Проектирование электроснабжения ремонтно-механического цеха. Электроснабжение литейного цеха Схема расположения электрооборудования в механическом цехе
![Проектирование электроснабжения ремонтно-механического цеха. Электроснабжение литейного цеха Схема расположения электрооборудования в механическом цехе](/uploads/d6f78286ea779c21edf28b2432b078f1.jpg)
ВВЕДЕНИЕ
Повышение уровня электрификации производства и эффективности использования энергии основано на дальнейшем развитии энергетической базы, непрерывном увеличении электрической энергии. В настоящее время при наличии мощных электрических станций, объединённых в электрические системы, имеющие высокую надёжность электроснабжения, на многих промышленных предприятиях продолжается сооружение электростанций. Необходимость их сооружения обуславливается большой удалённостью от энергетических систем, потребностью в тепловой энергии для производственных нужд и отопления, необходимостью резервного питания ответственных потребителей. Проектирование систем электроснабжения ведётся в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования вопросы электроснабжения предприятий получили форму типовых решений. В настоящее время разработаны методы расчётов и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов, методика определения цеховых нагрузок и т. д. В связи с этим большое значение приобретают вопросы подготовки высококвалифицированных кадров, способных успешно решать вопросы проектирования электроснабжения и практических задач.
В данном курсовом проекте будет рассмотрена схема трансформаторной подстанции описание ее работы. Так же будет произведен расчет выбора наиболее оптимального трансформатора.
Целью курсового проекта является: выбор и обоснование схемы электроснабжения и устанавливаемого электрооборудования для проектируемого объекта.
Объект исследования: ремонтно-механический цех
Предмет исследования: этапы расчета и выбор системы электроснабжения ремонтно-механического цеха.
Гипотеза: при разработке электрической схемы ремонтно-механического цеха найден оптимальный вариант, обеспечивающий надежную бесперебойную работу электрооборудования с учетом безопасности ее обслуживания.
Для реализации поставленной цели и проверки гипотезы поставлены следующие задачи:
Произвести выбор числа и мощности трансформаторов питающей подстанции;
Спроектировать однолинейную схему электроснабжения производственного цеха.
1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1 Характеристика объекта
Производственный цех занимается изготовлением различных деталей и металлоконструкций, необходимых для основного производства. В состав цеха входят различные металлообрабатывающие станки, сварочное и грузоподъёмное оборудование, вентиляторы. Мощность электроприёмников цеха составляет от 5 до 30 кВт. Электроприёмники работают в длительном (металлообрабатывающие станки, вентиляторы) и в повторно кратковременном режимах (грузоподъёмное оборудование). Электроприёмники цеха работают на переменном 3-х фазном токе (металлообрабатывающие станки, вентиляторы, грузоподъёмное оборудование) и однофазном токе (освещение). Электроприёмники цеха относятся к третьей категории по требуемой степени надёжности электроснабжения. Окружающая среда в цехе нормальная, поэтому всё оборудование в цехе выполнено в нормальном исполнении. Площадь цеха составляет 367м 2
Характеристика электрооборудования в табл. 1.1
Таблица 1. 1
№ по плану |
Наименование электроприёмников |
Р ном, кВт |
|
Станок токарный |
|||
Станок токарный |
|||
Станок токарный |
|||
Станок токарный |
|||
Станок токарный |
|||
Станок токарный |
|||
Станок карусельный с ЧПУ |
|||
Станок фрезерный |
|||
Станок фрезерный |
|||
Станок фрезерный |
|||
Станок фрезерный |
|||
Вентилятор |
|||
Вентилятор |
|||
Кран - балка ПВ = 40% |
|||
Кран - балка ПВ = 40% |
|||
Вентилятор |
|||
Вентилятор |
На рис.1.1 представлен план проектируемого цеха
Рис.1.1
План проектируемого цеха
1.2 Описание схемы электроснабжения
Электроснабжение производственного цеха осуществляется от однотрансформаторной подстанции 6/0,4кВ с мощностью трансформатора 160 кВА. В свою очередь ТП6/0,4 кВ питается по кабельной линии ААБ 3х10, проложенной в земле, от вышестоящей двух трансформаторной подстанции 110/6кВ с трансформаторами мощностью 2500кВА каждый, которая запитывается от энергосистемы по одноцепной воздушной линии А-70.
На стороне 6кВ ТП 6/0,4 в качестве защитного коммутационного оборудования установлены масляные выключатели и разъединители.
На стороне 0,4 кВ в качестве аппаратов защиты от токов короткого
замыкания установлены предохранители
3 Конструкция силовой и осветительной сети
Для приема и распределения электроэнергии в производственном цехе установлены распределительные щиты.
Электроприёмники запитываются от ШР проводом, проложенным в трубах
В качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания применены предохранители
Освещение цеха выполнено 28-ю светильниками РКУ с ртутными лампами высокого давления мощностью 400Вт
Осветительные сети выполняются проводом АПВ-2,5мм² проложенным в трубе
Питание рабочего освещения производится от осветительного щитка ОЩВ-12, в котором в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания и перегруза установлены автоматические выключатели
2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ
1 Расчёт освещения
Расчет освещения проводится по методу коэффициента использования светового потока. Расчет покажем на примере участка I. В качестве источника света примем к установке лампы ДРЛ мощностью 400 Вт
Число источников света определяется по формуле:
где Е норм - нормированная освещённость, Е норм = 300лк - коэффициент, учитывающий снижение светового потока при эксплуатации, Z = 1,1
К з - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения светового потока на освещаемой поверхности, К з = 1,5 - площадь помещения, м²
Ф л - световой поток одной лампы, Ф л = 22000 лм, - коэффициент использования светового потока определяется в зависимости от типа светильника, лампы, коэффициентов отражения и показателя помещения i
Показатель помещения находим по формуле:
где i - показатель помещения
А - длина помещения, м
В - ширина помещения, м
Н р - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м
Для светильника РКУ при ρ n = 50%; ρ c = 30%; ρ p = 10% и i = 1,34 u =0,48
где ρ n - коэффициент отражения от потолка, %
ρ c - коэффициент отражения от стен, %
ρ p - коэффициент отражения от рабочей поверхности, %
определяем по формуле (1) число ламп:=
Находим число светильников аварийного освещения (25% от рабочего):
Устанавливаем 8 светильников в 2 ряда по 4шт в ряду
Для остальных участков расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Наимен. участка |
Тип лампы |
Площадь участка, м² |
|||||||
2 Расчёт электрических нагрузок
Расчёт ведётся по узлу нагрузки методом упорядоченных диаграмм по следующему алгоритму
а) Все приёмники данного узла нагрузки делятся на характерные технологические группы
б) Для каждой группы по находят коэффициент использования
Ки, коэффициент активной мощности cosφ и реактивной по формуле:
(2.3)
в) Находим установленную мощность для каждой группы электроприёмников по
формуле:
Р уст = N · (2.4)
где N - число приёмников ном - номинальная мощность приёмников, кВт
г) Для каждой технологической группы находят среднесменную активную Р см
и среднесменную реактивную Q см мощности по формулам:
Р см = К и · Р уст (2.5) см = P см
· tgφ(2.6)
д) По данному узлу нагрузки находят суммарную установленную мощность, суммарную среднесменную активную мощность и суммарную среднесменную реактивную мощность: ΣР уст; ΣР см; ΣQ см
е) Определяют групповой коэффициент использования по формуле:
К и.гр = ΣР см / ΣQ см (2.7)
где ΣР см - суммарная среднесменная активная мощность, кВт;
ΣQ см - суммарная среднесменная реактивная мощность, кВар
ж) Определяют модуль нагрузки по формуле:
где Р ном.max - активная номинальная мощность наибольшего приёмника в группе, кВт
Р ном.min - активная номинальная мощность наименьшего приёмника в группе, кВт
з) Определяют эффективное число приёмников по условию:
если m ≤ 3, n ≥ 4, то n э = n; при m> 3, К и.гр < 0,2, эффективное число приёмников определяют в следующем порядке:
) выбирается наибольший по мощности электроприёмник рассматриваемого узла
) выбираются электроприёмники, мощность каждого из которых равна или больше половины наибольшего по мощности электроприёмника
) подсчитывают их число n′ и их суммарную номинальную мощность Р′ ном
) определяют суммарную номинальную мощность всех рабочих электроприёмников рассматриваемого узла Р ном∑ и их число n
) находят n′ * и Р′ ном* :
′ * = n′ / n(2.9)
Р′ ном* = Р′ ном / Р ном∑ (2.10)
) по n′ * и Р′ ном* определяют n′ э* по графику
) находят n э:
n э = n′ э* · n (2.11)
и) Определяют, в зависимости от группового коэффициента использования и эффективного числа электроприёмников, коэффициент максимума К м по графическим зависимостям или
к) Определяют расчётную активную мощность по формуле:
Р м = К м · ΣР см (2.12)
л) Определяют расчётную реактивную мощность по формуле:
если n э ≤ 10, то Q м = L м · ΣQ см (2.13)
если n э > 10, то Q м = ΣQ см (2.14)
где L м - коэффициент максимума реактивной мощности, L м = 1,1
м) Определяют полную расчётную нагрузку S м по формуле:
н) Определяем расчетный ток I по формуле:
где U - номинальное напряжение электроприёмников, кВ
Активная расчётная нагрузка освещения определяется по формуле:
Р р.о = К с · Р уст (2.17)
где К с - коэффициент спроса, К с = 0,8
по формуле (2.4):
Р уст = 28 · 0,4 = 11,2 кВт
Р р.о = 0,8 · 11,2 = 8,96 кВт
По формуле (2.3) находим: tgφ = 0,62
по формуле (2.6) находим расчётную реактивную осветительную нагрузку:
Q р.о = 8,96 · 0,62 = 5,6 кВАр
Полная нагрузка на шинах 0,38 кВ ТП определяется по формуле:
р
= √ (P м∑ + Р р.о)² + (Q м∑ + Q р.о)² (2.18)
где P м∑ - суммарная силовая нагрузка на шинах 0,38 кВ ТП, кВт м∑ - суммарная реактивная нагрузка на шинах 0,38кВ ТП, кВАр
Результаты расчёта для всех узлов нагрузки сведены в табл. 2.2
Таблица 2.2
Наим. узла гр. ЭП |
Р уст кВт |
Р ном кВт |
C osφ tgφ |
|||||||||||
1) станки фрезерные |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2) станок токарный |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3) станок карус. с ЧПУ |
0,5 1,73 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
4) кран-балка ПВ=40% |
0,5 1,73 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
На шинах ШР-1 |
|
|
|
|||||||||||
1) станки фрезерные |
0,4 2,35 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2) Вентиляторы |
0,8 1,73 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
На шинах ШР-2 |
|
|
|
|||||||||||
1) станки токарные |
0,4 2,35 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
2) Вентиляторы |
0,8 1,73 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3) кран-балка ПВ=40% |
0,5 1,73 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
На шинах ШР-3 |
|
|
|
|||||||||||
Освещение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
На шинах 0,38 ТП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.3 Компенсация реактивной мощности
Мощность компенсирующего устройства вычисляется по формуле:
ку = α · ΣР расч
(tgφ ср.взв -tgφ с) (2.19)
где α - коэффициент, учитывающий возможность компенсации реактивной мощности естественными способами, α = 0,9
ΣР расч - суммарная расчётная активная нагрузка, кВт
tgφ с - коэффициент реактивной мощности, который необходимо достичь после компенсации реактивной мощности, по заданию: tgφ с = 0,45.
tgφ ср.взв - средневзвешенное значение
коэффициента реактивной мощности, вычисляется по формуле:
(2.20)
где ΣQ расч - суммарная расчётная реактивная нагрузка
Полная расчётная нагрузка на шинах 0,38 кВ трансформаторной подстанции с учётом компенсации реактивной мощности вычисляется по формуле:
4 Выбор числа и мощности трансформаторов питающей подстанции
Так как электроприёмники производственного цеха относятся к потребителям 3 категории по требуемой степени надёжности электроснабжения, то на подстанции можно установить 1 трансформатор
В соответствии с нагрузкой намечаем 2 варианта мощности трансформаторов:
вар - 1 X 160 кВА
вар - 2 X 63 кВА
Покажем расчёт на примере 2 варианта
Проверяем трансформаторы по нормальному режиму. Находим
коэффициент загрузки трансформаторов:
(2.22)
где S нагр - полная мощность нагрузки, кВА- число устанавливаемых трансформаторов ном.тр - номинальная мощность одного трансформатора, кВ·А
Проверяем работу трансформаторов в аварийном режиме. Масляные трансформаторы допускают в аварийном режиме перегрузку на 40% 6 часов в сутки в течении 5-ти суток
При отключении одного трансформатора, второй с учётом допустит перегрузки:
4 · 63 = 88,2 кВА
Дефицит мощности составит:
1 - 88,2 = 26,9 кВА
но т.к. электроприёмники являются потребителями 3-ей категории по надёжности электроснабжения, то часть их можно на время аварии отключить
Проверяем работу трансформаторов по экономически целесообразному режиму
Определяем стоимость потерь энергии по формуле:
С n =С о ·N·T м [(ΔР х.х +К и.п ·I х.х ·)+К з 2 ·(ΔР к.з +К ип ·U к ·] (2.23)
где С о - стоимость одного кВт·ч, на текущий 2013г, С о = 0,81 тн/кВт·ч
Т м - число использования максимума нагрузки, ч
К и.п - Коэффициент изменения потерь, К и.п = 0,03 кВт/кВАр
ΔР х.х - потери мощности холостого хода, ΔР х.х = 0,24кВт х.х - ток холостого хода, I х.х = 2,8%
ΔР к.з - потери мощности короткого замыкания, ΔР к.з = 1,28кВт к - напряжение короткого замыкания, U к = 4,5%
Определяем капитальные затраты по формуле:
К = N · С тр (2.24)
где С тр - стоимость трансформатора, С тр = 31 тн
Находим амортизационные затраты С а:
С а = К а · К(2.25)
где К а - коэффициент учитывающий отчисления на амортизацию и эксплуатацию, для трансформаторов К а = 0,12
Находим суммарные ежегодные затраты:
С ∑ = С n + С а (2.26)
Для первого варианта результаты сведены в табл. 2.3
Таблица 2.3
Наименование параметров |
Вариант 1 - 1 x 160 кВ·А |
Вариант 2 - 2 x 63 кВ·А |
ΔР х.х кВт |
||
ΔР к.з кВт |
||
С о, тн/кВт∙ч |
||
Так как С ∑II > С ∑I и К II >
К I , то выбираем I вариант - 1 X 160 кВА, как более экономичный
5 Выбор места расположения питающей подстанции
Место расположения ШР определяется по картограммам нагрузок в зависимости от мощности, запитанных от него электроприёмников.
Распределительные шкафы и цеховую трансформаторную подстанцию целесообразно
устанавливать в центре электрических нагрузок (ЦЭН). Координаты ЦЭН определяют
по формуле:
Х цэн = (2.27)
Y цэн =(2.28)
где Хi - координата i - го электроприёмника по оси абсцисс, м;- координата i - го электроприёмника по оси ординат, м;
Р ном.i - номинальная мощность i - го электроприёмника, кВт.
Расчёт покажем на примере ШР - 1:
Х цэн = = 26,1м цэн == 8,1м
Для остальных расчет аналогичный результаты сведены в таблице 2.4
Таблица 2.4
Расчётные координаты |
Координаты установки |
|||
|
||||
2.6 Расчёт сети 0,38 кВ
цех электроснабжение освещение трансформатор
Выбор аппаратов защиты
Выбор сечения проводника для отдельного электроприёмника покажем на примере токарного станка №13. Сечение питающего проводника выбираем по допустимому нагреву:
доп ≥ I р (2.29)
где I доп - допустимый ток проводника, определяется сечением
токоведущей жилы, ее материалом, количеством жил, типом изоляции и условиями прокладки, А
Расчётный ток определим по формуле:
р =(2.30) р =
данному току соответствует провод АПВ - 2,5 мм² с I доп = 19А
Проверяем выбранное сечение по допустимым потерям напряжения:
∆U доп ≥∆U р (2.31)
где ∆U доп - допустимые потери напряжения, ∆U доп = 5%
∆U р - расчётные потери напряжения, %
∆U р % = (2.32)
где L - длина проводника, км o - активное сопротивление 1км проводника, r o = 3,12Ом/км,
x o - реактивное сопротивление 1км проводника, x o = 3,12Ом/км,
т.к. ∆U р < ∆U доп, то сечение 2,5 мм²
соответствует допустимым
потерям напряжения. В качестве аппарата защиты выбираем предохранитель по
следующим условиям:
U ном.пр >
U ном (2.33) ном.пр >
I р (2.34) пл.вс >
I пик
/ α(2.35)
где U ном.пр - номинальное напряжение предохранителя, В ном.пр - номинальный ток предохранителя, А пл.вс - номинальный ток плавкой вставки, А пик - пиковый ток, А
α - коэффициент, учитывающий условия пуска, α = 2,5
пик = К п ∙ I р (2.36)
где К п - кратность пускового тока по отношению к току нормального режима
К п = 5 пик = 19∙5 = 95А ном.пр > 380В ном.пр > 19А пл.вс > 95/2,5 = 38А
Выбираем предохранитель ПН - 2, I ном = 100А I пл.вс = 40А
Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию:
доп ≥ К з ∙ I з (2.37)
где К з - кратность допустимого тока проводника по отношению к току срабатывания аппарата защиты, К з = 1
I з - ток срабатывания защиты, А
т.к. 19 < 1 ∙ 40, то провод не соответствует аппарату защиты поэтому выбираем провод АПВ - 10мм 2 , I доп = 47А
Расчёт для группы электроприёмников покажем на примере ШР-1
В соответствии с формулой (2.30) I р = 67,82А. По условию (2.29) выбираем провод АПВ - 25мм 2 ;I доп = 80А
По формуле (2.32) находим:
∆U р % = 0,2%
Провод АПВ-25мм 2 соответствует допустимым потерям напряжения,
т.к. ∆U р =0,2% ≤ ∆U доп =5%
В качестве аппарата защиты устанавливаем предохранитель.
Находим пиковый ток:
пик = I р - К и ∙ I нб + I пуск. нб
(2.38)
где I нб - номинальный ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от ШР-1 пуск.нб - пусковой ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от ШР-1
По формуле (2.30) находим I нб = 91А, по формуле (2.36) I пуск.нб = 455А пик = 67,82 - 0,13 · 91 + 455 = 511А
По условиям (2.33), (2.34), (2.35) выбираем предохранитель ПН-2 ном.пр =250А, I пл.вс = 250А
Проверяем предохранитель по селективности
Однолинейная схема ШР-1 дана на рис. 2.1
Рис.2.1 Однолинейная схема ШР-1
Предохранитель на вводе не селективен, поэтому выбираем предохранитель ПН-2 I ном.пр = 400А, I пл.вс = 350А
Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию (2.37), т.к.67,82 ≤ 1 ∙ 350, то провод не соответствует аппарату защиты, поэтому выбираем кабель СБ 3·185 + 1·95 с I доп = 340А
С учётом допустимой перегрузки кабель соответствует выбранному предохранителю.
Для остальных электроприемников и шкафов распределительных расчёт
аналогичен, результаты сведены в табл. 2.5
Таблица 2.5
проводник |
предохранитель |
||||||||
|
Кол-во жил |
||||||||
|
|
|
|||||||
2.7 Расчет сети напряжением выше 1 кВ
Определяем экономически целесообразное сечение по формуле:
F эк = (2.39)
где j эк - экономическая плотность тока, j эк = 1,7 А/мм 2
В соответствии с формулой (2.30): р = А эк = 9м
Выбираем ближайшее стандартное сечение - 10 мм²
Выбираем кабель ААБ-3х10 мм 2
Проверяем выбранный кабель на термическую стойкость к токам к.з
Термически устойчивое сечение к токам к.з определяется по формуле
m.y. = (2.40)
где I ∞ - установившееся значение периодической составляющей тока к.з ∞ = 2850А (см. разд. 2.8)
С - коэффициент, учитывающий разницу теплоты выделенной проводником дои после короткого замыкания, С = 95
t пр - фиктивное время, при котором установившийся ток к.з выделяет то же количество теплоты, что и действительный ток к.з. за действительное время
при tg = 0,15с, t пр = 0,2с, при β ’’ =2 т.y = 2850 · = 13
Кабель ААБ 3 х 10 термически устойчив к токам короткого замыкания
Окончательно выбираем кабель ААБ 3 х 10
2.8 Расчет токов короткого замыкания
Расчёт проводим в относительных единицах при базисных условиях. В
соответствии с заданием и результатами проектирования составляем расчётную схему
и схему замещения. Расчётная схема дана на рис.2.2, схема замещения на рис.2.3
Рис. 2.2 Расчетная схема Рис.2.3 Схема замещения
Примем, что базисная мощность Sб = 100МВА, базисное напряжение Uб = 6,3кВ
Сопротивление воздушной линии находится по формуле:
Х вл*б =(2.41)
где U ном.ср - среднее номинальное напряжение ступени, кВ
Х вл*б = 0,4 · 35 · 100/115² = 0,11Ом
Сопротивление трансформатора находится по формуле:
тр.б =* (2.42) тр.б =* = 4,2Ом
Определяем реактивное сопротивление кабельной линии по формуле (2.41):
Х кл*б = = 0,28 Ом
Находим активное сопротивление кабельной линии по формуле
(2.43) кл*б =
= 7,97
Используя признаки параллельного и последовательного соединения
сопротивлений, находим активное и индуктивное результирующие сопротивления:
Х рез*б = 0,11+2,1+0,28 =2,49 рез*б = 7,97
т.к= рез*б = 8,35
Определяем ток короткого замыкания по формуле:
где I б - базисный ток, кА
По формуле (2.14) находим базисный ток:
I б = = 9,16кА
I к.з. = = 1,1кА
Определяем ударный ток:
у
= (2.45) у = 2,55 ∙ 1,1
= 2,81кА
Находим мощность короткого замыкания:
к.з. = (2.46) к.з. = = 11,98 МВА
9 Выбор оборудования подстанции
Выбор разъединителей производим по следующим условиям:
ном.р > U ном. (2.47) ном.р > I расч. (2.48) а. ≥ i y. (2.49)
I t ² ∙ t>
I к 2 ∙ t пр (2.50)
где U ном.р - номинальное напряжение разъединителя
I ном.р - номинальный ток разъединителя а - амплитудное значение предварительного сквозного тока к.з t - предельный ток термической стойкости- время, в течении которого разъединитель выдерживает предельный ток термической стойкости
Номинальные данные разъединителя находим по
Выбор выключателя производим по следующим условиям:
ном.в = U ном (2.51) ном.в >
I р (2.52) а.
≥ i y (2.53) t ² ∙ t >
I к 2 ∙ t пр (2.54) отк >
I к (2.55) отк
≥ S к (2.56)
где U ном.в - номинальное напряжение выключателя, кВ ном.в - номинальный ток выключателя, А отк - номинальный ток отключения выключателя, кА отк - мощность отключения выключателя, МВА
отк = ∙ I отк ∙ U ном.в (2.57)
Номинальные данные масляного выключателя находим .
Результаты выбора представлены в табл. 2.6
Таблица 2.6
3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ОХРАНА ТРУДА
1 Организационные и технические мероприятия безопасного проведения работ
с электроустановками до 1 кВ
Для безопасного проведения работ должны выполняться следующие организационные мероприятия:
назначение лиц, ответственных за безопасное ведение работ;
выдача наряда и распоряжения;
выдача разрешения на подготовку рабочих мест и на допуск;
подготовка рабочего места и допуск;
надзор при выполнении работы;
перевод на другое рабочее место;
оформление перерывов в работе и её окончание.
Все работы, как со снятием напряжения, так и без него вблизи или на токоведущих частях должны выполняться по наряду-допуску или по распоряжению, поскольку обеспечение их безопасного выполнения требует специальной подготовки рабочего места и выполнения определённых мер. Исключение составляют кратковременные и небольшие по объёму работы, выполняемые дежурным или оперативно-ремонтным персоналом в порядке текущей эксплуатации. Их продолжительность не должна превышать 1 ч.
Подготавливающим рабочее место и допускающим может быть один работник.
Нарядом является составленное на специальном бланке задание на безопасное производство работы, определяющее содержание работы, места, время её начала и окончания, необходимые меры безопасности, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность выполнения работы. Наряд может быть выдан на срок до 15 суток.
Распоряжение является заданием на безопасное производство работы, определяющее содержание работы, места, время, меры безопасности лиц, которым поручено её выполнение. Распоряжение может быть устным и письменным, оно имеет разовый характер. Работы продолжительностью до 1 ч разрешается выполнять по распоряжению ремонтному персоналу под надзором дежурного или лица из числа оперативно-ремонтного персонала, а также самому дежурному или оперативно-ремонтному персоналу. При этом старшее лицо, выполняющее работу или ведущее надзор, должно иметь квалификационную группу IV в электроустановках напряжением выше 1000 В. Если продолжительность этих работ свыше 1 ч или они требуют участия более трёх человек, то они оформляются нарядом.
Выдающий наряд, распоряжение устанавливает возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных лиц, а также за соответствие выполняемой работе групп по электробезопасности перечисленных в наряде работников. Право выдачи нарядов и распоряжений предоставляется работникам из административно-технического персонала предприятия и его структурных подразделений, имеющим группу V.
Руководитель работ отвечает за выполнение всех указанных в наряде мер безопасности и их достаточность, полноту и качество инструктажа бригады, проводимого допускающим и производителем работ, а также организацию безопасного ведения работы. Руководителями работ должны назначаться инженерно-технические работники с группой V.
Лицо, дающее разрешение на подготовку рабочих мест и на допуск, несёт ответственность за достаточность предусмотренных для работы мер по отключению и заземлению оборудования и возможность их осуществления, а также за координацию времени и места работы допускаемых бригад. Давать разрешение на подготовку рабочих мест и на допуск имеют право работники из дежурного персонала с группой IV в соответствии с должностными инструкциями, а также работники из административно-технического персонала, уполномоченные на это указанием по предприятию.
Лицо, подготавливающее рабочее место, отвечает за правильное и точное выполнение мер по подготовке рабочего места, указанных в наряде, а также требуемых по условиям работы (установка замков, плакатов, ограждений).
Подготавливать рабочие места имеют право дежурный или работники из оперативно-ремонтного персонала, допущенные к оперативным переключениям в данной электроустановке.
Допускающий отвечает за правильность и достаточность принятых мер безопасности и соответствие их мерам, указанным в наряде, характеру и месту работы, за правильный допуск к работе, а также за полноту и качество проводимого им инструктажа. Допускающий должен назначаться из дежурного или оперативно-ремонтного персонала. В электроустановках выше 1000В допускающий должен иметь группу IV. Производитель работ, выполняемых по наряду в электроустановках выше 1000В, должен иметь группу IV. Наблюдающий должен назначаться для надзора за бригадами работников, не имеющих права самостоятельно работать в электроустановках. Наблюдающими могут назначаться работники с группой III.
Каждый член бригады обязан выполнять правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок и инструктивные указания, полученные при допуске к работе и во время работы, а также требования местных инструкций по охране труда.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При проектировании ремонтно-механического цеха получены следующие результаты:
1. Выбран вариант схемы электроснабжения, разработана схема распределительной сети электроснабжения
2. В соответствии с силовой и осветительной нагрузками с учетом экономических показателей для электроснабжения производственного цеха необходимо установить на питающей подстанции 6/0,4кВ один трансформатор мощностью 160кВА
Силовые сети 0,38кВ целесообразно выполнить кабелем марки ААБ, проложенным по кабельным конструкциям, и проводом АПВ, проложенным в трубах в полу
В качестве аппарата защиты необходимо выбрать предохранители
5.Приведены организационно технические мероприятия по охране труда при проведении работ в электроустановках до 1 кВ
Результаты проектирования даны в таблице:
Наименование электрооборудования |
Марка Тип |
Единица измерения |
Количество |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Разъединитель трёхполюсной |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Выключатель масляный |
ВММ-10-320-10тз |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Трансформатор масляный мощностью 160Кв*А |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Предохранитель |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
тоже I ном =600А I пл.вс =500А |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
тоже I ном =250А I пл.вс =200А |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
тоже I ном =250А I пл.вс =120А |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
тоже I ном =100А I пл.вс =80А |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
тоже I ном =100А I пл.вс =50А |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
тоже I ном =100А I пл.вс =40А |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
тоже I ном =100А I пл.вс =30А |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Кабель на напряжение 6Кв Сечением 3/10мАПВ Постников Н.П., Рубашов Г.М. Электроснабжение промышленных предприятий. Л.: Стройиздат, 1980. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.- М.: Высшая школа, 1981. Крючков И.П., Кувшинский Н.Н., Неклепаев Б.Н. Электрическая часть станций и подстанций.- М.: Энергия, 1978. 6. Справочник по электроснабжению и оборудованию /Под ред. Федорова А.А., Барсукова А.Н. М., Электрооборудование, 1978. 7. Правила устройства электроустановок /Минэнерго СССР.- М.: Энергия, 1980. Хромченко Г. Е. Проектирование кабельных сетей и проводок - М.: Высшая школа, 1973. 9. Е.Ф. Цапенко. Устройства для защиты от однофазного замыкания на землю. - М.: Энергоатомиздат 1985 г. - 296 с. 10. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. - Киев: Наукова думка, 1985 г. - 354 с. Железко Ю.С.. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях. Руководство для практических расчетов. - М.: Энергоатомиздат, 1989 г. - 176 с. | ФГОУ СПО Чебоксарский техникум строительства и городского хозяйства КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Пояснительная записка 1. Введение. 2. Краткая характеристика проектируемого объекта. 3. Разработка схемы электроснабжения объекта. 4. Определение расчетных силовых нагрузок. 5. Расчет и выбор питающих и распределительных линий. 5.1 Выбор питающих линий. 5.2 Выбор распределительных линий. 6. Расчет защиты. 6.1 Расчет и выбор защиты питающих линий. 6.2 Расчет и выбор защиты распределительных линий. 7. Выбор места и типа силовых и распределительных пунктов. 8. Выбор компенсирующих устройств. 9. Выбор числа и мощности трансформаторов на ТП. 10. Расчет тока короткого замыкания. 10.1 Расчет токов короткого трехфазного замыкания. 10.2 Расчет токов короткого однофазного замыкания. 11. Проверка оборудования на действие токов короткого замыкания. 12. Список литературы. Введение В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Основное достоинство электрической энергии - относительная простота производства, передачи, дробления, и преобразования. В системе электроснабжения объектов можно выделить три вида электроустановок: по производству электроэнергии - электрические станции; по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии - электрические сети и подстанции; по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах - приемники электроэнергии. Электрической станцией называется предприятие, на котором вырабатывается электрическая энергия. На этих станциях различные виды энергии (энергия топлива, падающей воды, ветра, атомная и т. д.) с помощью электрических машин, называемых генераторами, преобразуется в электрическую энергию. В зависимости от используемого вида первичной энергии все существующие станции разделяются на следующие основные группы: тепловые, гидравлические, атомные, ветряные, приливные и др. Совокупность электроприёмников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединённых с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем. Совокупность электрических станций, линий электропередачи подстанций тепловых сетей и приемников, объединенных общим непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой электрической энергии, называется энергетической системой. Электрические сети подразделяются по следующим признакам: 1) Напряжение сети. Сети могут быть напряжением до 1 кВ - низковольтными, или низкого напряжения (НН), и выше 1 кВ высоковольтными, или высокого напряжения. 2) Род тока. Сети могут быть постоянного и переменного тока. Электрические сети выполняются в основном по системе трёхфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом может производиться трансформация электроэнергии. 3) Назначение. По характеру потребителей и от назначения территории, на которой они находятся, различают: сети в городах, сети промышленных предприятий, сети электрического транспорта, сети в сельской местности. Кроме того, имеются районные сети, Сети межсистемных связей и др. Раздел 1 Краткая характеристика проектируемого объекта Ремонтно-механический цех (РМЦ) предназначен для ремонта и настройки электромеханических приборов, выбывающих из строя. Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. РМЦ имеет два участка, в которых установлено необходимое для ремонта оборудование: токарные, строгальные, фрезерные, сверлильные станки и др. В цехе предусмотрены помещения для трансформаторной подстанции (ТП), вентиляторной, инструментальной, складов, сварочных постов, администрации и пр. РМЦ получает ЭНС от главной понизительной подстанции (ГПП). Расстояние от ГПП до цеховой ТП - 0,9 км, а от энергосистемы (ЭНС) до ГПП - 14 км. Напряжение на ГПП - 6 и 10 кВ. Количество рабочих смен - 2. Потребители цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭНС. Грунт в районе РМЦ - чернозем с температурой +20 С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 6 м. каждый. Размеры цеха Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4 м. Перечень оборудования РМЦ дан в таблице 1. Мощность электропотребления указана для одного электроприемника. Расположение основного оборудования показано на плане. Таблица 1 Перечень ЭО ремонтно-механического цеха. Раздел 2 Разработка схемы электроснабжения объекта Для распределения электрической энергии внутри цехов промышленных предприятий служат электрические сети напряжением до 1000В. Схема внутрицеховой сети определяется технологическим процессом производства, планировкой помещений цеха, взаимным расположением ЭП, ТП и вводов питания, расчетной мощностью, требованиями бесперебойности электроснабжения, условиями окружающей среды, технико-экономическими соображениями. Питание ЭП цеха обычно осуществляется от цеховой подстанции ТП или ТП соседнего цеха. Внутрицеховые сети делятся на питающие и распределительные. Питающие сети отходят от центрального распределительного щита цеховой ТП к силовым распределительным шкафах СП, к распределительным шинопроводам ШРА или к отдельным крупным ЭП. В некоторых случаях питающая сеть выполняется по схеме БТМ ("Блок - трансформатор - магистраль"). Распределительные сети - это сети, идущие от силовых распределительных шкафов или шинопроводов непосредственно к ЭП. При этом ЭП подсоединяется к распределительным устройствам отдельной линией. Допускается подсоединять одной линией до 3-4 ЭП мощностью до ЗкВ, соединенные в цепочку. По своей структуре схемы могут быть радиальными, магистральными и смешанными. Радиальные схемы с использованием СП применяются при наличии сосредоточенных нагрузок с неравномерным их расположением по площади цеха, а также во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и пыльной средой. Они обладают высокой надежностью и применяются для питания ЭП любых категорий. Сети выполняются кабелями или изолированными проводами. Магистральные схемы целесообразно применять для питания нагрузок распределительных относительно равномерно по площади цеха, а также для питания групп ЭП принадлежащих одной технологической линии. Схемы выполняются шинопроводами или кабелями. При нормальной среде для построения магистральных сетей можно использовать комплексные шинопроводы. Для питания ЭП проектируемого цеха применяем трехфазную четырехпроходную сеть напряжением 380/220В частоты 50Гц. Питание электрооборудования будет осуществляться от цеховой ТП. Т.к. потребители по надежности электроснабжения относятся к 2 и 3 категории, то на ТП устанавливаем 1 трансформатор и предусматриваем низковольтную резервную перемычку от ТП соседнего цеха. Раздел 3 Определение расчетных силовых нагрузок Правильное определение ожидаемых (расчётных) электрических нагрузок (расчётных мощностей и токов) на всех участках СЭС является главным основополагающим этапом её проектирования. От этого расчёта зависят исходные данные для выбора всех элементов СЭС - денежные затраты на монтаж и эксплуатацию выбранного оборудования (ЭО). Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу проводникового материала сетей, к неоправданному увеличению установленной мощности трансформаторов и другого ЭО. Занижение - может привести к уменьшению пропускной способности электрических сетей, перегреву проводов, кабелей, трансформаторов, к лишним потерям мощности. Для распределительных сетей расчётная мощность определяется по номинальной мощности (паспортной) присоединённых ЭП. При этом мощность ЭП работающих в повторно кратковременном режиме приводят к длительному режиму. Для линий питающих узлы электроснабжения (распределительные силовые пункты, шинопроводы, цехи и предприятия в целом) расчёт ожидаемых нагрузок осуществляется специальным методом. Расчётная ожидаемая мощность узла всегда меньше суммы номинальных мощностей присоединенных ЭП из-за не одновременности их работы, случайным вероятным характером их включения и отключения, поэтому простое суммирование ЭП приводит к существенному завышению нагрузки по сравнению с ожидаемой. Основным методом расчёта нагрузки является метод упорядоченных диаграмм. Метод применим, когда известны номинальные данные всех ЭП и их размещение на плане цеха. Порядок определения расчетных силовых нагрузок по методу упорядоченных диаграмм. 1. Все ЭП, присоединенные к данному узлу группируют по одинаковому технологическому процессу, но не по одинаковой мощности, при этом мощности ЭП, работающих в повторно-кратковременном режиме приводят к длительному режиму.
2. Для каждой группы определяют общую мощность , коэффициент использования , тригонометрические функции и по с. 52, таблица 2.11. 3. Для каждой группы определяют сменную активную , реактивную по формулам
Где - это среднее значение активной мощности потребляемая узлом. 4. Для всего узла определяют , , среднее значение коэффициента использования для всего узла средневзвешенные значения тригонометрических функций , 5. Для узла определяют коэффициент сборки , где - номинальная мощность самого мощного ЭП, - номинальная мощность самого маломощного ЭП. m может быть больше, равен или меньше 3. 6. Для узла определяют эффективное число электроприемников - это условное число одинаковых по мощности и режиму работы ЭП, которые потребляли бы за смену такое же количество электроэнергии, как и реальные ЭП. Значение определяют по с. 55, 56 формулы 2.35 – 2.42. 7. По значениям и определяют коэффициент максимума активной нагрузки с. 54, таблица 2.13. 8. Определяют максимальную расчетную активную мощность узла:
9. Определяют максимальную расчетную реактивную мощность узла: 10. Определяют максимальную расчетную полную мощность узла:
11. Определяется максимальный расчетный ток узла
Расчет по СП – 1. Определяем модуль сборки: Находим активную сменную мощность группы одинаковых ЭП за наиболее загруженную смену: Находим реактивную сменную мощность группы одинаковых ЭП за наиболее загруженную смену: Определяем средний коэффициент использования:
При расчете максимальной нагрузки выбираем условия расчета эффективного числа . Так, для СП-1 Определяем реактивную максимальную мощность: Определяем полную максимальную мощность: Определяем максимальный ток нагрузки силового пункта СП-1: Расчёт нагрузок по СП-2 - СП-7 аналогичен. Все результаты расчётов сведены в таблицу 2. Таблица 2 Сводная ведомость нагрузок
Раздел 4 Расчет питающих и распределительных сетей Согласно ПУЭ сечения проводников силовой сети напряжением до 1 кВ при числе использования максимума нагрузки в год меньше 4000 выбирают по нагреву или по допустимому току нагрузки. Известно, что ток, проходя по проводнику, нагревает его. Количество выделенного тепла определяется по закону Джоуля-Ленца . Чем больше ток, тем больше температура нагрева проводника. Чрезмерно высокая температура может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений, а также пожарной опасности. Поэтому ПУЭ устанавливает предельно допустимые температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника. Ток, длительно протекающий по проводнику, при котором устанавливается наибольшая допустимая температура, называется длительно допустимым током по нагреву . Значение токов 1 ДОП для проводников различных марок и сечений, с учётом температуры окружающей среды и условий прокладки определены расчётно, проверены экспериментально и приведены в справочниках. При этом значения допустимых токов приведены для нормальных условий прокладки ─ температура воздуха + 25 °С, температурой земли + 15 °С и в траншеи проложен один кабель. Если условия прокладки отличаются от нормальных, то допустимый ток определяется с поправками на температуру и поправкой на количества кабелей проложенных в одной траншее, тогда Сечение жил проводников выбирают по условию , где ─ это максимальный расчётный ток в рассматриваемой линии. 4.1 Расчёт и выбор питающих линий Вид и марку проводника сети выбирают в зависимости от среды, характеристики помещений его конфигурации, размещения оборудования, способу прокладки сетей. Питающие сети будут выполняются кабелем АВВГ (АВРГ). Результаты расчетов приведены в таблице 3. Таблица 3 Питающие линии
4.2 Расчет и выбор распределительных линий Распределительные линии предполагается выполнять поливинилхлоридным проводом марки АПВ, уложенным в трубе. Сечение провода выбирается по условию . Ток расчётный определяется по формуле
Находим СП1. 1) 2) 3) Длительно допустимый ток для любой распределительной линии определяется по стр. 42 таблица 2,7 для четырех одножильных проводников.
Расчёты по СП 2 - СП 7 производятся аналогично. Результаты расчета и выбора распределительных линий сведены в таблицу 4. Таблица 4 Распределительные линии
Раздел 5 Расчет защиты При эксплуатации электрических сетей возможны нарушения их нормального режима работы, при которых ток в проводниках резко возрастает, что вызывает повышение их температуры выше величины допустимых ПУЭ. К таким аварийным режимам относя короткое замыкание и перегрузка. При коротком замыкании токи могут достигать значений в десятки раз превышающих номинальные токи электроприёмников и допустимые токи проводников. При перегрузках электроприёмников по обмоткам трансформаторов, двигателей и по проводникам протекают повышенные токи. Поэтому как электроприёмники так и участки сетей должны защищаться аппаратами защиты, отключающие участок при аварийном режиме. Для защиты электрический сетей напряжением до 1000 В плавкие предохранители, автоматические выключатели и тепловые реле магнитопускателей. Плавкие предохранители защищают от токов короткого замыкания. Автоматические выключатели имеют либо тепловые, либо электромагнитные, либо комбинированные (тепловой и электромагнитный) расцепители. Тепловые расцепители осуществляют защиту от перегрузок, а электромагнитные от токов короткого замыкания. Выбор предохранителей проводится в следующим условиям: 1) для одиночных ЭП не имеющих предохранителей выбор проводится по следующим условиям , где - номинальный ток плавкой вставки, - расчётный ток лини. 2) для ЭП имеющих один двигатель а) б)
Коэффициент запаса; 1,6 для тяжёлых условий пуска; 2,5 для лёгких условий пуска; 3) для линий питающих группу ЭП с двигателем б) Выбор автоматических выключателей проводится по следующим условиям.
Ток срабатывания электромагнитных или комбинированных расцепителей проверяется по максимальному кратковременному току линии ПУЭ наряду с проверкой проводников по допустимому нагреву устанавливают определенное соотношение между токами защитного аппарата и допустимыми токами провода 5.1 Расчет и выбор защиты питающих линий Защита питающих распределительных линий будет, осуществляется с помощью включателей серии A3700. Защита питающих распределительных линий осуществляется автоматическими включателями серии А 3700. Расчет и выбор выключателей питающих линий выполняется в следующей последовательности. Определяется пиковый ток линии СП: 231,1 А; К И = 0,6; Определяется ток отсечки выключателя:
Определяется ток предельного отключения: Определяем ток защищаемой линии:
Расчеты по СП4,СП5 и СП6,СП7 проводятся аналогично. Результаты расчета и выбора выключателей сводим в таблицу 5. Таблица 5 Выбор защитных аппаратов питающих линий
5.2 Расчет и выбор защиты распределительных линий Защита распределительных линий предусматривается с помощью плавких предохранителей. Расчет и выбор предохранителей отходящих линий выполняется в следующей последовательности; Определяется пусковой ток электроприёмников распределительного пункта СП-1: Для ЭП 6…8: Для ЭП 9…11: Для ЭП 12…14: Определяется номинальный ток плавкой вставки электроприемников СП-1 по формуле главы 3 стр. 160. табл. 3.9. Для ЭП 6…8: Для ЭП 9…11: Для ЭП 12…14: По таблице 3.5 стр. 139 принимаются нормированные значения токов установок. Для ЭП 6…8 ; Для ЭП 9…11 ; Для ЭП 12…14 . Расчеты по СП2 - СП7 проводится аналогично. Результаты расчетов сводим в таблицу 6. Таблица 6 Защита распределительных линий
Раздел 6 Выбор места и типа силовых распределительных пунктов СП Распределительные сети электроснабжения цеха силовые пункты строятся с использованием силовых распределительных устройств - это силовых распределительных пунктов СП и распределительных шинопроводов. СП применяются при расположении ЭП компактными группами на плане цеха, а также в цехах с пыльной или агрессивной средой. ШР применяются при расположении ЭП вряд. СП - это законченное комплектное устройство заводского изготовления для приёма и распределения электроэнергии, управления и защиты ЭП от перегрузок и короткого замыкания содержащими рубильники, предохранители, выключатели, счётчики. ШР - это комплектный шинопровод заводского изготовления собираемый из отдельных секций и могущих принимать любую конфигурацию. СП следует размещать нагрузок для экономии проводникового материала. В разрабатываемой схеме электроснабжения применены четыре силовых распределительных пункта. Электроприёмники большой мощности необходимо подключать непосредственно к шинам низкого напряжения цеховой подстанции. Для проектирования цеха приняты силовые распределительные шкафы с рубильником на вводе и с предохранителями на отходящих линиях. В качестве СП используем распределительный трехфазный шкаф серии ШР 11. см. стр. 137. таблица 3.3. Технические данные СП представлены в таблице 7 Таблица 7 Технические данные СП
Раздел 7 Выбор компенсирующих устройств Большинство ЭП помимо активной мощности потребляют и реактивную. Основными потребителями реактивной мощности являются АД, сварочные трансформаторы, газоразрядные лампы. Между значениями реактивной мощности вырабатываемой генераторами электростанций и значениями реактивной мощности потребляемой ЭП должен существовать баланс. Нарушение этого баланса за счет высокого потребления реактивной мощности приводит к отрицательным последствиям (перегрузка по току генераторов, увеличение токовой нагрузки в линиях, увеличение капитальных затрат и потеря напряжения в линии), поэтому важной задачей является снижение потребления реактивной мощности от системы (через трансформаторы подстанций предприятий и цехов). Реактивную мощность могут генерировать не только генераторы электростанций, но и другие источники: воздушные и кабельные ЛЭП, а также специальные устройства, которые называются компенсирующими (КУ). В качестве КУ используют синхронные компенсаторы и статические конденсаторы. В качестве КУ на коммунальных и промышленных предприятиях обычно применят батареи статических конденсаторов. Мощность КУ определяется выражением
─ наиболее активная расчетная мощность подстанций. ─ оптимальный коэффициент реактивной мощности задаваемой электросистемой, обычно составляет
─ реактивная мощность, которая может быть передана потребителю энергосистемой в режиме максимума активных нагрузок. Значение зависит от ; = 0,03 – 0,98; В качестве КУ применяем комплектную конденсаторную установку типа УК с.90, таблица.8.1. с мощностью 75 кВар Таблица 8.1 Раздел 8 Выбор числа и мощности трансформаторов на ТП Количество трансформаторов на цеховой подстанции определяется категорией потребителей. Для электроснабжения ЭП 1 и 2 категории сооружают двух трансформаторные подстанции. Для питания потребителей 2 категории допускают сооружение однотрансформаторной подстанции при наличии низковольтных перемычек включаемых вручную или автоматически. Однотрансформаторные подстанции используются для питания неответственных потребителей 3 категории, если замена трансформатора или его ремонт производится в течение не более 1 суток. Сооружение однотрансформаторной подстанции обеспечивает значительную экономию капитальных затрат. Мощность трансформаторов выбираются по условию: при установке одного трансформатора: ; при установке двух трансформаторов: где ─ максимальная расчетная мощность на шинах низкого напряжения подстанции: Трансформаторы, выбранные по последнему условию, обеспечивают питание всех потребителей в нормальном режиме при оптимальной загрузке трансформаторов 0,6-0,7 загрузки, а в послеаварийном режиме оставшийся в работе один трансформатор обеспечивает питание потребителей с учетом допустимой аварийной перегрузки трансформатора на 40% от S H 0 M .
В качестве цеховой подстанции выбираем комплектную ТП заводского изготовления серии КТП, технические данные КТП приведены в таблице таблица 9.11. Выбираем трансформатор: Таблица 9.11 Раздел 9 Расчёт токов короткого замыкания По электрической сети и электрооборудованию в нормальном режиме протекают токи, допустимые для данной установки. При нарушении электрической прочности изоляции проводов или короткого замыкания оборудования возникает аварийный режим короткого замыкания, вызывающий резкое повышение токов во много раз превышающий допустимые токи. Значительные по величине токи к.з. представляют большую опасность для элементов электрической сети и оборудования, т. к. чрезмерный нагрев токоведущих частей и создают большие механические усилия, которые могут привести к разрушению электрического оборудования. Поэтому для правильной эксплуатации электросетей и оборудования их выбирают не только по условиям нормального режима работы, но и аварийного режима, чтобы они выдерживали без повреждений действия наибольших возможных токов к.з. Определение токов к.з. необходимо для выбора выключателей на коммутационную способность и электродинамическую и термическую устойчивость. Кроме того, в 4-х проводных сетях напряжением 380/220 В работающих на глухо заземленных нейтралах, при замыкании на нулевой провод или металлический корпус оборудования, защитный аппарат должен автоматически отключить аварийный участок сети. Для проверки надежности срабатывания защитного аппарата при к.з., между фазным и нулевым проводами необходимо определить расчётный ток однофазного короткого замыкания на землю. 9.1 Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания В процессе расчёта 3-х фазного к.з. определяются: 1 . - начальное действующее значение периодически составляющей точки по ней определяют термическую стойкость и коммутационную способность аппарата. 2 Ударное значение тока к.з. - по нему проверяют аппараты, шины, изоляторы на электродинамическую устойчивость. Считаем, что мощность системы во много раз превышает мощность трансформатора, то напряжение на шинах НН подстанций считается неизменным. То есть, считаем, что к.з. питается от источника с неограниченной мощностью. Тогда периодическая составляющая тока к.з. остаётся неизменной в течении всего времени действия к.з.,тогда считаем, что I П 0 = I КЗ. На расчётной схеме отмечаем расчётные точки к.з. и для каждой точки составляем схему замещения, на которой указываем активные и индуктивные составляющие, сопротивления всех элементов схемы от точки питания до точки к.з. Принципиальная схема для расчёта токов коротких замыканий: Расчёт трёхфазного короткого замыкания в точке К-1. Схема замещения: Активное и индуктивное сопротивление трансформатора выбираем по ,таблица 1.9.3. стр. 61: мОм; мОм. Сопротивление обмотки расцепителя и контактов автомата выбираем по , таблица 1.9.3. стр. 61: мОм; мОм; мОм;А. Сопротивление трансформатора тока выбираем по , таблица 1.9.2. стр. 61: мОм; мОм;; где
Ток трёхфазного короткого замыкания в точке К-1 определяем по формуле:
Расчёт трёхфазного короткого замыкания в точке К-2. Схема замещения: Сопротивление обмотки расцепителя и контактов автомата выбираем по , таблица 1.9.3. стр. 61:
Определяем активное и индуктивное сопротивление распределительных линий питающих ЭП: X 0 и r 0 определяем по , таблица 1.9.5. стр. 62 Определяем суммарные активные и индуктивные сопротивления в короткозамкнутой цепи: Определяем полное сопротивление в короткозамкнутой цепи:
Ток трёхфазного короткого замыкания в точке К-2 определяем по формуле: Определяем ударное значение тока короткого замыкания: 9.2 Расчёт токов однофазного короткого замыкания Ток однофазного к.з. определяется для проверки надежности срабатывания защитного аппарата самого удаленного от шин КТП и ЭП. Расчёт однофазного тока короткого замыкания в точке К-3: Схема замещения: Определяем сопротивления в короткозамкнутой петле линии фаза-нуль. Сопротивления: одной жилы кабеля нулевой жилы кабеля одной жилы провода индуктивное сопротивление петли кабеля индуктивное сопротивление петли провода Суммарное сопротивление петли фаза-нуль определяем по формуле: Ток однофазного к. з. находим по формуле:
Раздел 10 Проверка оборудования на действие токов короткого замыкания В сетях до 1000 В производится следующие проверки токов к.з.: 1. На электродинамическую устойчивость проверяются автоматы, шинопроводы если ≥ то условие соблюдается; 2. На коммутационную способность, т.е. на предельно отключающий ток, проверяют автоматы, предохранители: , если ≥ то условие соблюдается; 3. На надежность срабатывания защитного аппарата при однофазном коротком замыкании на землю:
условие соблюдается. Список литературы: 1. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д., «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» − М: Энергоатомиздат, 1999 г. 2. Липкин Б.Ю. «Электроснабжение предприятий и установок» − М: Высшая школа, 1990 г. 3. Цигельман И.Е. «Электроснабжение городских зданий и коммунальных предприятий» − М: Высшая школа, 1982 г. 4. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. «Электрооборудование станций и подстанций» − М: Энергоатомиздат, 1987 г. 5. Конюхова Е.А. «Электроснабжение объектов» − М: Энергоатомиздат, 1988 г. 6. Неклипаев Б.Н., Крючков И.П. «Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования». − М: Энергоатомиздат, 1989 г. 7. «Электрический справочник» под редакцией Орлова И.Н. − М: Энергоатомиздат, 1989 г. 8. «Правила устройств электроустановок (ПУЭ)» −М:Кнорус, 2007 г. 9. Шеховцов В.П. «Расчет и проектирование схем электроснабжения». М: Форум-инфа-М, 2004. |