98735

Расчет электроснабжения электромеханического цеха

Курсовая

Энергетика

Объединение региональных ОЭС в более мощную систему образовало Единую энергетическую систему (ЕЭС) Российской Федерации. ЕЭС позволило снизить необходимую генераторную мощность по сравнению с изолированно работающими электростанциями и осуществлять более оперативное управление перетоками энергетических мощностей с Востока...

Русский

2015-11-06

534 KB

1 чел.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1.1.Заданные исходные данные

2. Выбор мощности питающего трансформатора

3.  Расчет кабельной сети

3.1. Высоковольтная кабельная сеть

3.1.1. Расчет кабелей питающих ТП

3.1.2. Расчет и выбор кабелей по длительной нагрузке и длительно-допустимой температуре нагрева жил

3.1.3. Выбор сечений кабелей по условию экономичности

3.1.4. Выбор сечений кабелей по условию механической прочности

3.2. Низковольтная кабельная сеть

3.2.1. Расчет кабелей по допустимой нагрузке и длительно-допустимой температуре нагрева жил

3.2.2. Выбор сечений кабелей по условию механической прочности

4. Токи короткого замыкания

4.1. Определение приведенных длин кабелей

4.2. Расчет токов к.з. в сетях ВН и НН

5. Расчет сети по потере напряжения при нормальной работе электроприемников

6. Выбор аппаратуры управления и защиты

6.1. Выбор магнитных пускателей

6.2. Выбор автоматических выключателей

7. Выбор и проверка МТЗ низковольтных аппаратов

Заключение


ВВЕДЕНИЕ.

Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которого приходится более 60% вырабатываемой в стране энергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмов, освещение помещений, осуществляется автоматическое управление технологическими процессами и др. Существуют технологии, где электроэнергия является единственным энергоносителем.

В связи с ускорением научно-технологического прогресса потребление электроэнергии в промышленности значительно увеличилось благодаря созданию гибких автоматизированных производств.

Энергетической программой предусмотрено создание мощных территориально-производственных комплексов (ТПК) в тех регионах, где сосредоточены крупные запасы минеральных и водных ресурсов. Такие комплекс добывают, перерабатывают, транспортируют энергоресурсы, используя в своей деятельности различные электроустановки по производству, передаче и распределению электрической и тепловой энергии.

Объединение региональных ОЭС в более мощную систему образовало Единую энергетическую систему (ЕЭС) Российской Федерации. ЕЭС позволило снизить необходимую генераторную мощность по сравнению с изолированно работающими электростанциями и осуществлять более оперативное управление перетоками энергетических мощностей с Востока, где находиться около 80% топливных и гидроресурсов, на Запад страны, так как в европейской части страны размещается 80% всех потребителей энергии. Для электрической связи между ОЭС служат сверхдальние линии электропередач напряжением 330; 500; 750 и 1150 кВ и выше.

Управление ЕЭС РФ ведется из центрального диспетчерского управления (ЦДУ ЕЭС РФ) в Москве. Задачей ЦДУ ЕЭС РФ является обеспечение руководства региональными ОЭС, расчет и внедрение наиболее рациональных режимов работы управляемых электростанций, ликвидация аварий в энергосистемах.

Энергетическая политика РФ предусматривает дальнейшее развитие энергосберегающей программы. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем: перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствование энергетического оборудования, реконструкция устаревшего оборудования; сокращение всех видов энергетических потерь и повышение уровня использования вторичных энергетических ресурсов. Предусматривается также замещение органического топлива другими энергоносителями, в первую очередь ядерной и гидравлической энергией.

Кроме прямого энерго- и ресурсосбережения существует целый ряд актуальных задач, решение которых в конечном итоге приводит к тому же эффекту в самих производственных установках, в производстве в целом. Сюда, в первую очередь относится повышение надежности электроснабжения, так как внезапное, иногда даже весьма кратковременное прекращение подачи электропитания может привести к большим убыткам в производстве.

Но повышение надежности связано с увеличением стоимости системы электроснабжения, поэтому важной задачей должно считаться определение оптимальных показателей надежности, выбор оптимальной по надежности структуры системы электроснабжения. Также важной задачей является обеспечение требуемого качества электроэнергии. Низкое качество электроэнергии приводит помимо прочих нежелательных явлений к увеличению потерь электроэнергии как в электроприемниках, так и в сети. Важное значение приобрело измерение показателей качества электроэнергии.
За последние десятилетия достигнуты значительные успехи не только в микроэлектронике, но и в электроаппаратостроении, в разработке новых электрических  и конструкционных материалов, в кабельной технике. Эти достижения открывают новые возможности в способах канализации электроэнергии и в конструкции распределительных устройств (РУ). В частности, применение новых комплектных легко заменяемых узлов электрических сетей и сетевых устройств может потребоваться в быстро изменяющихся производственных условиях современных предприятий.


1. РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ

Составляется таблица №1 с указанием технических данных электроприемников. Эта таблица необходима для определения суммарной установленной мощности электроприемников, питающихся от трансформаторной подстанции.   

Напряжение кабеля питающего трансформатора:

ВК – 1U = 6КВ;  

Напряжение распределительных пунктов питающих

Электроприемники =660В

Таблица №1

Заданные исходные данные

п.п.

Наименование

электроприемника

Pном.,

кВт

Iном., А

КП

cos £

ПВ,%

КС

Распределительный пункт №1, U = 660В

1

1

55

57

6

0,8

100

0,75

2

2

30

32

7

0,65

70

0,6

3

3

25

27

7,5

0,7

100

0,8

Распределительный пункт №2, U = 660В

4

4

110

117

6

0,65

100

0,7

5

5

7,5

8,2

6,5

0,85

30

0,9

 


Обозначение электроприемников и значение длины кабелей приведены в таблице №.2

Кабельные длины

                                                                                               Таблица №2

№ п.п.

Обозначение кабеля на схеме

Длина кабеля ℓ, м.

1

ВК

25

2

К1

40

3

К2

45

4

К3

30

5

К4

90

6

К5

70

7

К6

75

8

К7

100


2. ВЫБОР МОЩНОСТИ ПИТАЮЩЕЙ ПОДСТАНЦИИ

Выбор мощности питающей подстанции основывается на наличии всех нагрузок питающихся от нее.

Также при выборе ращетной мощности подстанции учитывается продолжительность включения каждого из отдельных электроприемников, а также средневзвешенный коэффициент мощности и коэффициент спроса группы электроприемников.

Расчетная мощность ТП определяется по формуле:

кВ ּА,

(2.1)

где      - сумма номинальных мощностей электроприемников питающихся от данной КТП кВт.

Кс. - коэффициент спроса группы электроприемников;

Коэффициент спроса учитывает степень загрузки и одновременности работы двигателей и других электроприемников, их кпд а также кпд сети.

Cosφ - средневзвешенный коэффициент мощности группы  электроприемников.

                          

Учитывая примечания к таблице №1 определяем номинальную  мощность электроприемников по формуле (2.2).

Рном = Рном= кВт                                                                                       

  (2.2)

Рном.2= 30*=25,1 кВт

Рном.5= 7,5*= 4,1 кВт

Производим выбор мощности для КТП по формуле (2.3)

Рном.1+Рном.2+Рном.3+Рном.4+ Рном.5, кВт.

(2.3)

55+25,1+25+110+4,1=219,2кВт

По формуле (2.4) найдем средневзвешенный коэффициент мощности.

Cosφ ср= 

 (2.4)

Cosφ=

По формуле (2.5) найдем коэффициент спроса группы электроприемников.

Кс.ср.=

       (2.5)

Кс. ср.=

По формуле (2.2) определяем ращетную мощность ТП.

Sр.тр.=

По данной ращетной мощности, исходя из специфических особенностей применяя оборудование по справочнику выбираем трансформатор, удовлетворяющий климатическим условиям, выбираем ближайший больший по таблице(1.11) Выбираем ТП типа ТДН- 250 и проверяем коэффициент загрузки

() если взрывоопасная среда, трансформатор сухой.

Sр.тр=225.2 кВа

Sном=250 кВа

  

Коэффициент загрузки трансформаторной подстанций определяем по формуле (2.6)

                                                                                                 (2.6)

;

Условие выполняется, трансформатор выбран правильно.

3.  РАСЧЕТ КАБЕЛЬНОЙ СЕТИ

         Расчет кабельной сети сводится  к определению таких сечений силовых  жил кабелей, которые бы удовлетворяли следующим условиям:  

1) Подвод к потребителям электроэнергии был достаточным для их нормальной работы.

2) Удовлетворяли условию экономичной плотности тока.

3) Удовлетворяли условию механической прочности.

4)Выдерживали проверку на термическую стойкость в зависимости от температуры окружающей среды.  

        

3.1. Высоковольтная кабельная сеть U=6кВт

Для питания трансформатора необходимо выбирать 3-х жильные кабели с бумажной поясной изоляцией пропитанные изоляционным составом и бронированные свинцовой лентой.

3.1.1. Расчет кабеля питающего ТП

          Выбор сечения проводников по условию нагрева производится через расчетную токовую величину, приходящуюся на токопровод.

Расчетный ток на кабель высокого напряжения Iр.(вк1) определяется по формуле:

Iр.вк1(вн)=                                                                             

  (2.7)

Iр.вк1(вн) - расчетный ток с высокой стороны (вн) трансформатора, А.

Uном.тр.(вн) - номинальное напряжение питания трансформатора с ВН.

Uном.тр.(вн) = 6 кВт.

Произведем пример определения тока на магистральном кабеле (вк1).

Iр.вк1 (вн) =

3.1.2. Проверка и расчет кабеля Iр. вк1(вн) по условиям механической прочности и по экономичной плотности тока.

 

     По расчетному значению тока, по справочнику таблица 1.3  выбираем и определяем:

1) характеристику кабелей:

кабели трехжильные с бумажной пропитанной изоляцией в

свинцовой оболочке, номинальное напряжение : 6кВ;

- длительно-допустимая температура нагрева жил: t0дл.=350С.

2) стандартные сечения токопроводящих жил кабелей Sж. по условию, что  расчетные токовые нагрузки не превышают длительно-допустимых справочных величин;

3) марка кабелей СБН-6  

Следовательно для кабеля (вк1) при Iр.=21.7А

получим:

Is.н=55А;

Sж.=10мм2

где:

Is.н- длительно допустимая токовая нагрузка

Sж.- сечение жил кабеля

Проверка кабеля Iр.вк1(вн). по условиям механической прочности.

По условию механической прочности минимальное сечение жил должно быть не менее:

1) Для питания трансформаторов Sмех..

2) Для стационарных электроприемников Sмех .

3) Для электроприемников периодически перемещаемых Sмех .

4) Для сетей освещения Sмех .

По условию сечения кабель не проходит, исходя из этого по справочнику таблица 1.3 выбираем кабель ближайший больший.  

Sмех=16

Is.н=65А

Условия выполняются, кабель проходит.

Проверка кабеля Iр.вк1(вн). по экономичной плотности тока.

Экономическое сечение кабеля определяется по расчетному току:

                                             Sэк. =мм2

(2.8)

где:

Sэк.- экономическое сечение жил кабеля Iр.вк1(вн)

I рк.- расчетный ток кабеля

Jэк - экономическая плотность тока зависящая от продолжительности максимума нагрузки.

По табл.1.5.[1], согласно нашим данных, для кабеля вк1 при Iр.вк1=21,7А

принимаем j=3А/мм2.,

Jэк =

 Sэк. = =7.2мм2

По условию проходит.

3.2 Низковольтная кабельная сеть

По условиям электробезопастности,электроустановки, и питающие их сети, разделяются на электроустановки до 1000 В.

 Распределительная сеть берет начало с трансформаторной подстанции (ТП), и через распределительные пункты (РП) идет  до самих потребителей.

3.2.1. Расчет кабеля питающего распределительный пункт (РП-1) при U=660В

Расчетный ток кабеля, питающий группу. электроприемников, к3. к4. к5 определяется по формуле:

Iрк

(2.9)

где:

-сумма номинальных мощностей электроприемников, питающихся по

данному кабелю, кВт.

0,812-коэффициент

Так для кабеля (к1) питающего  РП-1 расчетный ток составит

Iрк0,812*110=89,3А

3.2.2 Проверка кабеля (к1) по механической прочности, а также по

длительно-допустимой температуре нагрева жил зависимости от температуры окружающей среды

По табл. 1.3. выбираем и определяем характеристику кабелей:

1) Кабели гибкие с резиновой изоляцией на напряжение до 1,2 кВ;

длительно-допустимая температура нагрева жил t0дл.= 750С;

кабели 4х жильные для основного применения;

2)Марка кабелей: ГРШЭ

Тогда:

Sж=16мм

Is.н. = 122 А

Проверка кабеля (к1)по условию механической прочности.

По условию механической прочности минимальное сечение должно быть не менее Sмех.

По условию проходит.

Проверка кабеля по длительно допустимой температуре нагрева жил в зависимости от температуры окружающей среды

Учитывая, что температура, при которой эксплуатируется наш кабель, не соответствует стандартной (t=+350С) необходимо произвести проверку выбранных нами сечений по формуле:

Iэл.= КU*Is.н.≥Iр.к1

(2.10)

где:

Iэл.-возможный длительный ток нагрузки на кабель с учетом           действительной температуры окружающего воздуха;

КU0- поправочный коэффициент на токи в зависимости от действительной температуры окружающей среды.

По табл.1.4. для Кu0 =350С = 0,9

Isн.-длительно-допустимая, справочная токовая нагрузка кабеля соответствующего сечения.

При проведении расчета  получим:

Iэл.=0,9*122 ≥89,3

По условию проходит, кабель выбран правильно.

Для расчета тока одиночного электроприемника за Iрк принимаем Iном аппарата. Дальнейшие расчеты и выбор сечений кабелей, отдельных электроприемников  к3.к4. к5. U=660В приведены  табл.3.

3.2.3 Расчет кабеля питающего распределительный пункт (РП-2) при U=660 В.

Расчетный ток кабеля, питающий группу. электроприемников, к6.к7.  определяется по формуле:

Iрк

(2.9)

где:

-сумма номинальных мощностей электроприемников, питающихся по

данному кабелю, кВт.

0,812-коэффициент

Так для(к2) кабеля питающего  РП-2расчетный ток составит

Iрк0,812*117.5=95.4А

3.2.2 Проверка кабеля (к2) по механической прочности, а также по

длительно-допустимой температуре нагрева жил зависимости от температуры окружающей среды

По табл. 1.3. выбираем и определяем характеристику кабелей:

1) Кабели гибкие с резиновой изоляцией на напряжение до 1,2 кВ;

длительно-допустимая температура нагрева жил t0дл.= 750С;

кабели 4х жильные для основного применения;

2)Марка кабелей: ГРШЭ

Тогда:

Sж=16мм

Is.н. = 122 А

Проверка кабеля (к2)по условию механической прочности.

По условию механической прочности минимальное сечение должно быть не менее Sмех.


По условию проходит.

Проверка кабеля по длительно допустимой температуре нагрева жил в зависимости от температуры окружающей среды.

Производим проверку по выбранной нами  формуле:

                                           Iэл.= КU*Is.н.≥Iр.к2                                         (3.2)

где:

Iэл.-возможный длительный ток нагрузки на кабель с учетом           действительной температуры окружающего воздуха;

КU0- поправочный коэффициент на токи в зависимости от действительной температуры окружающей среды.

По табл.1.4. для Кu0 =350С = 0,9

Isн.- длительно-допустимая, справочная токовая нагрузка кабеля соответствующего сечения.

При проведении расчета  получим:

Iэл.=0,9*122 ≥95.4

По условию проходит, кабель выбран правильно.

Дальнейшие расчеты и выбор сечений кабелей, отдельных электроприемников  к6.  к7. U=660 приведены в табл.3

.

 

Таблица №3.

Расчет и выбор сечения кабелей

Обозначение кабеля на схеме

Расчетный ток

кабеля  Iр.к, А.

Марка

Сечение жилы Sж (мм2) по условиям

Выбранное сечение жилы

Sж , (мм2)

Is.н.

Sмех , Sэк

ВК

Iр.вк =21.7

3 жилы

СБН-6

Sж=10

IS.H=55A

Sмех=16

Sэк= Iр.к / iэк=21,7/3=7,2

Sж=16

К1

Iр.к =89,3

ГРШЭ

4 жил

Sж=16

IS.H=122 A

Sмех=16

Sж=16

К2

Iр.к.=95.4

ГРШЭ

4 жил

Sж=16

IS.H=122 A

Sмех=16

Sж=16

К3

Iр.к.=57

ГРШЭ

4 жил

Sж=6

IS.H=69А

Sмех=10

Sж=10

К4

Iр.к.=32

ГРШЭ

4 жил

Sж=4

IS.H=54А

Sмех=10

Sж =10

К5

Iр.к.=27

ГРШЭ

4 жил

Sж=4

IS.H=54А

Sмех=10

Sж =10

К6

Iр.к= 117

ГРШЭ

4 жил

Sж=16

IS.H=122 A

Sмех=10

Sж=25

К7

Iр.к.=8.2

ГРШЭ

4 жил

Sж=4

IS.H=54А

Sмех=10

Sж=10

 

4. Токи короткого замыкания

        Правила технической эксплуатации электроустановок (ПТЭЭ) рассматривает обязательное определение ожидаемых величин токов к.з. с целью четкого  надежного действия защиты.

        Основными причинами возникновения к.з. в сети могут быть: повреждение изоляции отдельных  частей электроустановок.

        К.з. в сети может сопровождаться: прекращением питания потребителей; перепадам и толчком напряжения в сети; нарушением нормального режима работы энергетической системы.

         Действующие ПБ и ПТЭЭ предусматривает обязательное определение величин токов к.з. с целью обеспечения четкого и надежного действия

защиты.

4.1. Определение приведенных длин кабелей

        

        Кабельная сеть участка обычно состоит из кабелей имеющих различные сечения, длину и сопротивление. Для упрощения расчетов токов короткого замыкания (к.з.) и потерь напряжения в сети все кабели приводятся к кабелю сечением силовых жил 50 мм2..

        Приведенная длина одиночного кабеля ℓ*(км.), определяется по формуле:

                                                 ℓ*н.н.= ℓн.н. х Кп                                      (4.1.)[1]

или

                                                 ℓ*вн = ℓвн. х Кп,

где:

ℓн.н., ℓвн. – фактические длины кабелей, соответственно низковольтного

                     напряжения (н.н.) и высоковольтного напряжения (в.н.);

         Кп – коэффициент приведения кабеля к кабелю определенного (одного какого-нибудь) сечения. В табл. 1.8.[1] приведены значения Кп. к кабелю сечение  50 мм2.

Так, например, для некоторых кабелей их приведенные длины, к кабелю сечением 50 мм2 составят:

  •  кабель КВ

              при ℓ=20м, S= 16 мм2, и Кп = 3,06

получим: ℓ*КВ =0,02 х 3,06

                ℓ*КВ=0,06 км.

Дальнейшие расчеты снесем в таблицу №4.

                                                                                                             Таблица №4.

Расчет приведенных длин кабельных линий

№п.п

Обозначение кабеля на схеме

Сечение силовых жил кабеля Sж, мм2

Фактическая длина кабеля ℓ, км.

Коэффициент привидения, Кп (стр.60 [1]) и (табл.1.8.)[1]

Приведенная длина кабеля

В сети вн. ℓ*в.н

В сети нн. ℓ*н.н

1

КВ

16

0,025

3,06

0.0765

2

К1

16

0,04

3.06

0,1224

3

К2

16

0,045

3.06

0,1377

4

К3

10

0,05

4,92

0,1476

5

К4

10

0,09

4.92

0,4428

6

К5

10

0,07

4,92

0,3444

7

К6

25

0,75

1,97

0,1477

8

К7

10

0,1

4,92

0,492

4.2. Расчет токов к.з. в сетях ВН и НН

 Величины токов к.з. в сетях напряжением 6 кВ. определяются по приведенной длине кабельной сети в соответствии с разделом  4.1., по таблице 1.10 [1], а для напряжения ниже 1 кВ по таблицам 1.11и 1.12 [1]:

а) для L*вн.=0

I(3)к.з.=4600 А;

I(2)к.з.=3990 А;

Дальнейшие расчеты  произведем в таблице №5.

Таблица №5

Расчет токов к.з.

№ п.п

Расчетная точка к.з.

Суммарная приведенная длина кабельной линии от базовой точки до точки к.з.

Токи к.з., А.

I(3)к.з

I(2)к.з

1

Т1

1=0

4600

3990

2

Т2

Lпр*Lвн=0+0.0765=0.0765

4560

3950

3

Т3

Т2+0.05=0.0765+0.05=0.1265

2775

3890

4

Т4

Т3+Lк1=0.1265+0.1224=0.2489

2900

2000

5

Т5

Т3+Lк2=0.1265+0.1377=0.2642

2835

1950

6

Т6

Т4+Lк3=0.2489+0.1476=0.3965

2150

1460

7

Т7

Т4+Lк4=0.2489+0.4428=0.6912

1390

940

8

Т8

Т4+Lк5=0.2489+0.3444=0.5933

1575

1070

9

Т9

Т5+Lк6=0.2642+0.1477=0.4119

2162

1480

10

Т10

Т5+Lк7=0.2642+0.492=0.7562

1240

840

5. РАСЧЕТ СЕТИ ПО ПОТЕРЕ НАПРЯЖЕНИЯ ПРИ НОРМАЛЬНОЙ РАБОТЕ ЭЛЕКТРОПРИЕМНИКОВ

Потери напряжения на участке сети называется алгебраическая разность между величинами напряжения в начале и в конце этого участка.

Расчет по потере напряжения имеет важное значение, так как высокопроизводительная работа машин и механизмов зависит от качества электроэнергии, а последнее определяется уровнем напряжения подаваемого к электроприемникам.

Нормальное напряжение трансформатора КТП со стороны (в.н) 6000 В          а со стороны (н.н) Uном=690В соответствует номинальному току нагрузки трансформатора. В режиме холостого хода (х.х) трансформатора напряжение на вторичной обмотке повышается на 5%соответствует U=725В.

Для поддержания указанных значении U служат специальные регулировочные зажимы подключаемые к первичной обмотке трансформатора, с помощью которых U на вторичной обмотке трансформатора повышается или понижается на 5%  компенсируя, таким образом, напряжение подаваемое к трансформатору.

Для нормальной работы электроприемников величина напряжения на их зажимах должна быть не менее 0,95% от номинального, т.е. не менее U=627В.

Таким образом суммарные потери напряжения ∑U в сети при питании от КТП с Uном=725 В при нормальной работе электроприемников, недолжны превышать ∑U≤ 98 В.

627 ≤ 690 ≤ 725

725 – 627 = 98В

Суммарные потери напряжения в сети при нормальной работе электроприемников определяется выражением:

Uнорм  =∆Uтр. + Uфк + Uмк+ Uэк

(3.5)                                    

где:

Uтр. – потери напряжения в обмотках трансформатора КТП;

Uнорм - суммарные потери напряжения в кабельной линии (от трансформатора до потребителя).

Uфк – в фидерных кабелях.

Uмк- в магистральных кабелях.

Uэк- кабеле электроприемника.

             

    Потеря напряжения в обмотках трансформатора  КТП определяется по формуле:

                  ∆Uтр=* Iр.тр * (1,5*Rтр*cosтр+Xтр*sinтр)                      (3.6)

где:

Uтр. – потери напряжения в обмотках трансформатора КТП;

1,5 – коэффициент, учитывающий нагрев обмоток трансформатора с 200С до 1500С;

φтр. – угол сдвига фаз нагрузки трансформатора по табличному значению cosφ = 0,7 а sinφ = 0.71.

Rтр-Хтр – активное и индуктивное сопротивление (Ом) трансформатора определяемое по таблице 1.2 для (ТДН-250).

 Iр.тр – расчетный ток нагрузки.      

Для определения потерь в обмотке трансформатора необходимо найти расчетный ток Iр.тр трансформатора по формуле:

(3.7)

Iр.тр= Iрк1= Iрк2

Производим расчет, потри напряжения в обмотках трансформатора, при U=660В.

Iр1= Iрк1(660)+ Iрк2(660)=89,3+95.4=184,7А

Rтр = 0,0204Ом

Xтр = 0,07Ом

Uтр (660)= *184,5*(1,5*0,0204*0,7+0,07*0,71)=22,7В

Потери напряжения в кабельной линии определяются  расчетом потерь на фидерном кабеле и расчетом потерь самого мощного электроприемника питающегося от этого кабеля.

Потери напряжения в кабельной сети определяются по формуле:

(3.8)

Uк1(РП-1)= * Iрк1*rкх*cosφ*Lк

где:

rк – системное сопротивление жил кабеля при +35 С, по таблице 1.14

Кх – коофициент, учитывающий увеличение сопротивления кабеля из-за влияния индуктивности, определяемся по таблице 1.14.

Lк – фактическая длина кабеля (км)   

          Для сетей напряжением до 1000 В при нормальном режиме, небольших углах сдвига фаз  cosφ не ниже  0.7 а следовательно по таблице 1.14 sinφ = 0.71.

Производим расчет по потере напряжения в кабеле К1(РП-1) U=660В

Sж=16мм

Lк=0,04

rк= 1.32Ом

Кх= 1.07Ом

Iрк1=89.3А

Uк1(РП-1)= 1.73*89.3*1.32*1.07*0.7*0.04=4.6В

Расчет потери U кабеля самого мощного электроприемника питающегося от (РП-1).

Sх=10 мм

Lк=0,03

rк= 1.32Ом

Кх= 1,07Ом

Iрк3=57А

Uк3 = 1.73*57*1,07*1.32*0.88*0,03=3.7В

Суммарные потери приведены в таблице №6

Производим расчет по потере напряжения в кабеле К2(РП-2) U=660В

Sх=16 мм

Lк=0,045

rк= 1.32Ом

Кх= 1,07м

Iрк2=95.4А

Uк2 = 1.73*95.4*1.07*1,32*0,045=7.2В

Uк6 =1.73*117*1,07*0,88*0,075=18В

Суммарные потери приведены в таблице №6


Таблица №5

  Определение потерь напряжения

№ п.п.

Расчетные участки и точки

Расчетный ток участка, кабеля Iр,А.

Характеристика кабеля

Потери напряжения ∆Uнорм. Приходящиеся на участок сети. В.

Sж.,мм2

ℓк.л.,км.

rк., Ом/км.

Кx

1

К1 (транс)

Iр.тр. = 184.7

16

0,115

0,0204

0,07

Uтр.= 22.7

2

К12 (фк.1.)

Iр.(к1)=89.3

16

0,065

1.32

1,07

UК1= 4.6

3

К3 (м.к.)

Iр.(к3)= 54

10

0,03

1.32

1.07

UК3=3.4

       Суммарные потери напряжения (точка К1)                                                               ∑∆Uнорм. =30.7<98-проходит

5

К1 (транс)

Iр.тр. = 184.7

16

0,115

0,0204

0,07

Uтр=22.7

6

К12 (фк.2.)

Iр.(к2)=95.4

16

0,045

1.32

1.07

UК2= 7.2

7

К6 (м.к.)

Iр.(к6)=117

25

0,11

1.32

1.07

UК6= 18.8

       Суммарные потери напряжения (точка К2)                                                               ∑∆Uнорм. =48.7<98-проходит

 

6. ВЫБОР АППАРАТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ

Каждый коммутационно-защитный аппарат ( комплектное распределительное устройство на 6кВ, автоматический выключатель, магнитный пускатель, контактор и т.д.), должны быть выбраны по номинальному Uном, Iном и проверенны на отключающую способность.

6.1 Выбор высоковольтного комплектного распределительного устройства

Выбор высоковольтного распределительного устройства должен соответствовать условию:  

(3.9)

Iном ячейки >1,1*Iрвк=А

где:

1,1-коэффициент запаса.

Iном ячейки -  ток проходящий через КРУ.

Iр.вк (вн)- расчетный ток кабеля высокого напряжения.

Делаем расчет:

Iном яч > 1,1*20,5=22,55А

По результату расчета по таблице 1.15 выбираем тип КРУ на напряжение 6кВ, с

Iном =30А

Iуст.=30-90А

6.2. Выбор автоматических групповых  выключателей

 По правилам безопасности пусковые агрегаты (магнитные пускатели, рекомендуется подключать к РП через автоматические выключатели (АВ) или


групповые магнитные пускатели.

 Выбор фидерных автоматических выключателей производится по Iном и Uном сети.

Номинальный ток автомата должен соответствовать условию:

Iном авт ≥ Iр.авт = Iр.(фк)

Расчет производится по формуле (3.10)

(3.10)

Iн.авт1=Iрк1*1,2=А

Получим значение:

Iн.авт=89,5*1,2=107А

По таблице 1.16 выбираем автоматический выключатель серии АВ-200 с номинальным током 200А.

Дальнейший выбор автоматов приведен в таблице №7

6.3. Выбор магнитных пускателей

При выборе типа пускателя, для конкретной электроустановки заданными являются:

  1.  Uном сети.
  2.  Тип и мощность электроприемников подключенных к данному пускателю.
  3.  Токовые нагрузки электродвигателей.
  4.  Марка и сечение входящих и отходящих кабелей.
  5.  Вид управления  (магнитная, ручная, дистанционная или местная).

 

Установка магнитных пускателей в сеть без предварительной защиты сети автоматическими выключателями не разрешается:

Условия:

  1.  Uаппарата = Uсети
  2.  Iном.пви ≥ Iр.к

Расчет пускового тока производится по формуле:

(4.1)

Iп.дв.=Iном1*Кп1

где:

Iпуск- пусковой ток электроприемника.

Iном1- номинальный ток электроприемника.

Кп - коэффициент пуска электроприемника

Получим значение:

Iпуск=57*6=342А

По таблице 1.17 выбираем магнитный пускатель типа ПВИ-125, с

номинальным током 125А и с током уставки Iуст 125-750А .

Делаем проверку на ток уставки:

ПВИ-125 (125-750) => Iп1*1,15=393А

Следовательно для ПВИ-125 с раcчетным током уставки Iуст=393А выбираем ближайший больший предел Iуст=400А.

Дальнейший расчет, и выбор пускателей произведем в таблице №7


7. ВЫБОР И РОВЕРКА ТОКОВ УСТАВОК МТЗ

       При защите ответвлений к электроустановкам ток установки МТЗ Iу выбираем из условий:

           

Iу Кн*Iп.дв;

Расчет производим по формуле:

(4.2)

Iу Кн * Кп * Iном.

где:

Кп- коэффициент пуска электроприемников.

Кн – коэффициент надежности, принимаем равным 1,15;

Iп. ном. – номинальный пусковой ток  электроприемника ( или нескольких  приемников) принимаемый при отсутствии значения Iпр.

Iп.дв. – расчетный пусковой ток электроприемника (или нескольких одновременно  включаемых приемников) определяемый по формуле (4.3)

(4.3)

Iпр= Кп*Iном

Производим расчет:

Iпр1= 6*57=342А

Iу1≥ 1,15*332=393А

По таблице 1.17 выбираем пускатель типа ПВИ с Iном=125А и с Iуст от  250-750А, выбираем ближайшее значение тока уставки Iуст=400А  

Дальнейший выбор аппаратов защиты и ток уставки превиденны в таблице №7.

Выбор тока уставки автоматических выключателей определяется суммой  токов уставки электроприемиков, защищаемых этим автоматом.


Iу.АВ1=Iу.3+Iу.4+Iу.5

 Iу.АВ1=393+257+232=882А

 Iу.АВ2=807+61=868А

Выбор уставки МТЗ  для КТП выбирается и рассчитывается из условий одновременного запуска наиболее мощных электроприемников в распределительных пунктах.

Iу.3+Iу.6

Iу.рвд-6≥

Выбранные аппараты защиты и ток уставки превиденны в таблице №7.

Таблица№7

Выбор защитно-коммутационных аппаратов и уставок максимально-токовой защиты

Наименование электроприёмника или группы электроприёмни-ков

Расчётн-ая нагруз-ка Iр

Данные защитно-коммутационных аппаратов

Определение уставки МТЗ по условию

пуска наиболее мощного двигателя

Уставки МТЗ

Тип

ТП

20,5

КРУ

30

Iу(КРУ)≥1,1*20,5=22,5

1600*

РП-1

89,5

АВ-200

200

Iу.(АВ)≥1,2*393.3=471.9

500

РП-2

170

АВ-320

320

Iу(АВ)≥1,2*807.3=968.7

1000

1

57

ПВИ-125

125

Iу.пви≥1,15*342=393.3

400

2

32

ПВИ-63

63                                               

Iу.пви≥1,15*244=280.6

300

3

27

ПВИ-63

63

Iу.пви≥1,15*202.5=232.8

250

4

137

ПВИ-250

250

Iу.пви≥1,15*702=807.3

850

5

12

ПВИ-63

     63     

Iу.пви≥1,15*59.3=291.2

300

                                                                                              

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В данной пояснительной записке произведен расчет электроснабжение электромеханического цеха, целью которого является выбор наиболее оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов, позволяющих обеспечить необходимую надежность электропитания и бесперебойной работы цеха.

В ходе выполнения курсового проекта мы произвели расчет электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм. Выбрали количество и мощность трансформаторов, с учета оптимального коэффициента их загрузки и категории питающихся электроприемников. Выбрали наиболее надежный вариант сечения проводов и кабелей питающих и распределительных линий. Произвели расчет токов короткого замыкания. Определили мощность компенсирующих устройств. Произвели расчет релейной защиты, и рассчитали оптимальное количество и сопротивление заземляющих устройств.

На основе произведенных расчетов можно сделать вывод, что выбран наиболее оптимальный и рациональный вариант электроснабжения электромеханического цеха.


Список используемой литературы

  1.  Инструкция по оформлению принципиальных схем к расчету системы электроснабжения химических производств. ПГТУ, 2000 г.
  2.  Межотраслевые Правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок.  Москва: «Издательство НЦ ЭКАС», 2001 г..
  3.  Б.Ю.Липкин. Электроснабжение промышленных предприятий и электроустановок.  Москва: «Высшая школа», 1990 г..


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12221. Оптический метод изучения кинетики реакции тростникового сахара (сахарозы) 95 KB
  В молекулах всех трёх сахаров содержатся ассиметрические атомы углерода, что делает эти вещества оптически активными. Водный раствор сахарозы вращает плоскость полимеризации проходящего света вправо, ратвор продуктов реакции влево
12222. Иодирование ацетона в кислой среде 164 KB
  Лабораторная работа №4 Иодирование ацетона в кислой среде. Цель работы: исследование кинетики реакции иодирования ацетона в кислой среде – определение порядка реакции константы скорости и энергии активации. Ход работы: Основная реакция: протекает в 2 с
12223. Изучение кинетики реакции омыления сложного эфира 87.5 KB
  Лабораторная работа №5 Изучение кинетики реакции омыления сложного эфира. Цель работы: определение средних значений констант скорости реакции омыления сложного эфира в щелочной среде при комнатной температуре. Уравнение химической реакции: Рабочие ...
12224. Определение рН с помощью хингидронного электрода 32 KB
  Лабораторная работа Определение рН с помощью хингидронного электрода Цель: нахождение рН и буферной емкости растворов Суть метода: Потенциометрическое измерение производят измеряя ЭДС гальванического элемента в котором один из электродов погружен в электролит...
12225. Практическое использование современных информационных технологий 213.5 KB
  СОДЕРЖАНИЕ [1] 1. Общие положения [1.1] Цель и задачи выполнения лабораторных работ [1.2] 1.2. Содержание и оформление отчета по практическим заданиям [2] 2. Задания и методические указания к выполнению работ [3] Библиографичес...
12226. Исследование основных схем выпрямления и изучение влияния нагрузки и сглаживающих фильтров на их работу 75.08 KB
  Лабораторная работа №1 Исследование основных схем выпрямления и изучение влияния нагрузки и сглаживающих фильтров на их работу Цель работы: научиться снимать и строить характеристики схем выпрямления; научиться снимать осциллограммы напряжений; нау...
12227. Кинетика разложения мурексида в кислой среде 115.5 KB
  Кинетика разложения мурексида в кислой среде Цель работы: определение порядка реакции по мурексиду и катализатору кислоте и составление дифференциального кинетического уравнения по результатам опытов; определение константы диссоциации слабой кислоты путем кинетич
12228. Кинетика разложения мурексида в кислой среде. 31.36 KB
  Лабораторная работа №2 Кинетика разложения мурексида в кислой среде Цель работы: определение порядка реакции по мурексиду и катализатору кислоте и составление дифференциального кинетического уравнения реакции по результатам оп
12229. Измерение ЭДС элемента Якоби-Даниэля. Определение потенциала отдельных электродов 29 KB
  Измерение ЭДС элемента ЯкобиДаниэля. Определение потенциала отдельных электродов Цель работы: приготовление гальванического элемента и измерение его ЭДС. Вычисление ЭДС элемента при заданных концентрациях солей. Сравнение полученных результатов с вычисленными знач