ЧувашскийГосударственный Университет имени И.Н.Ульянова
Электротехническийфакультет
Кафедра АЭТУС
КУРСОВОЙПРОЕКТ
ПРОЕКТИРОВАНИЕЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ УЧАСТКА С ДВУМЯ КИН И ОДНИМ ИНМ
Выполнил: студент
группы МП-13-07
Григорьев А.В.
Проверил: преподаватель
Миронова А.Н.
Чебоксары — 2007г.
АННОТАЦИЯ
Пояснительная запискасостоит из 34 страниц, включает в себя 15 рисунков, 8 таблиц.
Ключевые слова: НАГРЕВАТЕЛЬ,ИНДУКТОР, ШИНА, ПРИВОД, ЗАГОТОВКА.
В данном курсовом проектебыло спроектировано электроснабжение участка цеха включающего в себя 2 кузнечныхиндукционных нагревателя (КИН) и один индукционный нагреватель (ИНМ). Былсоставлен индивидуальный и групповой график нагрузки участка. Разработана схемаэлектроснабжения участка, выбрано силовое оборудование ЭТУ. Рассчитаны токикороткого замыкания на шинах печной подстанции. Разработана схема управления,защиты и сигнализации. Подобраны контрольно-измерительные приборы.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Техническаяхарактеристика
2. Описаниетехнологического процесса участка
3. Планировка цеха
4. Описание ЭТУ какприемника электроэнергии
5. Графики нагрузкиучастка
6. Выбор комплектнойтрансформаторной подстанции
7. Расчет токовкороткого замыкания
8. Выбор силовогооборудования ЭТУ
9. Расчет параметровсрабатывания релейной защиты
10. Разработкасиловой схемы питания установки
11. Схема управления,защиты и сигнализации
Заключение
Список используемой литературы
ВВЕДЕНИЕ
Индукционный нагревметаллов в настоящее время получил широкое распространение во многих областяхпромышленности. Причиной такого успеха индукционного нагрева являются тедостоинства, которые присущи этому виду нагрева. Они в основном определяютсятем, что при индукционном нагреве теплота выделяется непосредственно внагреваемом теле, благодаря чему использование тепла оказывается болеесовершенным и обеспечивается значительно большая скорость нагрева.
Устройство дляиндукционного нагрева металлов в самом общем виде представляет собой обмотку,питаемую переменным током. В переменном магнитном поле, создаваемом этойобмоткой, называемой индуктором, помещается нагреваемое металлическое тело.Переменный магнитный поток возбуждает в металлическом теле переменную э.д.с. ивихревые токи, которые и нагревают тело. Таким образом, теплота, выделяющаяся втеле, зависит, помимо других факторов, от удельного сопротивления нагреваемогометалла. Так как в непроводниках ток проводимости не возникает, то в них теплоне выделяется; это позволяет при индукционном нагреве выделять энергиюисключительно в нагреваемом металле.
В настоящее времяиндукционный нагрев применяется почти во всех областях нагрева металлов: впечах для плавки металлов, в установках для нагрева под горячую обработку(ковку и штамповку), для термической обработки металлов (закалки и отпуска) и вряде других областей.
Многообразие установокиндукционного нагрева можно классифицировать по принципу действия и по основнымконструктивным признакам (табл.1).
Таблица.1Установки индукционного нагрева проводящих материалов Установки высокочастотного нагрева диэлектриков плазменные для технологических целей плавильные печи под пластическую деформацию в кузнечно-прессовом и прокатном производстве для термообработки, пайки, наплавки и технологич. обогрева для сварки волновыми полями сверхвысокой частоты (СВЧ) в поле рабочего конден-сатора канальные с магнито-проводами тигельные /> /> /> /> /> /> /> />
Развитие индукционногонагрева идет по пути совершенствования его технологии и автоматизации, в томчисле и на основе достижений современной вычислительной техники. Расширяетсяприменение высоких температур, как при традиционных способах нагрева, так и прииндукционном плазменном нагреве. В связи с ростом мощности установок ирасширением их использования в промышленности особое значение приобрелосовершенствование основной аппаратуры и источников питания, направленное наулучшение энергетических показателей и надежности установок для нагревапроводящих материалов и диэлектриков.
1. ТЕХНИЧЕСКАЯХАРАКТЕРИСТИКА
Таблица 2. Техническаяхарактеристика КИН-500/1,0Показатели КИН-500/1,0 Мощность по средней частоте, кВт 500 Мощность конденсаторной батареи, квар 9600 Частота тока, Гц 1000 Длина индуктора, мм 2000 Производительность, т/ч 1,0
Расход охлаждающей воды, м3/ч 8,0
Таблица 3. Техническаяхарактеристика ИНМ-50П-15/50НБПоказатели ИНМ-50П-15/50НБ Мощность, кВт 500 Число фаз 2 Мощность конденсаторной батареи, квар 1800 Частота тока, Гц 50 Производительность, т/ч 1,8
Расход охлаждающей воды, м3/ч 5,0
2. ОПИСАНИЕТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА УЧАСТКА
В методическихнагревателях мерные заготовки с постоянной скоростью или через интервалы (сравным темпом) перемещаются через индуктор. В индукторе одновременно находятсянесколько заготовок, нагретых от 20°С на входе до 1250°С на выходе. Длинаиндуктора, число заготовок и скорость перемещения их рассматриваются такимобразом, чтобы заготовки на выходе достигали ковочной температуры и заданного перепадапо сечению.
Желательно, чтобы в индукторенаходилось не менее трех заготовок, так как электрический режим работы в моментзагрузки холодной заготовки и выгрузки нагретой в этом случае практически остаетсябез изменения.
В индукторепериодического действия нагревается только одна заготовка (или часть ее) втечение времени tH, достаточного для прогрева ее до ковочнойтемпературы и до заданной степени равномерности (перепада). Если по условиямпроизводительности требуется темп выдачи t0меньше необходимоговремени нагрева tH, нужно иметь два или несколько нагревателей(индукторов), в которых одновременно нагревается. Несколько заготовок. Число ихбудет равно n = tH /t0.Загрузка заготовок в индукторы должна быть сдвинута по времени на t0.
Кузнечные индукционныенагреватели методического действия. Нагреватели серии КИН-К с кулисным приводом толкателяпредназначены для нагрева мерных заготовок по всей длине из стали, цветныхметаллов и их сплавов цилиндрического и квадратного сечения в широком диапазонетипоразмеров.
/>
На рис.1 показан принципработы нагревателя серии ИНМ с толкателем. Перемещение заготовок в этомнагревателе осуществляется толкателем с кривошипным механизмом, который, в своюочередь, приводится от электродвигателя постоянного тока.
Толкатель непрерывносовершает возвратно-поступательное движение, заталкивает холодную заготовку,поступившую из загрузочного лотка на линию толкания, и перемещает одновременновсе заготовки в индукторе, выбрасывая с другого его конца нагретую. Число ходовтолкания в минуту, а следовательно, и темп выдачи нагретых заготовок регулируетсяв пределах 3—20 с оборотами приводного двигателя серии ПМУ. При этомэлектродвигатель остается постоянно включенным. Темп толкания свыше 20 срегулируется реле времени. Привод толкателя в этом случае работает состановками электродвигателя.
Загрузка заготовок налоток ручная. Одновременно загружается 10—20 заготовок. Дальнейшее движение ихс лотка до выдачи происходит автоматически. Конструкция не предусматриваетмеханизированную загрузку вибробункерами, кассетами или другими средствами. Навыходе из индуктора имеется разгрузочное устройство, состоящее из редуктора ивращающегося ролика. Нагретая заготовка при выталкивании попадает переднимконцом на ролик и быстро удаляется из индуктора. Индуктор легкосъемный и быстроможет быть заменен на другой. Однако длина его для каждого типа нагревателясохраняется постоянной.
Индукционные нагревателисерии ИНМ-Ш (с шаговым механизмом) показаны на рис.2.
/>
/>/>/>/>/>/>/>Заготовки, подлежащие нагреву,загружаются в бункер или кассеты, откуда они автоматически подаются на тринаправляющие, проходящие через индуктор. Средняя из них подвижная иконструктивно сделана так, что заготовки на ней легко удерживаются. Подвижнаянаправляющая приводится в возвратно-поступательное движение электродвигателемпосредством червячного редуктора и кулачкового диска. При своем движении онаподнимает заготовки с крайних направляющих и перемещает их небольшими шагамичерез индуктор. Скорость перемещения определяется числом ходов в минуту идлиной перемещения за один шаг. Изменяя число оборотов двигателя, можно менятьтемп выдачи нагретых заготовок. Такая система позволяет полностью освобождатьиндуктор от заготовок в конце нагрева и подавать их по одной на время настройкинагревателя или штампов. Кроме того, в этом случае направляющие практически неизнашиваются, а требования к торцам заготовок могут быть менее жесткими,рекомендуются для заготовок больших сечений и сравнительно небольшой длины.
Некоторым недостаткомнагревателей является обязательное увеличение воздушного зазора междуиндуктором и заготовкой, а следовательно, повышенная мощность конденсаторнойбатареи.
3. ПЛАНИРОВКА ЦЕХА
Индукционныйнагревательные установки промышленной частоты комплектуются: индукционнымнагревателем с комплектом сменных индукторов; конденсаторной батареей;механизмами загрузки, выгрузки и транспортировки заготовок через индуктор;маслонапорной установкой и гидравлическими панелями с электромагнитнымизолотниками; панелями с контакторами и автоматическими выключателями; щитами ипультами управления с коммутационной и контрольно-измерительной аппаратурой.
На уровне пола цехаустанавливают: индукционный нагреватель с загрузочным бункером, механизмамизагрузки и выгрузки, шкафы управления, панели с гидроаппаратурой. В подвальномпомещении, в непосредственной близости от нагревателя устанавливаютконденсаторные батареи, маслонапорную установку, вольтодобавочныйтрансформатор, контакторный панели, автоматический выключатель и измерительныетрансформаторы.
Установки индукционногонагрева с кузнечным нагревателем комплектуются оборудованием выполненным в видеунифицированных блоков: нагревательного блока, трансформаторного шкафа, шкафауправления. В нагревательном блоке находятся индуктор, водораспределитель исливная воронка; на выходе блока размещены механизм разгрузки и датчик контролятемпа выдачи заготовок. В блоке подачи заготовок размещены механизм загрузки,толкатель, его привод и элементы смазки.
/>
Рис. 3 Планировка участка
1-трансформаторТМ-1600/10; 2- шкаф ВН; 3-соединительное устройство; 4-шкаф инвертора; 5-шкафреакторов; 6-выпрямительный шкаф; 7-шкаф управления; 8-трансформаторный шкафКИН; 9-батарея конденсаторов КИН; 10-нагревательный блок КИН; 11-индукционныйнагреватель ИНМ; 12-загрузочный бункер ИНМ; 13-панель с гидроаппаратурой ИНМ;14-шкаф управления ИНМ; 15-автоматический выключатель ИНМ; 16-контакторныйпанели; 17-конденсаторные батареи ИНМ; 18-вольтодобавочный трансформатор ИНМ;
4. ОПИСАНИЕ ЭТУ КАКПРИЕМНИКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Наибольшеераспространение получили индукционные нагревательные установки для нагревазаготовок перед обработкой давлением (кузнечные нагреватели), установки дляповерхностной закалки деталей и вакуумные индукционные нагревательныеустановки. Частота тока в них лежит в пределах 2,4 кГц—1,76 МГц. Они весьмаразнообразны по мощности: от 25 до 250 кВт —индукционные закалочные установки,до 700 кВт — вакуумные и от 150 до 1500 кВт — кузнечные нагреватели. Мощностьнаиболее крупных групп таких установок достигает 10—40 МВт. Их питаниеосуществляется как от индивидуальных источников, так и от системцентрализованного питания. Источниками могут быть электромашинныепреобразователи частоты и все более широко применяемые в последние годыстатические преобразователи. Относительно питающей энергосистемы все этиустановки являются приемниками переменного трехфазного тока промышленнойчастоты, по надежности электроснабжения— потребителями второй категории. Ихрежим работы определяется режимом работы технологической линии, куда встроенырассматриваемые нагреватели. Коэффициент мощности установок меняется в широкихпределах — от 0,03 при пустом индукторе до 0,3 при заполненном. С целью уменьшениязначения реактивной мощности, потребляемой установкой, в комплект оборудованиявходит конденсаторная батарея, включаемая параллельно илипоследовательно-параллельно с индукционным нагревателем.
Особенностью индукционныхустановок средней частоты, питаемых от статических преобразователей, являетсянагрузка питающей сети током несинусоидальной формы и искажение формы кривойнапряжения в общей точке системы, куда присоединены рассматриваемые установки.Для питающей сети преобразователь частоты эквивалентен входящему в его составвыпрямителю. В случае трехфазной мостовой схемы это приводит к наличию ввыпрямленном токе 5, 7, 11, 13 гармоник.
Для обеспечениянормируемого ГОСТом коэффициента несинусоидальности количество подключаемыхпреобразователей должно быть ограничено. Если мощность преобразователей до 200кВт, их должно быть не более двух при мощности питающего трансформатора 1000кВ-А; не более трех — при 1600 и не более четырех — при 2500 кВ-А. Врассматриваемой схеме последовательно с преобразователем в сеть 0,4 кВвключается реактор с относительным сопротивлением 8%.
Для компенсацииреактивной мощности в схемах электроснабжения участков или цехов синдукционными установками применяются конденсаторные батареи КБ, которыепостоянно перегружаются токами высших гармоник, генерируемых статическимипреобразователями. Если мощность конденсаторных батарей составляет не менее 40%суммарной мощности преобразователей, то их перегрузка не выходит за 30%,допускаемых ПУЭ. Однако емкость батарей конденсаторов и индуктивность элементовсети могут образовывать резонансные контуры, что ведет к необходимостиподключения последовательно с КБ токоограничивающих реакторов.
5. ГРАФИКИ НАГРУЗКИУЧАСТКА
Индивидуальные графикинагрузки
/>
/>
Номинальная мощностьприемника: />
Средняя нагрузкаприемника:
/>
Коэффициентиспользования:
/>
Коэффициент включения:
/>
Среднеквадратичнаянагрузка:
/>
Коэффициент максимума:
/>
Коэффициент спроса поактивной мощности:
/>
/>
/>
Номинальная мощностьприемника: />
Средняя нагрузкаприемника:
/>
Коэффициентиспользования:
/>
Коэффициент включения:
/>
Среднеквадратичнаянагрузка:
/>
Коэффициент максимума:
/>
Коэффициент спроса поактивной мощности:
/>
Групповой график:
/>
Номинальная мощностьприемника:
/>
Номинальная мощностьприемника: />
Средняя нагрузкаприемника:
/>
Коэффициентиспользования:
/>
Коэффициент включения:
/>
Среднеквадратичнаянагрузка:
/>
Расчетная нагрузка подопустимому нагреву:
/>
где коэффициент максимумапринят равным:
/> из рис.1.9 [1];
Коэффициент спроса поактивной мощности:
/>
6. ВЫБОР КОМПЛЕКТНОЙТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ
Таблица. 4 Параметрыопределения расчетных нагрузок.Электроприемник Кол-во
Pном, кВт
Кс cosφ
Pp, кВт
Qp, квар
Sp, кВА Преобразователь частоты 2 1260 0,8 0,94 1008 365,86 - индук. нагреватель 1 500 0,95 1 500 - Приводы механизмов 3 225 0,2 0,6 45 60 - Суммарный показатель 6 1985 0,78 0,96 1553 425,86 1610,3
При выборе числа имощности трансформаторов подстанций рекомендуется выбирать при двухтрансформаторныхподстанциях мощность каждого трансформатора с таким расчетом, чтобы при выходеиз строя одного трансформатора оставшийся в работе трансформатор мог нести всюнагрузку потребителей. Для этого номинальная мощность трансформаторовдвухтрансформаторной подстанции принимается равной 70% от общей расчетнойнагрузки цеха. Тогда при выходе из строя одного из трансформаторов второй навремя ликвидации аварии оказывается загруженным не более чем на 140%, чтодопустимо в аварийных условиях.
Выбираем КТП-М-1600 сдвумя трансформаторами.
Коэффициент загрузки внормальном режиме установок:
/>
Проверяем установленнуюмощность трансформатора в аварийном режиме при отключение одноготрансформатора:
/>
Следовательно, выбранныемощности трансформаторов обеспечивают электроснабжение установок как внормальном, так и в аварийном режимах.
7. РАСЧЕТ ТОКОВКОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
а) Расчет токов КЗ нашинах КТП
Рассчитаем ток К.З. нашинах КТП, т.е. К.З. свыше 1 кВ. Зададимся базисными величинами.
/>; />;
Тогда />;
Определим сопротивления:
Для гидрогенератора типаСВ395/250-12
/>
Для трансформатора типаТДН-80000/110
/>
Для воздушной линииэлектропередачи AL-1, AL-2
/>
Для турбогенератора типа Т-6-2
/>
Для реактора типа РБГ-10-400-0,35
/>
Для трансформатора типа ТМН-6300/110
/>
Для воздушной линииэлектропередачи AL-3, AL-4
/>
Для кабельной линииэлектропередачи CL-1, CL-2
/>
/>
Рис. 7 Схема внешнегоэлектроснабжения
Схема снабжения будетиметь вид:
/>
Рис. 8 Схема замещениясхемы снабжения.
Преобразуем схему
/>
Рис. 9 Преобразованиесхемы замещения
/>
/>
/>
/>
Рис. 10 Преобразованиесхемы замещения
/>
/>
/>
Рис.11 Преобразованиесхемы замещения
/>
/>
/>
Т.к выполняется условие /> />, то можнообъединить источники.
Для определения токаК.З.от гидрогенераторов определим расчётное сопротивление:
/>
Так как /> тогда ток К.З. отгидрогенератора найдём следующим образом:
/>;
/>
Для определения токаК.З.от турбогенераторов определим расчётное сопротивление:
/>
/> , то по расчетным кривым рис 1.58[1] определяем кратность тока
/> />
/>
/>
/>
/>
Определим ток короткогозамыкания:
/>;
/>;
/>.
б) Расчеттоков КЗ на шинах подстанции
Для проведения расчётатока К.З. составим схему замещения участка цепи, по которому протекает данныйток.
/>
Рис.12. Схема замещения.схемы снабжения после трансформаторной подстанции.
Определяем активное иреактивное сопротивления схемы замещения:
/>;
/>;
/>;
Автоматическийвыключатель Э40В.
Находим ток, протекающийпо данному участку:
/>;
По табличным даннымопределяем сопротивления:
/>
/>
/>
Автоматическийвыключатель Э25В.
/>
/>
/>
В качестве токоподводавыбираем шинопровод магистральный алюминиевый ШМА-4, который рассчитан напротекание токов до 1250 А.
/>;
/>.
/>; где l – длина токоподвода;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
/>;
8. ВЫБОРСИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ЭТУ
1. Выключателивысокого напряжения QF1,QF2.
Условия выборавыключателя:
1)/>
2)/>
3)/>
4)/>
5)/>
6)/>
7) а)/>
б)/>
/>;
/>;
/>; />; />
Выбираем выключатель типаВВЭ-10-20/630У3.
/>
Исходя из вышеприведенныхданных, выключатель типа ВВЭ-10-20/630У3 удовлетворяет предъявляемым к немутребованиям.
2. Выключателивысокого напряжения QF3, QF4, QF5.
/>
/>
Выбираем выключатель типаЭ40В.
/>
3. Выключателивысокого напряжения QF6, QF7, QF8…
/>
/>
Выбираем выключатель типаЭ25В.
/>
4. РазъединителиQS1…
Условие выбораразъединителя:
1)/>
2)/>
3)/>
4) а)/>
б)/>
Выбираем разъединительРВЗ-10/630 IУ3.
/>
/>
где />=0,05с; />=0,15с; />=0,05с;
1) 10 кВ ≥ 10 кВ
2) 630 А ≥ 364 А
3) 630 А ≥ 437 А
4) а) 52 кА ≥ 9,91 кА
б) 1600 кА²с≥ 381кА²с
5. Шины.
Условие выбора шин:
1)/>
2)/>
3)/>
4)/>
Выбираем алюминиевые шины60×6 мм.
/>
где />-плотность тока;
/>= 437 А;
/>
где />
/>=90 –максимально допустимаятемпература и напряжение, на которую используется шина табл.1.15 [4].
Проверка на расчетныенагрузки:
/>
где />= 5 м – длина шин;
а = 0,15 м – расстояниемежду шинами.
/>
6. Симметрирующееустройство для ИНМ.
Расчет симметрирующегоустройства для индукционной нагревательной установки:
Таблица 5Заданная или определяемая величина Формула или символ Численное значение Мощность трансформатора, кВА
/> 1600 Максимальное вторичное напряжение, В
/> 400 Потребляемая активная мощность кВт
/> 500 Рабочее напряжение
/> 380 Минимальная мощность установки, кВА
/> 250 Коэффициент мощности установки
/> 0,866 Мощность реактора, квар
/> 928 Ток реактора, А
/> 2320 Реактивное сопротивление реактора, Ом
/> 345 Индуктивность реактора, Гн
/> 1,1 Требуемая мощность симметрирующей батареи реактора, квар
/> 1392 Рабочее напряжение цепи конденсаторов, В
/> 330,6 Фактическая мощность батареи конденсаторов, квар
/> 7357 Число конденсаторов
/> 148 Реактивное сопротивление цепи из двух конденсаторов, Ом
/> 4372 Общее число цепей
/> 74 Реактивное сопротивление батареи конденсаторов, Ом
/> 59 Ток одной цепи батареи конденсаторов, А
/> 0,076 Полный ток батареи, А
/> 5,6 Переменная часть батареи конденсаторов, квар
/> 6207 Минимальная ступень, квар
/> 1000 Необходимое число ступеней симметрирования
/> 10
Разбивка переменной части батареи
квар
шт.
1000, 1000, 1000, 2000, 2000
20, 20, 20, 40, 40
Уточненная переменная часть батареи
квар
шт.
/>
9000
180 Линейный вторичный ток, А
/> 760 Коэффициент мощности трехфазной сети
/> 1,0 Потери активной мощности в конденсаторах, кВт
/> 22 Потери активной мощности в реакторе, кВт
/> 19
Суммарные потери в симметрирующем устройстве
кВт
%
/>
41
0,5
Конденсаторы КС2-0,38-50-3У3(380 В, 50 квар), конденсаторы соединены по два последовательно. Кроме того, 12шт. в резерве.
7. Преобразовательчастоты для КИН
Для питания кузнечныхиндукционных нагревателей КИН-500/1, выберем статические преобразователичастоты типа ТПЧ-1У4.
Таблица 6тип Номинальный ток нагрузки, кА Номинальное напряжение на выходе, В Номинальная мощность, кВА Номинальная рабочая частота, Гц Коэффициент мощности КПД ТПЧ-1У4 1300 800 630 500-1000 0,94 0,94
8. Трансформатортока.
Условие выборатрансформатора тока:
1) />
2) />
3) />
4) /> />
5) />/>
6) />
Измерительные приборы:
Таблица.7Приборы Обозначение Класс точности
/>, ВА(Вт) Амперметр Э351 1,5 0,5 Варметр Д365 2,5 - Счетчик Вт-часов САУ4-И672М 2 2,5 Счетчик ВА-часов СР4-И679 3 4,0
/>,
где /> - сопротивлениесоединительных проводов, /> - сопротивление подключенныхприборов, /> -сопротивление контактов.
/>=0,1 Ом;
/>
/>
Выбираем медные провода с/>
/>
Выбираем медный проводмарки М сечением />= 4 мм². [4]
/>
Выбираем трансформатортока ТЛМ-10-2.
1) 10 кВ ≥ 10кВ
2) 600 А ≥ 364 А
3) 600 А ≥ 437А
4) 100 кА≥ 9,91кА
5) /> кА²с ≥ 381 кА²с
9. Трансформаторнапряжения.
Условие выборатрансформатора напряжения:
/>
/>
Измерительные приборы:
Таблица 8.Приборы Обозначение Класс точности
/>, ВА(Вт) Вольтметр Э351 1,5 3 Варметр Д365 2,5 - Счетчик ВА-часов СА4У-И672М 2 8 Счетчик Вт-часов СР4-И679 3 8
/>=3+8+8=19ВА.
Выбираем трансформаторнапряжения НОЛ.0.8-10УХЛ3.
1) 10 кВ ≥ 10 кВ
2) 150 ВА ≥ 19 ВА.
9. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СРАБАТЫВАНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ
Максимальная токоваязащита:
Является основным видом релейной защиты в электрических сетяхпромышленных предприятия, срабатывающий от резкого увеличения тока цепи при КЗили перегрузках. МТЗ выполнена с помощью токовых реле мгновенного действиясерии РТ-40, а выдержки времени, и время действия которого не зависит отпроходящего в цепи тока КЗ или перегрузки, т.е. представляет собой защиту снезависимой характеристикой времени срабатывания. Защита охватывает такжепитающую линию и осуществляет отключение установки, воздействуя наоперативно-защитный выключатель. На схеме рис.13 показаны катушки реле КА1, КА2,КА3. Ток срабатывания реле:
Для трансформаторов токаТА1, ТА2 по условиям:
/>
где /> коэффициенттрансформации трансформатора тока,
kсх =1– коэффициент схемы, kн = 1,3– коэффициент надёжности, учитывающийпогрешность реле.
Защита от перегрузки:
Защита от перегрузки будет по низкой стороне и осуществляетсяреле РТ-80 с зависимой от тока выдержкой времени, включенным на разность токов.Защита от перегрузки действует на сигнал или на отключение оперативно-защитноговыключателя. Защита выполняется в 3-фазном 3-релейном исполнении с помощью релекосвенного действия индукционного типа, имеющего ограниченно-зависимуюхарактеристику. На схеме рис.13 показаны катушки реле КА4, КА5, КА6. Токсрабатывания реле:
/>
10. РАЗРАБОТКА СИЛОВОЙСХЕМЫ ПИТАНИЯ УСТАНОВКИ
Питание установкипроизводится через высоковольтный выключатель /> типа ВВЭ-10-20/630У3.
Контроль электрическогорежима производится на стороне высокого и низкого напряжения: на стороневысокого напряжения контролируется мощность, активная и реактивнаяэлектроэнергия, потребляемая установкой, установлен фазометр />, имеетсямаксимально-токовая защита на реле />; по низкой — контролируются ток инапряжение трансформатора, также установлена токовая защита от перегрузки нареле />.
Максимальная токоваязащита выполнена по высокой стороне печного трансформатора на релемаксимального тока РТ-40. Защита от перегрузки устанавливается по низкойстороне на реле РТ-80 индукционного типа с выдержкой времени.
Трансформаторы тока /> имеюткоэффициент трансформации равный 5/5 и установлены для обеспечения безопасностиобслуживающего персонала. Токовые цепи измерительных приборов подключаютсячерез трансформаторы тока типа ТЛМ-10-2, цепи напряжения — к двум трансформаторамнапряжения типа НОЛ.0.8-10УХЛ3, собранным в схему открытого треугольника.
Для симметрированиянагрузки применяется схема с реактор-делителем.
/>
Рис. 13. Подробная схема питания ИНМ
11. СХЕМА УПРАВЛЕНИЯ, ЗАЩИТЫ И СИГНАЛИЗАЦИИ
Основнойособенностью схемы управления высоковольтным выключателем с электромагнитнымприводом является то, что ему требуются две цепи с разными токами, так как покатушке электромагнита включения проходят большие токи. Поэтому схему можноразделить на две части – схема управления, защиты и сигнализации, и схемавключения электромагнита привода выключателя.
Длявключения установки нужно переключатель SA1поставить в положение «вкл» (на схеме верхнее положение) при этом должно бытьдостаточным давление воды в системе охлаждения KL3:1.При этом включится контактор KM и включитсякатушка привода включения ВВ YAC.
В схемеуправления предусмотрено аварийное выключение при выходе из нормального режимаработы различных систем. Аварийное выключение производится ступенчато.
Принезначительных отклонениях от нормального режима включается предупредительнаясигнализация в виде включающейся лампы или звонка, которая устанавливаетсяпереключателем SA3 (переключатель позволяетотключить сигнализацию). Контролируется температура воды KL4:1.
Аварийная сигнализациявключается вместе с аварийным выключением ВВ, контакт KL1:2. Аварийное выключение возможно при срабатываниимаксимально-токовой защиты КА1, защиты от перегрузок КА2,отсутствии протока воды KL2:1. Аварийноеотключение возможно нажатием кнопки SB1.
/>
Рис.14 Схема управления защитыи сигнализации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной курсовой работеспроектировано электроснабжение участка с двумя кузнечными индукционныминагревателями КИН-500/1 и одним индукционным нагревателем ИНМ-50П-15/50НБ длянагрева заготовок из цветных металлов и сплавов перед прессованием. Былисоставлены индивидуальный и групповой графики нагрузок участка: коэффициентиспользования />; коэффициент включения />; коэффициент спросапо активной мощности />. Были рассчитаны токи КЗ свыше 1кВ: /> и КЗниже 1 кВ: />
Разработана схемаэлектроснабжения участка, планировка расположения электроустановок, выбраносиловое оборудование ЭТУ. Разработана схема управления и сигнализации.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙЛИТЕРАТУРЫ
1) Электрооборудованиеэлектротехнологических установок Метод. указания к курсовому проектированию / Сост.А.Н.Миронова, Е.Ю.Смирнова; ЧГУ Чебоксары 2003.
2) Электроснабжениеэлектротехнологических установок Метод. указания к курсовому проектированию / Сост.А.Н.Миронова, Е.Ю.Смирнова; ЧГУ Чебоксары 2003.
3) Миронов Ю.М., Миронова А.Н.Электрооборудование и электроснабжение электротермических, плазменных и лучевыхустановок Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат. 1991. – 376 с.: ил.
4) Неклепаев Б.Н., Крючков И.П.Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы длякурсового и дипломного проектирования Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд.,перераб. и доп. — М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с.: ил.
5) Электрооборудование и автоматикаэлектротермических установок: (Справочник) / Под ред. А.П. Альтгаузена, М.Д.Бершицкого, М.Я. Смелянского, В.М. Эдемского. – М.: Энергия, 1978. – 304 с.,ил.
6) Миронова А.Н., Миронов Ю.М. Особенностиэлектротехнологических установок как потребителей электроэнергии: Учеб. пособие/ Чуваш. ун-т. Чебоксары, 1990. 76 с.
7) Шамов А.И., Бодажков В.А. проектированиеи эксплуатация высокочастотных установок. Л.: Машиностроение, 1974. 280 с.
/>
Рис… Силоваяэлектрическая схема питания всего заданного количества установок