.3 Выбор напряжения и схемы питания силовых и осветительныхнагрузок цеха
2.4 Расчет и выбор числа мощности цеховых трансформаторов
2.5 Расчет и выбор распределительной сети 0,38 кВ
2.5.1 Расчет и выбор защитной аппаратуры
2.5.2 Расчет и выбор проводов и кабелей
2.5.3 Расчет и выбор распределительных шкафов и шинопроводов
2.6 Расчет токов короткого замыкания
2.7 Расчет и выбор питающей линии
2.8 Расчет и выбор высоковольтного электрооборудования
2.9 Релейная защита
2.10 Учет и контроль электроэнергии
2.11 Расчет защитного заземления
3 ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
3.1 Принципиальная однолинейная схема электрическихприсоединений
3.2 План расположения электрооборудования комплекса томатногосока
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Создание энергосистем иобъединение их между собой на огромных территориях стало основным направлениемразвития электроэнергетики мира в 20 веке. Это обусловлено отличительнойособенностью отрасли, в которой производство и потребление продукции происходятпрактически одновременно. Невозможно накопление больших количествэлектроэнергии, а устойчивая работа электростанции и сетей обеспечивается вочень узком диапазоне основных параметров режима. В этих условиях надежноеэлектроснабжение от отдельных электростанций требует резервирование каждойстанции, как по мощности, так и по распределительной сети.
Известно, чтообъединенная работа энергосистем позволяет уменьшить необходимую установленнуюмощность в основном за счет разновременности наступления максимумовэлектрической нагрузки объединения, включая и поясной сдвиг во времени,сокращения необходимых резервов мощности вследствие малой вероятностиодновременной крупной аварии во всех объединяемых системах.
Кроме того, удешевляетсястроительство электростанций за счет укрупнения их агрегатов и увеличениядешевой мощности на ГЭС, используемой только в переменной части суточногографика электрической нагрузки. В объединении может быть обеспеченорациональное использование энергомощностей и энергоресурсов за счет оптимизациирежимов загрузки различных типов электростанций.
Но главным преимуществомэнергообъединения является возможность широкого маневрирования мощностью иэлектроэнергией на огромных территориях в зависимости от реально складывающихсяусловий. Дополнительное электросетевое строительство, связанное с созданиемэнергообъединений, не требует больших затрат, так как при их формированиииспользуются в основном линии электропередачи, необходимые для выдачи мощностиэлектростанций, а затраты на них с лихвой окупаются удешевлением строительствакрупной электростанции по сравнению с несколькими станциями меньшей мощности.И, следовательно, только объединенная работа энергосистем позволяет обеспечитьболее экономичное, надежное и качественное электроснабжение потребителей.
Однако параллельнаяработа энергосистем на одной частоте требует создания соответствующих системуправления их функционированием, включая и противоаварийное управление, а такжекоординации развития энергосистем. Это обусловлено тем, что системные аварии вбольшом объединении охватывают огромные территории и при современной «глубине»электрификации жизни общества приводят к тяжелейшим последствиям и огромнымущербам.
Поскольку электроэнергия«не складируется», при возникновении дефицита она не может быть свободнокуплена на мировом рынке и доставлена в любое место, как и другие продукты итовары. Поэтому обеспечение надежного и экономичного электроснабжения требуетзаблаговременного начала строительства новых генерируемых источников иэлектрических сетей, так как энергетические объекты весьма дороги и трудоемки.При этом необходимо обеспечить рациональный состав этих источников поиспользуемым энергоресурсам, их основным техническим характеристикам; ихрегулировочным возможностям в суточном, недельном и годовом разрезе, а также ихразмещение.
Для этого необходимакоординация развития энергосистем и энергообъединений путем прогнозирования,как на долгосрочную, так и на краткосрочную перспективу, которое должнопериодически повторяться. Последнее обусловлено тем, что все исходные данныедля прогнозирования весьма неопределенны даже в условиях плановой экономикистраны. Очевидно, что в условиях рыночной экономики эта неопределенностьмногократно возрастает.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1 Краткаяхарактеристика электрооборудования ТП
Комплекс томатного сока(КТС) предназначен для производства томатного сока из исходного сырья (томатов).
КТС имеет технологическийучасток, в котором установлены поточные линии, а также вспомогательные ибытовые помещения.
Электроснабжение (ЭСН)осуществляется от собственной комплектной трансформаторной подстанции (КТП)10/0,4 кВ, которая подключена и приемному пункту предприятия.
Все электроприемники побесперебойности ЭСН – 2 категории.
В проектируемом томатномцехе выбран один трансформатор с коэффициентом загрузки Кз=0,7 типаТСЗ 160/10. Данный выбор обусловлен преобладанием нагрузок 2 категории и наибольшейэкономичностью.
На стороне 10 кВтрансформатора установлены разъединитель РВЗ-10/400 IУЗ, предохранитель ПКТ 101-10-10-31,5 УЗ.
Защита от токов короткогозамыкания на стороне 0,4 кВ выполнена автоматическим выключателем серииВА51Г-25.
Распределительная сетьвыполнена шинопроводом марки ШМА 73 УЗ, двумя распределительными шинопроводамимарки ШРА-1 и ШРА-2, также распределительным шкафом серии ПР85. Соединение сэлектроприемниками осуществляется проводами марки АПРН. Соединение шинопроводови распределительного шкафа осуществляется кабелем АВРГ.
1.2 Ведомостьэлектрических нагрузок
Проект выполнен дляэлектроснабжения ЭО комплекса томатного сока. Электроснабжение осуществляетсяот собственной ГПП, подключенного к подстанции глубокого ввода комплекса (ГВК).Комплектная трансформаторная подстанция 10/0,4 кВ расположена внутри цеха.
Таблица 1.1 Переченьэлектрооборудования комплекса томатного сока№ п/п Наименование электроприемников Кол-во ЭП, шт Мощ-ть одного ЭП, кВт Общая уст-ая мощ-ть, кВт 1, 24 Конвейеры ленточные сортировочные 2 0,75 1,5 2, 3, 25, 26 Унифицированные вентиляторные моечные машины 4 4,1 16,4 4, 27 Конвейеры роликовые сортировочные 2 1,8 3,6 5 Станки токарные 1 8,5 8,5 6, 7 Станки шлифовальные 2 3,6 7,2 8 Станки сверлильные (1-фазный) 1 1,5 4,5 9, 10 Вентиляторы 2 4,5 9 11, 17, 23, 28 Электрические подъемники передвижные ПВ=25% 4 3,2 10,24 12, 18  Элеваторы подачи томатов в дробилку 2 0,75 1,5 13, 19 Установки дробления томатов 2 4,5 9 14, 20 Подогреватели дробленой томатной пасты 2 6 12 15, 21 Установки экстракторные 2 9 18 16, 22 Установки разлива сока с подогревов 2 3 6 Всего: 28 21,2 107,44

2. РАСЧЕТНО — ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Определениерасчетной электрической нагрузки от силовых
электроприемников нашинах 0,38 кВ цеховых ТП
1. Приводим мощности ЭП,работающих повторно кратковременном режиме работы к длительным режимам работыпри ПВ=100%.
1.1Электрическиеподъемники передвижные ПВ=25%.
/> (2. 1)
Рп –паспортная мощность, кВт
ПВ – повторное включение,%
/>
1.2 Однофазные ЭП к 3-хфазным.
Сверлильный станок 1фазный
 Рном= 3Рном.ф.Р3ф=/>
2.Определяемсреднесменную активную мощность за максимально загруженную смену:
/>, кВт (2.2)
/>
3. Определяем суммарнуюполную мощность.
/> (2. 3)
/>
4. Определяем коэффициентсиловой сборки m:
/> /> (2. 4)
5. Определяем среднийкоэффициент использования:
/> (2. 5)
/>
6. Определяем эффективноечисло ЭП, учитывая что m >3, а
 /> то
/> (2. 6)
/>
7. Определяем коэффициентмаксимума:
/> [1., с. 55, таб. 2.15]
8. Определяеммаксимальную активную мощность:

/> (2.7)
/>
9Определяем среднесменнуюреактивную мощность:
/> (2.8)
/>
10. Определяеммаксимальную реактивную мощность
/>, то />
11. Определяем полнуюмаксимальную мощность:
/> (2. 9)
/>
12. Определяеммаксимальный ток нагрузки.
/> /> (2. 10)

2.2 Расчет и выборкомпенсирующегоустройства
Активная энергия,потребляемая электроприемниками, преобразуется в другие виды энергии:механическую, тепловую, энергию сжатого воздуха и т.п. Определенный процентактивной энергии расходунтся на потери. Реактивная мощность Q не связана с полезной работой ЭП ирасходуется на создание электромагнитных полей в электродвигателях,трансформаторах, линиях.
В цепи переменного тока,имеющей чисто активную нагрузку, ток совпадает по фазе с приложеннымнапряжением. Если в цепь включены электроприемники, обладающие активным ииндуктивным сопротивлением (АД, сварочные и силовые трансформаторы), то токбудет отставать от напряжения на некоторый угол φ, называемый углом сдвигафаз (Рисунок 2.1). Косинус этого угла называется коэффициентом мощности.
/>
Рисунок 2.1 Векторныедиаграммы
Из рисунка 2.1 видно, чтос увеличением активной составляющей тока Iа и при неизменной величине реактивной составляющей Iр, угол φ будет снижаться, следовательно, значениеcosφ будет увеличиваться. Наоборот,при неизменной величине Iа с увеличением реактивнойсоставляющей тока Iр, угол φ будет увеличиваться, азначение cosφ будет снижаться.
Генераторы переменноготока и трансформаторы характеризуются номинальной мощностью Sном. Электроприемники характеризуютсяноминальной активной мощностью Pном и cosφ. Полная мощность источника согласновекторной диаграмме
/> (2.11)
Если нагрузка источникатолько активная, т.е. φ=0, а cosφ=1, то S=P и наибольшая активная мощностьэлектроприемников может быть равна номинальной мощности источника. Если cosφ=0,8, то P=0,8Sном. Таким образом, величина cosφ характеризует степень использованиямощности источника. Чем выше cosφ электроприемников, тем лучше используются генераторы электростанций и ихпервичные двигатели; наоборот, чем ниже cosφ, тем хуже используютсяэлектрооборудование подстанций и электростанций и всех других элементовэлектроснабжения.
Компенсация реактивноймощности, или повышение cosφ электроустановок, имеет большое народно-хозяйственное значение иявляется частью общей проблемы КПД работы систем электроснабжения и улучшениякачества отпускаемой потребителю электроэнергии.
Повышение cosφ, или уменьшение потребленияреактивной мощности элементами системы электроснабжения, снижает потериактивной мощности и повышает напряжение; кроме того, увеличивается пропускнаяспособность элементов электроснабжения.
Величина cosφ задается энергоснабжающей организациейи находится в пределах cosφэ=0,92
Для повышениякоэффициента мощности потребителей электроэнергии предполагается провестиследующие мероприятия, которые не требуют применения специальных компенсирующихустройств:
1.Упорядочение всеготехнологического процесса, что приводит к улучшению энергетического режимаоборудования, а следовательно, и к повышению коэффициента мощности;
2.Переключение статорныхобмоток асинхронных двигателей с треугольника на звезду, если их нагрузкасоставляет менее 40%;
3.Устранение режимаработы асинхронных двигателей без нагрузки (холостого хода) путем установкиограничителей холостого хода;
4.Замена малозагруженныхдвигателей меньшей мощности при условии, что изъятие избыточной мощности влечетза собой уменьшение суммарных потерь активной энергии в двигателе и энергосистеме;
5.Замена асинхронныхдвигателей синхронными двигателями той же мощности, где это возможно потехнико-экономическим соображениям;
6. Повышение качестваремонта двигателей с сохранением их номинальных данных.
В качествекомпенсирующего устройства в курсовом проекте применяется комплектнаяконденсаторная установка напряжением 0,38 кВ, что обусловлено следующимипреимуществами:
1.Небольшие потериактивной энергии в конденсаторах;
2.Простота монтажа иэксплуатации;
3.Возможность легкогоизменения мощности комплектной конденсаторной установки в результате увеличенияили уменьшения числа конденсаторов в фазе;
4.Возможность легкойзамены поврежденного конденсатора;
Недостатки комплектнойконденсаторной установки:
1.Конденсаторынеустойчивы к динамическим усилиям, возникающим при коротких замыканиях;
2.При включенииконденсаторной установки возникают большие пусковые токи до 10Iном;
3.После отключенияконденсаторной установки от сети на ее шинах остается заряд, который может бытьопасен для обслуживающего персонала;
4.Конденсаторы весьмачувствительны к повышению напряжения (повышение напряжения допускается неболее, чем на 10% от номинального);
5.После пробоядиэлектрика конденсаторы довольно трудно ремонтировать, чаще всего ихприходится заменять новыми.
/>
Рисунок 2.2 Присоединенияконденсаторов к шинам на напряжение 0,38 кВ, где HL – лампа накаливания служит для разряда конденсаторныхбатареек.
1.  Рассчитываем />
/>(2.12)
/>
2. Рассчитываем мощностькомпенсирующего устройства
/>(2,13)
/>
/>(2,14)

/>
/>(2,15)
/>
Подбираем стандартныезначение мощности каждой батарее и тип ее по таблице:
КЭ1-0,38-20-2У1 (ЗУ1)Sном=20 кВАр. [2, с 382, табл 6,21]
3Рассчитываем полнуюмаксимальную мощность с учетом мощности каждой батарее
/>(2,16)
/>
4. Определяем коэффициентмощности />
/>(2,17)
/>
2.3 Выбор напряжения исхемы питания силовых и осветительных
нагрузок цеха
Питание линииосветительной сети присоединяют к групповым щиткам через установленные на нихаппараты защиты и управления. Групповые щитки устанавливают в местах доступныхдля обслуживания. В отдельных производствах, где перегрев питания освещениянедопустим, а также где требуется эвакуация рабочих, применяют питаниегрупповых щитков аварийного освещения от двух источников.
Учитывая особенностирадиальных и магистральных сетей, обычно применяют смешанные схемыэлектрических сетей в зависимости от характера производства, условий окружающейсреды и т. д. Например, в механических цехах машиностроительной
промышленности присистеме блока «трансформатор — магистраль» электроснабжение выполняютмагистральным шинопроводом ШМА, к которому присоединяют распределительныешинопроводы ШРА. На некоторых участках цеха устанавливают распределительные пунктыдля питания электроприемников, которые присоединяют к ближайшим магистральнымили распределительным шинопроводам.
Подключение ШМА краспределительным устройствам КТП (шкафам) подстанции производится «напрямую» иличерез присоединительные секции ШМА.
Присоединениераспределительных шинопроводов к КТП производится кабелем или проводом, которыйподводится к вводной коробке ШРА.
Осветительные нагрузкицехов при радиальных схемах силовой сети питаются отдельными линиями от щитовподстанций; при магистральных схемах и схемах подстанций, выполненных посистеме блока «трансформатор — магистраль», — от головных участков магистралей.
В крупных цехах прирадиальной или магистральной схеме от щита подстанции до распределительногощита, установленного в цехе, прокладывают самостоятельную осветительную сеть,которую называют, так же как и в силовых сетях, питающей. От распределительныхщитов осуществляется питание групповых щитков. В небольших цехахраспределительные щиты можно не устанавливать, а питающую сеть от источникапитания подводить непосредственно к групповым щиткам.
Выбор напряжения выше 1кВ производится в зависимости от мощности электроустановок предприятияодновременно с выбором всей схемы электроснабжения. Для питания предприятиямалой мощности и в распределительных сетях внутри предприятия используютсянапряжения 6-10 кВ. Причем напряжения 10 кВ большинстве случаев является болеепредпочтительным. Напряжение 6 кВ целесообразно тогда, когда нагрузки и ТПпредприятия получают питание от шин генераторов промышленной ТЭЦ, а предприятиена минимальное напряжение.
При проектировании новыхи реконструкций действующих промышленных предприятий следует стремиться кликвидации напряжения 6 и 35 кВ путем перевода существующих сетей 6 кВ нанапряжение 10 кВ и создание питающих сетей – напряжением 110-220 кВ вместосетей 35 кВ.
Для внутрицеховых сетейнаиболее распространение имеет напряжение 380/220 В, основным преимуществомкоторого является возможность совместного питания силовых и осветительных ЭП.Наибольшая единичная мощность трехфазных ЭП, получающих питания питание отсистемы напряжений 380/220 В, как правило, не должна превышать 220-250 кВт,допускающих применение компенсирующей аппаратуры на ток 630 А.
Исходя, из вышесказанногона высокой стороне трансформатора используется напряжение 10/0,4 кВ.
В данном курсовом проектена стороне 10 кВ трансформатора установлены: разъединитель, предохранитель,трансформатор тока и напряжения. На стороне 0,4 кВ установлен автоматический выключатель.
Разъединитель — этокоммутационный аппарат, предназначенный для коммутации цепи без тока; длясоздания надежного видимого разрыва цепи для обеспечения безопасного проведенияремонтных работ на оборудовании и токоведущих частях электроустановки.
Предохранитель- это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключениязащищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущихчастей под действием тока, превышающего определенное значение.
Трансформатор напряжения предназначендля отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепей высокогонапряжения.
Трансформатор токапредназначен для понижения первичного тока до стандартной величины (5 или 1 А)и для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокогонапряжения.
Автоматическийвыключатель — это контактный коммутационный аппарат (электротехническое илиэлектроустановочное устройство), способный включать, проводить и отключать токипри нормальном состоянии электрической цепи, а также включать, проводить втечение определённого устанавливаемого времени и отключать токи в определённоманомальном состоянии цепи электрического тока. Автоматический выключательпредназначен для защиты кабелей, проводов и конечных потребителей от перегрузкии короткого замыкания.
2.4 Расчет и выборчисла мощности цеховых трансформаторов
Выбор типа, числа и схемпитания подстанций должен быть обусловлен величиной и характером электрическихнагрузок, размещением нагрузок на генеральном плане предприятия, а также производственными,архитектурно-строительными и эксплуатационными требованиями.
ТП должны размещаться какможно ближе к центру размещения потребителей. Для этого должны применятьсявнутрицеховые подстанции, а также встроенные в здание цеха или пристроенные к немуТП, питающие отдельные цехи (корпуса) или части их.
ТП должны размещаться внецеха только при невозможности размещения внутри его или при расположении частинагрузок вне цеха.
Однотрансформаторныецеховые подстанции применяются при питании нагрузок, допускающих перерывэлектроснабжения на время доставки «складского» резерва, или прирезервировании, осуществляемом по перемычкам на вторичном напряжении.
Двухтрансформаторныецеховые подстанции применяются при преобладании потребителей 1-й и 2-йкатегорий, а также при наличии неравномерного суточного или годового графиканагрузки.
Цеховые подстанции счислом трансформаторов более двух используются лишь при надлежащем обоснованиинеобходимости их применения, а также в случае установки раздельныхтрансформаторов для питания силовых и осветительных нагрузок.
Радиальное питаниенебольших однотрансформаторных подстанций (до 630 кВ • А) производят поодиночной радиальной линии без резервирования на стороне высшего напряжения приотсутствии нагрузок 1-й категории.
Взаимное резервирование вобъеме 25-30% на однотрансформаторных подстанциях следует осуществлять припомощи перемычек на напряжении до 1000 В (при схеме «трансформатор—магистраль»)для тех отдельных подстанций, где оно необходимо.
При выборе числа имощности трансформаторов подстанций рекомендуется:
трансформаторы мощностьюболее 1000 кВ-А применять при наличии группы электроприемников большой мощности(например, электропечей) или значительного числа однофазных электроприемников,а также при наличии электроприемников с частыми пиками нагрузки (например,электросварочных установок) и в цехах с высокой удельной плотностью;
стремиться к возможнобольшей однотипности трансформаторов цеховых подстанций;
при двухтрансформаторныхподстанциях, а также при однотрансформаторных подстанциях с магистральнойсхемой электроснабжения мощность каждого трансформатора выбирать с такимрасчетом, чтобы при выходе из строя одного трансформатора оставшийся в работетрансформатор мог нести всю нагрузку потребителей 1-й и 2-й категорий (с учетомдопустимых нормальных и аварийных нагрузок); при этом потребители 3-й категориимогут временно отключаться.
Для этого номинальнаямощность трансформаторов двухтрансформаторной подстанции принимается равной 70%от общей расчетной нагрузки цеха. Тогда при выходе из строя одного изтрансформаторов второй на время ликвидации аварии оказывается загруженным неболее чем на 140%, что допустимо в аварийных условиях.
Ориентировочно выборчисла и 'мощности трансформаторов может производиться по удельной плотностинагрузки (кВА/м2) и полной расчетной нагрузке объекта (кВА).
Число и мощностьтрансформаторов выбираются с учетом перегрузочной способности трансформатора.
1.Задаемся количествомтрансформаторов «n» в зависимостиот мощности и категории ЭП.
U=10-0.4 кВ, II категория, S ‘max= 73.44 кВА, Кз=40%., n = 1.
2.В зависимости от этихже величин задаемся коэффициентом загрузки Кз=0,7.
3.Определяем расчетныезначения мощности трансформатора
/>(2.18)
/>
где S ‘max – мощность с учетом компенсации.
Находим стандартныезначения номинальной мощности трансформатора и тип трансформатора в таблице
Sном=160 КВА ТСЗ160/10 [2, с 120, табл3,3]
4. Проверяем выбранныйтрансформатор по Кз
/>(2,19)
/>
2.5 Расчет и выборраспределительной сети 0,38 кВ
2.5.1 Расчет и выборзащитной аппаратуры
Электрическиепредохранители (Автоматы) предназначены для автоматического отключения нагрузкиот электрической сети при перегрузках в сети или короткого замыкания.
Автоматы снабженыспециальным исполнительным механизмом расцепителем, который непосредственноосуществляет размыкание электрической цепи. Большинство этих современныхбытовых устройств – комбинированные. Они имеют электромагнитный и тепловойрасцепитель, и могут одновременно защитить и от перегрузки сети, и от короткогозамыкания.
Электромагнитныйрасцепитель – это электромагнит, способный защитить цепь от короткогозамыкания, когда ток мгновенно возрастает до критических значений, в 5-10 разпревышающий номинальные показатели. Автомат при этом должен отключить цепь завремя порядка 0,01 секунды.
Тепловой расцепитель –биметаллическая пластина, изменяющая свою форму при нагреве. Этот элементпредупреждает критические перегрузки, сопровождающиеся значительным разогревомпроводников, оплетка которых может воспламенится.
Важно отметить, чтономинал автомата выбирается исходя из допустимой токовой нагрузки проводников.То есть, должно быть достигнуто соответствие характеристик автомата и сеченийпроводников той потребляемой мощности, которая заложена в проектеэлектроустановки.
1. Выбираемавтоматический выключатель к распределительному шинопроводу ШРА-1.
 />(2,20)/>(2,21)
/>(2,22)
/>(2,23)
/>
/>(2,24)
/>
/>, n – берем равное 3.
50А /> 45,78А
150А /> 1,25 101=126,25А
Выбираем автомат ВА51Г-25
2. Выбираем кабель краспределительному шинопроводу ШРА-1
. />(2,25)
/>, Iзащ = Iэ(2,26)
Кзащ=1[1, с 46, табл 2,10]
60А />45,79 А
60А />1 50 А
Выбираем 4-х жильныйкабель сечением (16x3+1x10) АВРГ.
3. Выбираемавтоматический выключатель к распределительному шинопроводу ШРА-2.
/>
/>
/>, n – берем равное 3.
50А /> 45,78А
150А /> 1,25 101=126,25А
Выбираем автомат ВА51Г-25
4. Выбираем кабель краспределительному шинопроводу ШРА-2
/> 60А /> 46,3А
 />60А /> 1 50А
Выбираем 4-х жильныйкабель сечением (16x3+1x10) АВРГ.
5. Выбираемавтоматический выключатель к распределительному щиту РЩ.
/>
/>
/>, n – берем равное 7.
 /> 31,5А /> 26,5А
/> 220,5А /> 1,25 78,5=98,13А
Выбираем автомат ВА51-31
6. Выбираем кабель краспределительному щиту РЩ.
/> 60А /> 26,5А
 />60А /> 1 31,5А
Выбираем 4-х жильныйкабель сечением (16x3+1x10) АВРГ.
7. Выбираемавтоматический выключатель к магистральному шинопроводу ШМА
/>
/>
/>, n – берем равное 3.
 /> 125А /> 118,59А
/>375А /> 1,25 36,45=45,56А
Выбираем автомат ВА51-33
2.5.2 Расчет и выборпроводов и кабелей
Ток, проходя попроводнику, вызывает его нагрев. Каждое сечение должно быть рассчитаноопределенную величину тока, которая не допускает нагрева этого проводника. Этовеличина тока называется нормально допустимым током (Iнорм доп), то есть должно соблюдаться условие. Iнорм доп/> Iдл
Кроме этого выбранноесечение проводника должно соответствовать выбранному защитному аппарату, тоесть
 Iнорм доп/>Кзащ Iзащ,

где Iзащ – это номинальное напряжениярасцепителя, Iэ.
Таким образом, условиевыбора сечения записывается
Iнорм доп/> Iдл(2,27)Iнормдоп/>Кзащ Iзащ(2,28)
Для взрыва опасныхпомещений сечение провода увеличивается на 1,25 раза для того, чтобы сделать запассечению и исключить перегрев.
Iнорм доп/> 1,25 Iдл
Iнорм доп/>Кзащ Iзащ
Для взрыва опасныхпомещений выбираем только медные проводники.
1. Выбираемавтоматический выключатель к ЭП1 – конвейер ленточный сортировочный.
 Iэ /> Iдл (2,29)
Iср. р/> 1,25 Iкр(2,30)
/>/>
/>
/>
/>
/>
/>

/>
 6,3А /> 1,52А
 18,9А /> 1,25 3,84=4,8А
Выбираем автомат ВА51-31
2. Выбираем провод к ЭП1.
Iнорм доп/> Iдл65А /> 1,52А
Iнорм доп/>Кзащ Iзащ65А /> 6,3 1= 6,3А
Выбираем провод сечение(10х3+1х6) АПРН.
2.5.3 Расчет и выборраспределительных шкафов и шинопроводов
Шинопроводом – называетсяжесткий токопровод заводского изготовления напряжением до 1кВ, поставляемыйкомплектными сексиями.
Шинопроводом применяютсядля питания электроприемников одной технологической линии (например, сборочныйконвейер), сосредоточенного большого числа электроприемников, выделенных вгруппу. Для удобства эксплуатации шинопроводы прокладываются над оборудованием,крепятся стойках или на тросах на высоте 2,5-3 м.
Шинопроводы по исполнениюмогут быть:
˜ Открытыми
˜ Шины наизоляторах
˜ Защищенными
˜ Закрытые
˜ Комплектныешинопроводы.
Электроприемникиподключаются к ответвленным коробкам, равномерно распределенными по длинешинопроводов.
Распределительныешинопроводы с алюминовыми шинами типа ШРА предназначены для распределенияэлектроэнергии между электроприемниками. Шинопроводы ШРМ 75 и предназначен дляиспользования в четырехпроводных сетях с напряжением 0,38 кВ, а так же вкачестве осветительного.
Распределительные шкафы.На участках цеха для распределения электроэнергии, поступающей по питающимлиниям, между группами силовых электроприемников, ус-танавливаютсяраспределительные силовые шкафы.
При питании отмагистральных шинопроводов одновременно силовых и осветительных нагрузокуказанная предельная длина шинопроводов снижается примерно в 2 раза.
При магистральной схемеЭП могут быть подключены в любой точке магистрали.
Рассчитываемраспределительный шинопровод ШРА-1

Таблица 2.2 № Наименование Установленная мощность при ПВ=100%
Коэффиц.
использ.
Ки
/> Одного ЭП. 1 Конвейеры ленточные сортировочные 0,75 0,5 0,75 2,3 Унифицированные вентиляторные моечные машины 4,1 0,46 0,65 4 Конвейеры роликовые сортировочные 1,8 0,5 0,75 11
Электрические подъемники передвижные
ПВ=25% 3,2 0,05 0,5 12 Элеваторы подачи томатов в дробилку 0,75 0,56 0,75 13 Установки дробления томатов 4,5 0,54 0,8 14 Подогреватели дробленой томатной пасты 6 0,5 0,35 15 Установки экстракторные 9 0,6 0,78 16 Установки разлива сока с подогревов. 3 0,6 0,78
1. Определяемсреднесменную активную мощность за максимально загруженную смену:
/>
/>
1.2 Определяем суммарнуюполную мощность.
/>
/> 
1.3 Определяемкоэффициент силовой сборки m:
/> />

1.4 Определяем среднийкоэффициент использования:
/> /> 
1.5 Определяемэффективное число ЭП, учитывая что m > 3, а /> то
/> 
/>
1.6 Определяемкоэффициент максимума nэ=8, Ки=0,51:
/> [1., с. 55, таб. 2.15]
1.7 Определяеммаксимальную активную мощность:
/> 
/>
1.8 Определяемсреднесменную реактивную мощность:
/> 
/>
1.9 Определяеммаксимальную реактивную мощность
/>, то />
1.10 Определяем полную максимальную мощность:

/> 
/>
1.11 Определяеммаксимальный ток нагрузки.
/> 
/>
2. Рассчитываемраспределительный шинопровод ШРА-2
Таблица 2.3№ Наименование Уст-ая мощ-ть при ПВ=100%
Коэффиц.
использ.
Ки
/> Одного ЭП.
17,23
28
Электрические подъемники передвижные
ПВ=25% (3,2) 1,6 0,05 0,5 18 Элеваторы подачи томатов в дробилку 0,75 0,56 0,75 19 Установки дробления томатов 4,5 0,54 0,8 20 Подогреватели дробленой томатной пасты 6 0,5 0,95 21 Установки экстракторные 9 0,6 0,78 22 Установки разлива сока с подогревов 3 0,6 07,8  Всего: 24,85 2,85 4,56
2.1 Определяемсреднесменную активную мощность за максимально загруженную смену:
/>

/>
2.2 Определяем суммарнуюполную мощность.
/>
/>
2.3 Определяемкоэффициент силовой сборки m:
/> />
2.4 Определяем среднийкоэффициент использования:
/> 
/> 
2.5 Определяемэффективное число ЭП, учитывая что m > 3, а /> то
/> 
/>
2.6 Определяемкоэффициент максимума nэ=9, Ки=0,5:
/> [1., с. 54, таб. 2.13]
2.7 Определяеммаксимальную активную мощность:
/> 
/>
2.8 Определяемсреднесменную реактивную мощность:
/> 
/>
2.9 Определяеммаксимальную реактивную мощность
/>, то />
2.10 Определяем полнуюмаксимальную мощность:
/> 
/>
2.11 Определяеммаксимальный ток нагрузки.
/> 
/>
3. Рассчитываемраспределительный щит РЩ

Таблица 2.4№ Наименование Уст-ая мощ-ть при ПВ=100%
Коэффиц.
использ.
Ки
/> Одного ЭП. 5 Станки токарные 8,5 0,12 0,4 6,7 Станки шлифовальные 3,6 0,12 0,4 8 Станки сверлильные (1-фазный) (1,5) 4,5 0,12 0,4 9,10 Вентиляторы 0,6 0,6 0,8  Всего: 17,2 0,96 2
3.1 Определяемсреднесменную активную мощность за максимально загруженную смену:
/>
/>
3.2 Определяем суммарнуюполную мощность.
/>
/> 
3.3 Определяемкоэффициент силовой сборки m:
/> />
3.4 Определяем среднийкоэффициент использования:
/> /> 
3.5 Определяемэффективное число ЭП, учитывая что m > 3, а
/> то
/> 
/>
3.6 Определяемкоэффициент максимума:
/> [1., с. 54, таб. 2.13]
3.7 Определяеммаксимальную активную мощность:
/> 
/>
3.8 Определяемсреднесменную реактивную мощность:
/> 
/>
3.9 Определяеммаксимальную реактивную мощность
/>, то />
3.10 Определяем полнуюмаксимальную мощность:
/> 
/>
3.11 Определяеммаксимальный ток нагрузки.
/> 
/>
Выбираемраспределительный пункт типа ПР 85. [3, с.186, табл.А.7]
4. Рассчитываеммагистральный шинопровод ШМА:
/>
/>
Выбираем ШМА-1600 сноминальным током Iном=1600, А
2.6 Расчет токовкороткого замыкания
Коротким замыканием (КЗ)называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальнымрежимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки междусобой или землей, при котором токи в ветвях электроустановки резко возрастают,превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима (ГОСТ 26522—85).
В системе трехфазногопеременного тока могут быть замыкания между тремя фазами — трехфазные КЗ, междудвумя фазами — двухфазные КЗ
Возможно двойноезамыкание на землю в различных, но электрически связанных частяхэлектроустановки в системах с незаземленными или резонансно-заземленныминейтралями.
Причинами короткихзамыканий могут быть: механические повреждения изоляции — проколы и разрушениекабелей при земляных работах; поломка фарфоровых изоляторов; падение опорвоздушных линий; старение, т.е. износ, изоляции, приводящее постепенно кухудшению электрических свойств изоляции; увлажнение изоляции; перекрытие междуфазами вследствие атмосферных перенапряжений.
Некоторые КЗ являютсяустойчивыми, условия возникновения их сохраняются во время бестоковой паузыкоммутационного аппарата, т.е. после снятия напряжения с электроустановки. Кним относятся КЗ вследствие механических повреждений, старения и увлажненияизоляции.
Условия возникновениянеустойчивых КЗ самоликвидируются во время бестоковой паузы коммутационногоаппарата.
Последствиями короткихзамыканий являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижениенапряжения в отдельных точках системы. Дуга, возникшая в месте КЗ, приводит кчастичному или полному разрушению аппаратов, машин и других устройств.Увеличение тока в ветвях электроустановки, примыкающих к месту КЗ, приводит кзначительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы, наобмотки электрических машин. Прохождение больших токов вызывает повышенный нагревтоковедущих частей и изоляции, что может привести к пожару в распределительныхустройствах, в кабельных сетях и других элементах энергоснабжения.
Ток КЗ зависит отмощности генерирующего источника, напряжения и сопротивления короткозамкнутойцепи. В мощных энергосистемах токи КЗ достигают нескольких десятков тысячампер, поэтому последствия таких ненормальных режимов оказывают существенноевлияние на работал электрической установки.
Для уменьшенияпоследствий коротких замыканий необходимо как можно быстрее отключитьповрежденный участок, что достигается применением быстродействующихвыключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени. Немаловажнуюроль играют автоматическое регулирование и форсировка возбуждения генераторов,позволяющие поддерживать напряжение в аварийном режиме на необходимом уровне.Все электрические аппараты и токоведущие части электрических установок должныбыть выбраны таким образом, чтобы исключалось их разрушение при прохождении поним наибольших возможных токов КЗ, в связи, с чем возникает необходимостьрасчета этих величин.
/>
Рисунок 2.3 Расчетнаясхема Рисунок 2.4 Схема замещения
1 Определяемсопротивления элементов электрической цепи. Принимаем Sб=100 мВА.
1.1. />(2,31)
 />
2.2 Кабельные линии

 />(2,32)
/>
2.3 Трансформаторы
/>(2,33)
/>
2. Определяем токовКЗ в данном частке К1:
.
/>(2,34)
 />(2,35)
 />
 />А
2.2 В точке К2
/>; /> /> 
RТА=0,2 мОмХТА=0,3 мОм [3, с61, табл 1,92]
RТ=16,6 мОм ХТ=41,7 мОм [3, с 65, табл 7,1]
RМ=0,475 мОмХМ=0,295 мОм[4, с 155, табл 7,2]
Rа=0,40 мОмХа=0,5 мОм
/>; />, Iэ=250 А.
Выбираем автоматВА51-35[3, с 185, табл А6]
Шины (25х3) мм, Iном=265 А.
/>(2,36)
/>
/>; />
2.3 Сумма сопротивленийшин.
/>(2,37)
/>
/>(2,38)
/>
2.4 Находим полноесопротивление
/>(2.39)

/>
2.5 Определяем ток короткогозамыкания:
/>(2,40)
/>
3 Определяем ударные токив заданных точках Ку=1,8
/>(2,41)
/>
/>
Ку=1,2; />
4 Мощность короткогозамыкания
/>(2,42)
/>
/>
/>

2.7 Расчет и выборпитающего кабеля
Выбор кабеля понапряжению. Кабели надёжно работают при напряжение повышающем номинальноенапряжение на 15%, т.к. рабочее напряжение превышает номинальное на 5-0,1%, топри выборе кабеля по напряжению достаточно.
Uкаб>U, где Uкаб-номинальноенапряжение кабеля
1 Выбираем кабель понапряжению.
Uкаб > Uном; 10,5 > 10 кВ.
2 Выбираем сечение кабеляпо экономической плотности тока.
/> (2,43)
где jэк – максимальная плотность тока А/мм2[1, с.85 табл.2,26]
/>
 /> (2,44)
 />
Полученное сечениеокругляем до ближайшего стандартного по условию: Sрасч >Sэк, выбираем Sэк ст=25 мм2, марка кабеля ААБ-25.
[2, с 400, табл 7,10]
Выбранное сечение кабеляпроверяется:
На допустимую потерюнапряжения. При этом ориентировочно можно считать, что считаются допустимымиследующие потери: а) линии напряжением 6-10 кВ внутри предприятия – 5%.
б) Линии напряжением10-220 В, питающие ГПП предприятия 10%
Необходимо учесть, что вкабельных линиях при любом сечении жил кабеля – активное сопротивление большереактивного и последним можно пренебречь
Тогда выражениеупрощается:
/> (2. 45)
значение R=1,24 [2, с421, табл. 7.28]
 /> (2. 46)
/>, (2. 47)
где cosφ – значениепосле компенсации; l — 0,018х3 = 0,054 м.
/>
/>
Получено значениесоответствует норме.
3На нагрев токаминормального режима:
/>, (2. 49)
где t0–начальная температура прокладки кабеля.
Tдоп –допустимая температура нагрева для данного вида кабеля.
/> 
Iдоп –длительно допустимый ток для данного вида кабелей.
/>
Выбранное сечение кабеляудовлетворяет условию термической стойкости на длительный ток.
4. Проверяем на стойкостькабеля к коротким замыканиям
 />(2,50)
где Iк – ток КЗ в точке на кабеле рассчитанный.
С – коэффициент соответствийразности теплоты выделяемой в проводнике до и после коротких замыканий.
С=85 для кабелей салюминиевыми жилами.
/>
При этом необходимопомнить, что на действие Iкз не проверяют:
а) токоведущие части,защищенные предохранители или высоковольтными токоограничивающимисопротивлениями.
б) жили и кабели кответственным индивидуальным приемникам, в том числе и к цеховымтрансформаторам мощностью 630 кВА и с первичным напряжением 10кВ.
2.8 Расчет и выборвысоковольтного электрооборудования
Разъединитель — этокоммутационный аппарат, предназначенный для коммутации цепи без тока.
Основное назначениеразъединителя — создание надежного видимого разрыва цепи для обеспечениябезопасного проведения ремонтных работ на оборудовании и токоведущих частяхэлектроустановки.
Контактная системаразъединителей не имеет дугогасительных устройств, поэтому отключениенеобесточенной цепи приведет к образованию устойчивой дуги и последующей авариив распределительном устройстве. Прежде чем оперировать разъединителем, цепьдолжна быть отключена выключателем.
Разъединители длявнутренней установки могут быть одно- и трехполюсными. На металлической раме спомощью опорных изоляторов укреплены три полюса разъединителя, объединенныеобщим валом, связанным тягой с приводом.
Контактная система такогоразъединителя имеет неподвижные контакты из медной изогнутой под прямым угломшины, закрепленной на опорном изоляторе, и подвижного контакта — двухполюсногоножа. Пружины, насаженные на стержень, нажимают на стальные пластины, которыесвоим выступом прижимают ножи к неподвижному контакту, уменьшая переходноесопротивление
Кроме главных ножей,разъединитель может быть снабжен заземляющими ножами (типа РВЗ), которыеиспользуют для заземления обесточенных токоведущих частей.
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>Главные и заземляющие ножимеханически сблокированы так, что при включенных главных ножах нельзя включитьзаземляющие ножи.
Разъединители длянаружной установки должны выполнять свои функции в неблагоприятных условияхокружающей среды (низкие температуры, гололед, осадки). В этих условиях надежноработают разъединители горизонтально-поворотного типа РНД. В такихразъединителях нож состоит из двух частей, закрепленных на опорных колонкахизоляторов, которые установлены на раме. Один полюс является ведущим и соединенс приводом тягой. При отключении ручным или электродвигательным приводомосуществляется поворот колонок вокруг своей оси в противоположных направлениях,и ножи перемещаются в горизонтальной плоскости, как бы «ломаясь» на двеполовинки. Такая конструкция ножей позволяет легко разрушить корку льда,которым могут быть покрыты контакты. Шины распределительного устройства присоединенык наконечникам, гибкая связь соединяет их с ножами. Разъединители могут иметьодин или два заземляющих ножа.
Один главный ножразъединителя заканчивается контактом в виде лопатки, другой — в видепружинящих ламелей. Давление в контакте создается пружинами. С помощью гибкойсвязи контакт соединен с ножом.
Трансформатор токапредназначен для понижения первичного тока до стандартной величины (5 или 1 А)и для отделения цепей измерения и защиты от первичных цепей высокогонапряжения.
Трансформаторы тока длявнутренней установки имеют сухую изоляцию с использованием фарфора илиэпоксидной смолы. Трансформаторы с литой эпоксидной изоляцией имеют малыеразмеры и проще по технологии производства.
В КРУ применяютсятрансформаторы тока ТЛМ-6, ТЛМ-10 на первичные токи от 300 до 1500 А. Принебольших первичных токах применяются катушечные трансформаторы тока, у которыхпервичная обмотка имеет много витков (ТПЛ, ТПЛК).
Для схем релейной защитыот замыкания на землю применяются трансформаторы тока ТЗЛ, которые устанавливаютсяна кабель и встраиваются в КРУ.
Трансформатор напряженияпредназначен для отделения цепей измерения и релейной защиты от первичных цепейвысокого напряжения.
Так же как втрансформаторах тока, в трансформаторах напряжения имеется угловая погрешность.
Трансформаторы напряжениямогут иметь классы точности 0,2; 0,5; 3, область применения которых такая же,как для трансформаторов тока.
Вторичная нагрузкаизмерительных приборов и реле не должна превышать номинальную мощностьтрансформатора напряжения, так как это приведет к увеличению погрешностей.
По конструкции различаюттрехфазные и однофазные трансформаторы напряжения. Трехфазные применяются нанапряжения до 10 кВ, однофазные —на любые напряжения до 1150кВ
Предохранитель- это коммутационный электрический аппарат, предназначенный для отключениязащищаемой цепи разрушением специально предусмотренных для этого токоведущихчастей под действием тока, превышающего определенное значение.
1. Выбор трансформаторатока.
Они выбираются пономинальному току и напряжения и проверяется на термическую и динамическуюстойкость токов КЗ. Таблица 2.3 Выбор трансформатора тока.Табличные данные Расчетные данные
/>
/>
Так как ТПЛК-10 с номинальным током/>не проходит по динамической стойкости, то выбираем ТПЛК-10 />
/>
Выбираем трансформатортока типа ТПЛК-10. [2, С 294, табл 5,9 ]
Выбираем разъединитель
Разъединитель выбираетсяпо номинальному напряжению и тока и проверяется на термическую стойкость и надинамическую стойкость

Рисунок 2.5 Выборразъединителя
/>
/>/>
Выбираем разъединительРВЗ-10/400 IУ3
Выбираем предохранитель
Они выбираются пономинальному току и напряжения и проверяется на отключающую способность токовКЗ
Рисунок 2.6 Выборпредохранителя
/>
/>/>
Выбираем предохранительПКТ-101-10-10-31,5 У3
Выбираем трансформаторнапряжения.
TV выбирается по номинальномунапряжению и проверяется на нагрузку вторичной цепи.
Выясним, какие приборыподключаются к силовому трансформатору при U=10 кВ через трансформатор напряжения.
[1, с 321, табл 9,1]
Силовой трансформатор на10/0,4 кВ питает одну хозрасчетную единицу.
Выясним, какую мощностьпотребляет катушка напряжения счетчика активной энергии. /> [2, с 389, табл 6,26]
Проверяем и выбираемтрансформатор напряжения по условию: />
/>; />
Выбираем трансформаторнапряжения для коммерческого учета типа НОМ-10-66 У2[2, с 326, табл 5,13]
2.9 Релейная защита
В электрических сетяхпромышленных предприятий возможно возникновение повреждений, нарушающихнормальную работу ЭУ
Предотвратитьвозникновение аварий можно путем быстрого отключения поврежденного элемента илиучастка сети. Для этой цели ЭУ снабжают автоматически действующими устройствами— релейной защитой (РЗ), являющейся одним из видов противоаварийной автоматики.РЗ может быть предназначена для сигнализации о тепловых, световых, механическихв зависимости от заданных параметров контролируемой величины, времени и др.
Основными требованиями кРЗ являются: быстродействие, селективность, чувствительность и надежность.
Быстродействие. Чембыстрее произойдет обнаружение и отключение поврежденного участка, тем меньшеразрушительное действие аварийного тока на электрооборудование, тем легчесохранить нормальную работу потребителей неповрежденной части ЭУ. Поэтомуэлектрические сети должны оснащаться быстродействующей РЗ. Современныеустройства быстродействующей РЗ имеют время срабатывания 0,02— 0,1 с.
Селективность илиизбирательность. Селективностью РЗ называется ее способность отключать при КЗтолько поврежденный участок или участок, ближайший к месту повреждения,оставляя в работе потребителей, подключенных к неповрежденному участку.Селективное действие РЗ аналогично селективному действию предохранителей. Такимобразом, селективность действия защиты обеспечивает надежное электроснабжениепотребителей.
Чувствительность.Чувствительностью РЗ является ее способность реагировать на самые малыеизменения контролируемого параметра (как правило, тока КЗ и перегрузки) ианормальные режимы работы ЗУ.
Чувствительностьхарактеризует устойчивое срабатывание РЗ при КЗ в защищаемой зоне.Удовлетворение требований чувствительности в современных СЭС встречаетопределенные затруднения, так как при передаче и распределении большихмощностей на большие расстояния токи КЗ в устройствах защиты могут статьсоизмеримыми с максимальными рабочими токами сетей вследствие значительныхпереходных сопротивлений. Это приводит к невозможности применения простых видовзащит и к необходимости переходить на сложные и дорогие защитные устройства.
Надежность работы РЗзаключается в ее правильном и безотказном действии во всех предусмотренных поее назначению случаях. Надежность обеспечивается применением высококачественныхреле, простых и совершенных схем РЗ, тщательным выполнением монтажных работ,должной культурой эксплуатации защитных устройств
В устройствах РЗприменяют различные реле, отличающиеся по принципу действия: электрические,механические, тепловые, полупроводниковые. Электрические реле реагируют наэлектрические величины: ток, напряжение, мощность, частоту, сопротивление, уголсдвига между током и напряжением, угол между двумя токами и двумя напряжениями.Механические реле реагируют на неэлектрические величины: давление, уровеньжидкости и т. п.
По способу включения релеразличают первичные, включаемые непосредственно в схему защищаемого элементацепи, и вторичные, присоединяемые к защищаемому элементу через трансформаторытока напряжения. По способу воздействия исполнительного органа на выключательцепи — реле прямого и косвенного действия. Электрические реле имеют орган,воспринимающий изменение контролируемой величины (как правило, катушка реле), иорган исполнительный, отключающий выключатели, подающий предупредительныйсигнал или замыкающий цепи других реле (как правило, якорь электромагнита иконтакты). Некоторые реле имеют орган замедления (выдержки времени). По принципувоздействия на управляемую цепь реле делятся на контактные и бесконтактныеполупроводниковые. По характеру изменения контролируемой величины релеразделяют на максимальные, срабатывающие при превышении заданного уровняконтролируемой величины; минимальные— при уменьшении ниже заданного уровняконтролируемой величины и дифференциальные, орган замера которых реагирует наразность измеряемых электрических величин.
Защита силовыхтрансформаторов. Выбор защиты трансформаторов зависит от мощности, назначения,места установки и эксплуатационного режима трансформаторов.
Для защитытрансформаторов при их повреждении и сигнализации о нарушениях нормальныхрежимов работы могут применяться следующие типы защит: ДТЗ, МТЗ, ТО, газоваязащита, защита предохранителями.
В качестве основнойзащиты от повреждений на выводах и внутренних повреждений трансформатора приего мощности 6300 кВ-А и выше, как правило, применяется ДТЗ.
В схеме ДТЗ коэффициентчувствительности должен
быть не менее 1,5. Если это требование не удовлетворяется, то для защитысиловых трансформаторов вместо дифференциальных реле РНТ-565 и РНТ-566применяется дифференциальная токовая защита (ДТЗ) с торможением.
В данном курсовом проектерелейная защита трансформатора предусматривается высоковольтным предохранителемтипа ПК.
Высоковольтныепредохранители при установке на них соответствующих плавких вставокобеспечивают защиту трансформатора от внутренних повреждений и межфазныхкоротких замыканиях на выводах.
Защиту от однофазныхзамыканий на землю осуществляют автоматическим выключателем с максимальнымрасцепителем, установленным на стороне низкого напряжения или трансформаторатока ТА на нулевом проводе при прямом присоединении трансформатора с глухозаземленнойнейтралью к шинопроводу.
2.10 Учет и контроль электроэнергии
Расчетным учетомэлектроэнергии называется учет выработанной, а также отпущенной потребителямэлектроэнергии для денежного расчета за нее. Счетчики, устанавливаемые длярасчетного учета, называются расчетными счетчиками (класса 2), с классомточности измерительных трансформаторов — 0,5.
Техническим (контрольным)учетом электроэнергии называется учет для контроля расхода электроэнергииэлектростанций, подстанций, предприятий, зданий. Счетчики, устанавливаемые длятехнического учета, называются контрольными счетчиками (класса 2,5) с классомточности измерительных трансформаторов — 1.
При определении активнойэнергии необходимо учитывать энергию: выработанную генераторами электростанций;потребленную на собственные нужды электростанций и подстанций; выданнуюэлектростанциями в распределительные сети; переданную в другие энергосистемыили полученную от них; отпущенную потребителям и подлежащую оплате.
Расчетные счетчики активнойэлектроэнергии на подстанции энергосистемы должны устанавливаться:
1) для каждой отходящейлинии электропередачи, принадлежащей потребителям;
2) для межсистемных линийэлектропередачи—по два счетчика со стопорами, учитывающих полученную иотпущенную электроэнергии;
3) на трансформаторахсобственных нужд;
4) для линий хозяйственныхнужд или посторонних потребителей (поселок и т. п.), присоединенных к шинамсобственных нужд.
Расчетные счетчикиактивной электроэнергии на подстанциях потребителей должны устанавливаться:
1) на вводе (приемномконце) линии электропередачи в подстанцию;
2) на стороне ВНтрансформаторов при наличии электрической связи с другой подстанциейэнергосистемы;
Схема подключениясчетчиков типа ПСЧ-4 к трехфазной сети.
/>
Рисунок 2.7 Подключениесчетчиков к трехфазной сети с помощью трех трансформаторов тока и трехтрансформаторов напряжения ( пунктиром показано цепь «0» для четырехпроводнойсети.)
Счетчик электрическойэнергии статический, трехфазной, трехтрансформаторный, универсальный ПСЧ-4.Предназначен для учета прихода и расхода активной энергии в трех- ичетырехпроводных сетях переменного тока номинальной частоты 50Гц, а также дляпередачи по линиям связи информационных данных на центральный пункт сбораинформации энергосистемы.
Счетчик обеспечиваетвысокую точность измерения энергии в сетях со значительными отклонениями тока инапряжения.
При подаче сетевогонапряжения и помещениях нагрузки, световой индуктор режима работы счетчикадолжен менять показания пропорционально величине потребляемой электрическойэнергии.
В курсовом проектепредполагается коммерческий учет активной энергии. Счетчик ПСЧ-4 устанавливаютна линии отходящих от трансформаторной подстанции напряжением 0,38 кВ ипитающей отдельные участки цеха.
2.11 Расчет защитногозаземления
Защитное заземление –заземление частей электроустановки с целью обеспечения электробезопасности.
Зона растекания – областьземли, в пределах (зоны растекания) который возникает заметный градиентпотенциала при стекание тока с заземлителя.
Изолированный нейтраль –нейтраль, трансформатора или гениратора, не присоединенная к заземлениюустройству или присоединенная к нему через приборы сигнализации и другихустройства, имеющие большое сопротивление.
Искусственное заземление– заземлитель, специально выполненный для цепей заземления.
Магистральная заземленияили зануления – заземляющей или зануляющий нулевой защитный проводник с двумяответвлениями или более.
Нулевой защитный провод вэлектроустановках до 1000 В – проводник, соединяющий или глухозаземленнымивыводами источников однофазного или постоянного тока.
Нулевой рабочий проводникв электроустановках до 1000 В проводник, использующий для питанияэлектроприемников или глухозаземленными выводами источников однофазного илипостоянного тока. В указанных электроустановках нулевой рабочий провод можетвыполнять функции нулевого защитного проводника.
Рабочее заземление сети –соединение с землей некоторых точек сети со следующей целью: снижение уровняизоляции элементов электроустановки, эффективная защита сети разрядниками отатмосферных перенапряжений, снижение коммутационных перенапряжений, упрощениерелейной защиты от однофазных коротких замыканий, возможность удержанияповрежденной линии в работе.
В качестве искусственных заземлителейприменяют вертикально забитые в землю отрезки угловой стали длиной 2,5-3 м и горизонтальнопроложенные круглые и прямоугольные стальные полосы, которые служат для связи вертикальныхзаземлителей. Использование стальных труб не рекомендуется.
В качестве естественных заземлителейиспользуют: проложенные в земле стальные водопроводные трубы, соединенные в стыкахгазо- или электросваркой; трубы артезианских скважин, стальная броня силовых кабелей,проложенных в земле, при числе их не менее двух; металлические конструкции и фундаментызданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей; различного рода трубопроводы,проложенные под землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле.
Рабочее заземление осуществляетсянепосредственно или через специальные аппараты: пробивные предохранители,разрядники и резисторы.
Электроустановкипеременного тока напряжением до 1000 В. допускаются к применению как сглухозаземленной, так и с изолированной нейтралью, а – тока – сглухозаземленной или изолированной средней точкой. В четырехпроводных сетяхтрехфазного тока и трехпроводных сетях – тока обязательное глухое заземлениенейтрали или средней точки.
В электрическихустановках напряжением до 1000 В, с изолированной от земли нейтралью,используемой для заземления электрического оборудования, сопротивлениезаземляющего устройства не должно быть более 4 Ома.
В электрическихустановках напряжением до 1000 В. с глухозаземленной нейтралью сопротивлениезаземляющего устройства, к которым присоединяются нейтрали генераторов илитрансформаторов, должно быть не более 2, 4, 8 Ом.
Отклонение электрическихустановок при однофазных замыканиях на землю может осуществляться при помощизащитного отключения, которое выполняется в дополнение к заземлению илизанулению.
Если невозможно выполнитьзаземление, или зануление, и обеспечить защитное отключение электрическойустановки, то допускается обслуживание электрического оборудования сизолирующих площадок. При этом должна быть исключена возможность одновременногоприкосновения к незаземленным частям электрического оборудования и частямзданий или оборудованию имеющем соединение с землей.
В электроустановкахнапряжением выше 1000 В с изолированной нейтралью с малыми токами замыкания наземлю сопротивления должно удовлетворять условию:
 />(2,51)
где – Uз=250 В, если заземляющее устройство используетсятолько для установок напряжения выше 1000 В
Uз=125 В, если заземляющее устройство одновременноиспользуется и для установок до 1000 В.
Iз – расчетный так замыкания на землю, А.
Емкостной ток замыканияна землю определяется по формуле:
/>(2,52)
где U – линейное напряжение сети, кВ
 lкаб и lв – суммарная длина электрически связанных между соьойкабельных и воздушных линий, км.
В данном курсовом проектевнешний контур защитного заземления выполнен электродами, в количестве 13 штук.Электроды соединены между собой в общий контур полосовой стальной шиной попериметру на сварке. Соединение внешним контура с внутренним контуромвыполняется полосовой сталью на сварке, выход полосы через стену васбестоцементной трубе. Защищение электрических приемников выполняется гибкимпроводником на сваке.
1. Выбираем прутковыеэлектроды;
2. Рассчитываем удельноесопротивление грунта />:
/>(2,53)
/>
Выбираем грунт — глина. />[1, с. 257,табл 7,1]
/>[1, с. 260, табл 7,3]
3. />(2,54)
/>
4. Определяем токоднофазного замыкания на землю:
/>
/>
5. Определяемсопротивление заземляющего устройства.
/>(2,55)
/>.
Так как по ПОЭ для сетей0,4 кВ Rз=4 Ом, то Rз=83,33 Омне рассматриваем и принимаем Rз=4 Ом.
6. Определяем количествоэлектродов n:
/>,(2,56)
где /> — коэффициентэкранирования. [1, с. 257, табл 7,2]
/>.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Курсовой проект выполненна тему «Электроснабжение комплекса томатного сока».
В процессе выполненияпроекта производился расчет электрических нагрузок комплекса томатного сока, сполученной при расчёте полной максимальной мощности Sмах= 80,51 кВА,и с компенсацией реактивной мощности Qмах= 8,57 кВАр КЭ1-0,38-20-2У1ЗУ1 на основании которого выбран силовой трансформатор ТСЗ 160/10.
Также произведен расчёттоков короткого замыкания, с учётом которого выбрано высоковольтноеэлектрооборудование. По расчётам на высокой стороне выбраны шины 25х3 мм,разъединитель РВЗ-10/400 IУЗ,высоковольтный предохранитель ПКТ-101-10-31,5-УЗ, трансформатор тока типаТПЛК-10 и, трансформатор напряжения TV НОМ-10-66-У2, на низкой стороне выбран автоматический выключатель серииВА51-33. По потребляемым токам произведён расчёт питающей линии,распределительные шинопроводы ШРА73-У3, магистральные шинопроводы ШМА-1600, ираспределительные пункты 0,4 кВт. На низкой стороне установленраспределительный пункты типа ПР-85, к которому выбран автоматическийвыключатель типа ВА51-31, прокладываемые к распределительным пунктам кабелямарки ААБ 25 мм2. К электроприёмникам выбраны автоматы серииВА51-31, и подводимые к электроприёмникам провода АПРН 10х3+1х6. Также в схемена низкой стороне показан способ включения компенсирующего устройства к шинам0,4 кВт.
В курсовом проектерассмотрены также вопросы релейной защиты, расчёт защитного заземления сколичеством электродов заземления 13 штук, учёт и контроль электроэнергии в которомвыбрана схема 3-х фазного счётчика типа ПСЧ-4 для измерения активнойэлектроэнергии в 3-х проводной сети напряжением выше 1 кВт. В графической частипредставлены схемы электроснабжения и типы расположения электрооборудованиякомплекса томатного сока.
Благодаря этому курсовомупроекту я научился использовать технологическую литературу; рассчитывать ивыбрать по ней необходимые электрооборудования.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Липкин Б.Ю.Электроснабжение промышленных предприятийи установок. М., Высшая школа, 1990.
2. Неклепаев Б.Н.Электрическая часть электростанций и подстанций. М., Энергоатомиздат, 1989.
3. Шеховцов В.П Расчет ипроектирование схем электроснабжения. М, Форум-инфра-м, 2004.
4.Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д.Электроснабжение промышленных предприятий и установок — М.: Энергоатомиздат,1989.
5. Конюхова Е.А. Электроснабжениеобъектов — М.: Издательство «Мастерство»; Высшая школа, 2001.
6. Федоров А.А., Старкова Л.Е.Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжениюпромышленных предприятий.-М.: Энергоатомиздат, 1987.
7. Дорошев К.И., Комплектныераспределительные устройства 6-35 кВ.-М.: Энергоиздат, 1982.