Электроснабжение механического завода



Работа добавлена на сайт TXTRef.ru: 2019-10-29

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Электроснабжение механического завода


Содержание:

  1.  Исходные данные.

2. Определение расчетных нагрузок

2.1. Определение силовых электрических нагрузок:

  1.  Определение силовых нагрузок зданий предприятия
    1.  Определение  нагрузки  внутреннего освещения
    2.  Определение  нагрузки наружного освещения
    3.  Определение  суммарной расчетной  нагрузки предприятия

3. Выбор схемы электроснабжения предприятия

  1.  Выбор схемы электроснабжения напряжением 10 кВ
    1.  Выбор схемы электроснабжения напряжением 0,4 кВ

4. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

4.1. Выбор силовых трансформаторов предприятия  

4.2. Определение места, числа и мощности трансформаторов КТП, определение необходимости установок компенсации реактивной мощности на примере ремонтно-механического цеха.  

5. Разработка схемы электроснабжения на примере ремонтно-механического цеха.

  1.  Выбор сетевых элементов на примере ремонтно-механического цеха.
  2.  Расчет токов короткого замыкания на примере ремонтно-механического цеха.

8. Выбор и проверка защитных аппаратов.

9. Проверка сетевых элементов. Проверка по условию термической стойкости.

10. Безопасность жизнедеятельности

  1.  Введение. Электробезопасность
    1.  Расчет защитного заземления КТП-10/0,4 кВ. Подключение электрооборудования цеха к заземляющему устройству.

c. Молниезащита.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

[0.1] 2.1. Определение силовых электрических нагрузок:

[0.2] Определение силовых нагрузок зданий предприятия

[0.3] Определение  нагрузки  внутреннего освещения

[0.4] Определение  нагрузки наружного освещения

[0.5] Определение  суммарной расчетной  нагрузки предприятия

[0.6] Выбор схемы электроснабжения напряжением 10 кВ

[0.7] Выбор схемы электроснабжения напряжением 0,4 кВ

[1] 10. Безопасность жизнедеятельности

[1.1] Введение. Электробезопасность

[1.2] Расчет защитного заземления КТП-10/0,4 кВ. Подключение электрооборудования цеха к заземляющему устройству.

[2]
2. Определение расчетных нагрузок

[2.1] 2.1. Определение силовых электрических нагрузок:

[2.2] Расчет станков.

[2.3] Расчёт подъёмно-транспортного оборудования (ПТО) механического участка.

[2.4] Расчёт вентиляции механического участка.

[2.5] Определение силовых нагрузок зданий предприятия

[2.6] Определение  нагрузки  внутреннего освещения

[2.7] Определение  нагрузки наружного освещения

[2.8] Определение  суммарной расчетной  нагрузки предприятия

[3]
Выбор схемы электроснабжения предприятия

[3.1] Выбор схемы электроснабжения напряжением 10 кВ

[3.2] Выбор схемы электроснабжения напряжением 0,4 кВ

[4]
Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

[5] 10. Безопасность жизнедеятельности

[5.1] Введение. Электробезопасность

[5.2] Расчет защитного заземления КТП-10/0,4 кВ. Подключение электрооборудования цеха к заземляющему устройству.

[5.3] Молниезащита.

[6]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

[7]
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

[0.1] 2.1. Определение силовых электрических нагрузок:

[0.2] Определение силовых нагрузок зданий предприятия

[0.3] Определение  нагрузки  внутреннего освещения

[0.4] Определение  нагрузки наружного освещения

[0.5] Определение  суммарной расчетной  нагрузки предприятия

[0.6] Выбор схемы электроснабжения напряжением 10 кВ

[0.7] Выбор схемы электроснабжения напряжением 0,4 кВ

[1] 10. Безопасность жизнедеятельности

[1.1] Введение. Электробезопасность

[1.2] Расчет защитного заземления КТП-10/0,4 кВ. Подключение электрооборудования цеха к заземляющему устройству.

[2]
2. Определение расчетных нагрузок

[2.1] 2.1. Определение силовых электрических нагрузок:

[2.2] Расчет станков.

[2.3] Расчёт подъёмно-транспортного оборудования (ПТО) механического участка.

[2.4] Расчёт вентиляции механического участка.

[2.5] Определение силовых нагрузок зданий предприятия

[2.6] Определение  нагрузки  внутреннего освещения

[2.7] Определение  нагрузки наружного освещения

[2.8] Определение  суммарной расчетной  нагрузки предприятия

[3]
Выбор схемы электроснабжения предприятия

[3.1] Выбор схемы электроснабжения напряжением 10 кВ

[3.2] Выбор схемы электроснабжения напряжением 0,4 кВ

[4]
Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

[5] 10. Безопасность жизнедеятельности

[5.1] Введение. Электробезопасность

[5.2] Расчет защитного заземления КТП-10/0,4 кВ. Подключение электрооборудования цеха к заземляющему устройству.

[5.3] Молниезащита.

[6]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ

[7]
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Исходные данные.

 Исходные данные представлены в таблицах 1.1. и  1.2.

Таблица 1.1

Электрические нагрузки механического завода

Номер по плану

Наименование цехов

Количество Эл. приемников

Установленная

мощность, кВт

Одного Эл. Пр., Рн

Суммарная, Рн

1

Цех режущего инструмента

149

1-34

2523

2

Цех эксплуатационного инструмента

200

1-80

2004

3

Инструментальный цех

190

2-51

1637

4

Электроремонтный цех

447

1-40

1860

5

Модельно-кокильный цех

250

3-40

1506

6

Ремонтно-механический цех

44

3-60

592,2

7

Административно-бытовой корпус

315

1-31

2340

8

Блок складов

100

2-40

871

9

Цех нестандартного оборудования

56

1-40

203,3

10

Столовая

23

2-53

192,6

Таблица 1.2

Электрические нагрузки ремонтно-механического цеха

Тип отделения

Номер по плану

Наименование

потребителя

ном.

мощность, кВт

Кол-во

Механическое отделение

1,8

Круглошлифовальный  станок

8,5

2

2,9

Плоскошлифовальный станок

6,1

2

3,4,5

Токарно-винторезный станок

3,9

3

6,7

Универсальный фрезерный станок

2,3

2

10,11,19,20,29,30

Сверлильный станок

2,6

6

12,13,14,15,16,24,25

Токарно-винторезный станок

14,9

7

17

Пресс

10

1

18,21

Кран мостовой G=5т, ПВ 25%

20,1

2

22,23

Пресс холодного выдавливания

55

2

26,39

Точильный станок

3

2

27,31

Вентилятор калорифера

7

2

28,34

Пресс кривошипный

30

2

32,33

Долбежный станок

7,5

2

35,36,37,38

Токарно-винторезный станок

14,9

4

40,43

Сварочный преобразователь, ПСО-500, кВА

28

2

41,42,45

Вентилятор вытяжной

13

3

44

Гильотинные ножницы

17

1


2. Определение расчетных нагрузок

2.1. Определение силовых электрических нагрузок:

В цеховых сетях напряжением до 1 кВ расчетные нагрузки определяют в соответствии с утвержденной методикой. Рассмотрим пример расчета на примере ремонтно-механического цеха.

Расчет станков.

Расчёт производим по формулам:

где ,- среднесменная активная и реактивная мощности соответственно,

- коэффициент использования,

- номинальная мощность электроприёмника,

- количество электроприёмников.

Примем Ки=0,14, tgφ=1,73.

Расчёт подъёмно-транспортного оборудования (ПТО) механического участка.

Расчёт производим по формулам:

где - коэффициент повторного включения (примем равным 16%),

-паспортное значение активной мощности электроприёмника.

Расчёт крана-мостового:

Примем Ки=0,1, tgφ=1,73.

Найдём среднесменные нагрузки:

Расчёт вентиляции механического участка.

Расчёт производим по формулам:

Примем Ки=0,65, tgφ=0,75.

Итого по механическому участку:

где ,, - активная среднесменная мощность станков, ПТО и вентиляции соответственно.

где ,, - реактивная среднесменная мощность станков, ПТО и вентиляции соответственно.

В результате расчёта получаем:

Найдём среднее значение коэффициента использования активной мощности . Для этого воспользуемся формулой:

где - суммарная активная среднесменная мощность электроприёмников механического отделения,

- суммарная активная номинальная мощность электроприёмников механического отделения.

В результате расчётов  получили:

Отсюда :

Далее выбирается  исходя из максимальной мощности на участке. У нас она составляет:

Найдём эффективное число приёмников  по формуле:

В результате расчёта получили:

Действительное число электроприёмников составляет 45 шт. Т.к.  следовательно расчёты выполнены верно.

Значение коэффициента расчётной нагрузки  для питающих сетей напряжением до 1кВ:

Расчётная активная нагрузка группы потребителей механического участка определяется по следующему выражению:

После подстановки данных получили:

Расчётная реактивная нагрузка группы потребителей механического участка определяется по следующему выражению:

где

После подстановки данных получили:

Полную мощность находим по формуле:

В результате получили:

Находим рабочий ток механического участка из выражения:

при

После подстановки данных получили:

Результаты расчётов по механическому участку представлены в табл.2.1.

  1.  Определение силовых нагрузок зданий предприятия

Определение расчетных нагрузок потребителей выполняется методом коэффициента спроса. Для расчета нагрузок по методу коэффициента спроса необходимо знать установленную мощность группы электроприемников, коэффициенты мощности и спроса данной группы, которые определяются по справочным материалам.

Расчетные формулы:

Расчеты сведены в табл.2.2.


Таблица 2.1

Расчет нагрузок ремонтно-механического цеха

Исходные данные

Справочные данные

Расчетные данные

Наименование участка

Кол-во

Номинальная мощность, кВт

KИ

cosφ/ tgφ

PCM

кВт

QCM

квар

nЭФ

шт.

KР

PР

кВт

QР

квар

SР

кВ∙А

IР

А

PH∑

Механический:

Станки

Вентиляторы

кран мостовой

Итого мех. уч.

38

5

2

45

2,3/55

7/13

20,1

499

53

40,2

592,2

0,14

0,65

0,1

0,18

0,5/1,73

0,8/0,75

0,5/1,73

69,86

34,45

4,02

108,3

120,86

25,84

6,95

153,65

11

1

108,3

99,87

147,34

224

Освещение всего

13,2

22,5

26

39

Итого по КТП1

121,5

122,37

173,34

263

Наименование Эл. приемника

Руст

Кс

cosφ

tgφ

PР

кВт

QР

квар

SР

кВ∙А

Цех режущего инструмента

2523

0.7

0.7

1.02

1766

1801.3

2522.6

Цех эксплуатационного инструмента

2004

0.85

0.5

1.73

1703.4

2946.9

3403.8

Инструментальный цех

1637

0.85

0.5

1.73

1391.45

2407.2

2780.4

Электроремонтный цех

1860

0.93

0.5

1.73

1729.8

2992.6

3456.6

Модельно-кокильный цех

1506

0.7

0.4

2.29

1054.2

2414.1

2634.2

Ремонтно-механический цех

592,2

0.2

0.5

1.73

118,4

204,9

236,7

Административно-бытовой корпус

2340

0.7

0.4

2.29

1638

3751

4093

Блок складов

871

0.7

0.4

2.29

609.7

1396.2

1523.5

Цех нестандартного оборудования

203,3

0.65

0.69

1.05

132.15

138.76

191.6

Столовая

192,6

0.2

0.4

2.29

38.5

88.2

96.2

ВСЕГО

13729,1

0,76

0,49

1,8

10181,5

18141,2

20803

Итого с учетом несовпад. Макс. Нагр.

9163,4

16327

18722,7

Таблица 2.2

Расчет нагрузок ремонтно-механического цеха


  1.  Определение  нагрузки  внутреннего освещения

Определение расчетной нагрузки освещения.

Расчет осветительной нагрузки общего освещения выполнен по методу удельных мощностей, в соответствии с которым расчетная активная осветительная нагрузка определяется по формуле:

,

где  коэффициент спроса осветительной установки;

    – коэффициент пускорегулирующей аппаратуры (ПРА).

    РУСТ  - установленная мощность осветительных установок,   определяется по формуле

,

где уд – удельная мощность осветительной установки, Вт/м2;

                  S – площадь цеха, м2.

         Тип источника света – ДРЛ,  принимаем равным 1,1.  Коэффициент спроса осветительной установки принимаем =0,9.

Значения уд при E=100 лк приведены в справочных данных, уд=4,9. При этом коэффициенты отражения стен , потолка  и рабочей поверхности  приняты равными: 50%, 30%, 10% соответственно. Значение уд при нормированном значении освещенности:  

 Вт/м2

 

  принимаем равным 300 лк.

Площадь цеха S =864 м2.

Расчетная активная осветительная нагрузка:

кВт

Расчётная реактивная нагрузка осветительных установок определяется по формуле

,

где   соответствует  осветительной установки, принимаем   =1,17, тогда расчетная реактивная нагрузка осветительных установок:

квар.

Данные по расчету учтены в таблице 2.1.


Таблица 6

Номер на схеме

Характеристика оборудования

Линия

UРАСЧ.., %

FТ.СТ., мм2

Наименование электроприемника

Количество

Ip

Марка

Количество жил и сечение

Iдоп, А

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1,8

Круглошлифовальный станок

2

18

АВВГ

4х4

21

28,34

Пресс кривошипный

2

63

АВВГ

4х35

90

27

Вентилятор калорифера

1

15

АВВГ

4х2,5

19

17

Пресс

1

21

АВВГ

4х4

25

РП-1

1

85

АВВГ

4x95

190

Выбор кабелей для участка внутрицеховой сети


  1.  Определение  нагрузки наружного освещения

К установкам наружного освещения относятся устройства по освещению мест работы на открытых пространствах, заводских территорий (дворов, проездов, проходов).

Вдоль границ предприятий, охраняемых в ночное время, предусматривается охранное освещение.

Последовательность проектирования установок наружного освещения следующая:

- выбор нормированного значения освещенности;

- выбор типов источника света и светильников (или прожекторов);

- разработка схемы их размещения;

- расчет мощности осветительной установки.

В качестве источников света приняты:

  •  прожекторы типа ИО02-1500-00ЗУ IP54 с кварцевой галогенной лампой мощностью 1500 Вт – для освещения фронта разгрузочно-сортировочных работ;
  •  светильники ЖКУ08-150-001УХЛ1 с лампой ДНаТ 150-2 мощностью 150Вт – для наружного освещения территории завода.

Три прожектора ИО02-1500-00ЗУ IP54  устанавливаются на металлической прожекторной мачте высотой 24 м.

Освещения дорог, проездов выполняются проводом СИП2а сечением 4х54,6 на железобетонных опорах СВ110-5. Светильники с лампами ДНаТ150-2крепятся на г-образных кронштейнах.

Согласно СНиП 23-05-95* минимальная освещенность территории данного предприятия должна составлять не менее 5 лк [7].

Для ограничения слепящего действия установок наружного освещения  территорий промышленных предприятий высота установки светильников над уровнем земли должна быть не менее 6,5 м при любых источниках света.

Расположение светильников определяется условиями ограничения ослепленности, а также заданными уровнями яркости или освещенности. Размещение светильников принимаем равномерным.

Минимальная высота подвеса выбранного светильника 9м. В нашем случае высота подвеса 10м. Шаг опор для выполнения нормируемой освещенности 28м.

Таким образом, количество светильников 22 шт.

Установленная активная мощность наружного освещения:

 

где Рном – номинальная мощность светильника, Вт;

N – количество светильников, шт.

Расчетная мощность наружного освещения  определяется так же, как и для внутреннего освещения.

Определим расчетную мощность наружного освещения при помощи прожекторов.

  1.  Определение  суммарной расчетной  нагрузки предприятия

Таким образом, расчетная активная мощность предприятия:

Рсум - расчетная реактивная мощность предприятия:

Qсум - расчетная полная мощность предприятия:

Определим  выше перечисленные величины:

 

  1.  
    Выбор схемы электроснабжения предприятия

  1.  Выбор схемы электроснабжения напряжением 10 кВ

Данное предприятие относится к объектам большой мощности (более 5 МВт). в электроснабжении промышленных предприятий широкое применение находят комплектные трансформаторные подстанции, состоящие из силовых трансформаторов, шкафов ввода высшего и низшего напряжения, шкафов отходящих линий и, в случае двухтансформаторной подстанций секционных шкафов.

  1.  Выбор схемы электроснабжения напряжением 0,4 кВ

Для стороны 0,4 кВ широко используются схема с одной секционированной системой шин. Каждая секция получает питание от отдельного трансформатора. В нормальном режиме работы секционный выключатель отключен.

От  ТП электроэнергия передается  в цеха по магистрально-радиальной схеме на распределительные пункты (РП). Затем по магистральной схеме к электроприемникам.

  1.  
    Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для ТП должен быть технически и экономически обусловлен.

Критерием при выборе трансформаторов является надёжность электроснабжения, расход цветного металла и потребная трансформаторная мощность. Оптимальный вариант выбираем на основе сравнения капитальных вложений.

4.1. Выбор силовых трансформаторов предприятия  

Минимальное число цеховых трансформаторов определяется по формуле:

,

где  - полная расчетная нагрузка завода, кВт;  - коэффициент загрузки трансформаторов, =0.7;   - номинальная мощность трансформатора, кВА.

Рассмотрим  варианты:

1. Номинальная мощность трансформатора 10000 кВА:

2 шт.;

2. Номинальная мощность трансформатора 6300 кВА:

3 шт.;

Выбираем установку двух трансформаторов ТДНС-10000. Технические характеристики представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Тип

Sн, кВ∙А

Uном, кВ

кВт

кВт

Uк, %

Ixx%

ВН

НН

ТДНС

10000

35

10

12

81

14

0,75

4.2. Определение места, числа и мощности трансформаторов КТП, определение необходимости установок компенсации реактивной мощности на примере ремонтно-механического цеха.  

Потребители 3 категории надежности, исходя из этого условия для электроснабжения достаточно одного трансформатора.

Минимальное число цеховых трансформаторов определяется по формуле

,

где Рр - расчетная активная нагрузка цеха;

                  - коэффициент загрузки трансформаторов;

                 - номинальная мощность трансформатора.

Полученное значение   округляется до ближайшего большего целого числа.

Коэффициент загрузки трансформаторов выбираем 0,9. Выбранное количество трансформаторов способно передать в сеть напряжением до 1 кВ при заданном коэффициенте загрузки реактивную мощность QТ, величина которой определяется по формуле:

.

Мощность конденсаторных батарей определяется по формуле

,

где Qр – расчетная реактивная нагрузка потребителей цеха.

Соответственно вышеприведенным формулам:

Принимаем число трасформаторов  =2 или  =1 при мощностях  трансформаторов 100 кВА или 160 кВА соответственно.

квар

квар

>=122,4квар 

<=122,4квар  => требуется компенсация реактивной мощности.

Выбираем установку двух трансформаторов ТМ-100. Технические характеристики представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Тип

Sн, кВ∙А

Uном, кВ

кВт

кВт

Uк, %

Ixx%

ВН

НН

ТМ

100

10

0,4

0,36

1,97

4,5

2,6

5. Разработка схемы электроснабжения на примере ремонтно-механического цеха.

Схема двухтрансформаторной подстанции представлена на рис. 5.1.

Рис. 5.1

Схема двухтрансформаторной подстанции:

QF1, QF2 – автоматические выключатели ввода низшего напряжения трансформаторов Т1, Т2; QF3 – секционный автоматический выключатель.

Питающая сеть в связи с особенностями помещения и распределения оборудования смешанная, радиально-магистральная, схема подключения магистралей к ТП приведена на рис.5.2.

Рис.5.2

Схема подключения магистралей к двухтрансформаторной подстанции.

Используем кабельные магистрали.

Распределительная сеть – радиальная, кроме того часть ЭП (малоамперных) подключена по схеме «шлейф».

Питание электроприёмники получают от распределительных пунктов по кабелям, прокладка кабелей осуществляется в трубах и на лотках.

Схема осветительных сетей представлена на рис. 5.3.

Рис.5.3 Схема рабочего и аварийного освещения от блоков

трансформатор – магистраль:

1 – КТП; 2 – магистральные пункты; 3 – групповой щиток рабочего освещения; 4 – групповой щиток аварийного освещения; 5 – линия питающей сети аварийного освещения; 6 – линия питающей сети рабочего освещения; 7– питание рабочего освещения других участков здания.

  1.  Выбор сетевых элементов на примере ремонтно-механического цеха.

Первоначальный выбор кабелей и проводов цеховой сети напряжением до 1 кВ осуществляем по нагреву расчетным током:

Iдоп·kср·kпрокл Iр,

где IР – расчетный ток линии, питающей группу приемников (для линии, питающей единичный приемник, вместо Iр принимают номинальный ток приемника Iном),

Iдоп – допустимый ток кабеля, согласно ПУЭ принимаем сниженным на коэффициент 0,92; kср - коэффициент среды принимаем по ПУЭ при условной температуре среды +25С и температуре жилы + 65С - 1,06; kпрокл - коэффициент прокладки, принимаем 0,95.

Проверка по условиям термической стойкости, на допустимые потери напряжения выполнена в п.10.

В качестве примера рассмотрен выбор сетевых элементов для участка сети,  приведенного на рис.6.  

Рис.6

Участок цеховой сети, рассматриваемый в качестве примера для выбора сетевых элементов и расчета ТКЗ.

Выбираем кабели для ЭП, запитанных от РП1.

Для приемника 27:

в качестве расчетного тока берем номинальный ток двигателей

Выберем АВВГ-1-4х2,5.

Для ЭП 28, 34:

в качестве расчетного тока берем номинальный ток двигателей

Выберем АВВГ-1-4х35.

Для ЭП 1, 8:

в качестве расчетного тока берем номинальный ток двигателей

Выберем АВВГ-1-4х4.

Для ЭП 17:

в качестве расчетного тока берем номинальный ток двигателей

Выберем АВВГ-1-4х4.

Далее выбираем кабели питающей сети.

Линия W1:

Iдоп=190 А для кабеля сечением 95мм2, выбираем АВВГ-1-4х95.

Результаты выбора сетевых элементов сведены в таблицу 6.

  1.  Расчет токов короткого замыкания на примере ремонтно-механического цеха.

Расчет токов короткого замыкания проведем для участка сети, изображенного на рис.7.1. Определим ток короткого замыкания для случая питания приемника 28.  

Рис.7.1

Схема участка сети для расчета КЗ

Определение параметров схемы замещения.

Определяем индуктивное сопротивление системы, приведённое к стороне

0.4 кВ.

,

Определяем активное сопротивление трансформатора ТМ–100/10:

,

 

Определяем полное сопротивление трансформатора:

,

 

Определяем реактивное сопротивление трансформатора:

,

Определяем активное и индуктивное сопротивления линии W1 и кабеля, питающего ЭП28:

RW1= Rоl = 0.169 ∙4 = 0,67 мОм

XW1= Xоl=0.078∙4=0,31 мОм

Значения Rо, Xо из табл.5.2 [2].

Линия

R, мОм

X, мОм

W1

0,67

0,31

Кабель, питающий пресс, АВВГ 4х35 

2,68

0,26

Сопротивления автоматических выключателей выбираем из табл. 5.4 [2], исходя из номинального тока выключателя.

Номинальный ток для QF3 – ток ЭП 28:

I ном = 63 А  I ном. QF3 = 100 А;

R QF3 = 2,15 мОм;

Х QF3 = 1,2 мОм.

Номинальный ток для QF2 :

I ном =   I ном. QF2 = 250 А;

R QF2 = 1,1 мОм;

Х QF2 = 0,5 мОм.

Номинальный ток для QF1 выбираем по расчётному току трансформатора:

,

Номинальный ток

I ном = 346,7 А  I ном. QF1 = 400 А;

R QF1= 0.65 мОм;

Х QF1 = 0.17 мОм.

Сопротивления измерительного трансформатора тока TT из табл.5.7 [2]:

RТТ= 0.11 мОм;

ХТТ = 0.17 мОм.

Схема замещения изображена на рис.7.2.

Рис.7.2

Расчет токов короткого замыкания.

Расчёт токов КЗ будем вести упрощенным методом, без учёта подпитки электродвигателя.

Ток КЗ без учета сопротивления дуги определяется по формуле:

где UCP.HH – среднее напряжение, кВ;

R и X – активное и реактивное сопротивление до места КЗ, мОм.

Сопротивление дуги находится по формуле:

где UД=EДД – падение напряжения на дуге, В, Ед=1,6 В;

Д – длина дуги, мм;

Длина дуги определяется в зависимости от расстояния а между фазами проводников в месте КЗ:

Д = 4а   при а < 3 мм;

Д = 2а   при  3 мм < а < 30 мм;

Д = а   при а > 30 мм

а – справочная величина из табл. 5.8 -5.9 [2].

IПО – ток КЗ в месте повреждения без учета сопротивления дуги, кА.

Ток КЗ с учетом сопротивления дуги определяется по формуле:

где UCP.HH – среднее напряжение, кВ;

R и X – активное и реактивное сопротивление до места КЗ, мОм;

RД – сопротивление дуги, мОм.

Ударный ток КЗ определяется по следующей формуле:

где IПО – ток КЗ в месте повреждения с учетом сопротивления дуги, кА;

– ударный коэффициент;

– постоянная времени затухания тока.

Действующее значение периодической составляющей тока однофазного КЗ определяется по формуле

,

где Z(1) - полное сопротивление питающей системы и трансформатора току однофазного КЗ, мОм;

         Z -полное сопротивление петли фаза–ноль от трансформатора до точки КЗ, справочная величина  из табл. 5.11 [2].

Сопротивление Z(1) определяется по формуле

Z(1) = ,

где x1T,x2T,r1T,r2T - индуктивное и активное сопротивления прямой и обратной последовательностей силового трансформатора, мОм;

      x0T,r0T - индуктивное и активное сопротивления нулевой последовательности силового трансформатора, мОм.

Суммарное сопротивление до точки КЗ без учета сопротивления дуги:

точка К1

Пример расчёта токов трёхфазного короткого замыкания в точке К1.

 мОм,

 мОм,

.

Сопротивление дуги

.

Ток ограниченного трёхфазного КЗ в точке К1

.

Найдем постоянную времени затухания апериодической состав-ляющей тока к.з. в точке К1

.

Ударный коэффициент

.

Ударный ток в точке К1

.

Ток ограниченного двухфазного КЗ в точке К1

.

Пример расчёта токов однофазного короткого замыкания в точке К1

Z(1) =

 мОм,

Т.к. у трансформатора схема соединения обмоток , то сопротивления нулевой и обратной последовательности равны прямой последовательности.

 кА,

,

Z(1) =

 мОм.

Ток ограниченного однофазного КЗ в точке К1

 кА.

Таблица 7

Результаты расчета токов короткого замыкания

точки КЗ

I(3)КЗ без учета RД,

кА

I(3)КЗ с учётом RД,

кА

I(2)КЗ с учётом RД,

кА

I(1)КЗ с учётом RД, 

кА

,   кА

К1

4,45

3,6

3,13

3,7

5,43

8. Выбор и проверка защитных аппаратов.

В качестве примера рассмотрен выбор и проверка аппаратов защиты  для участка сети, изображенного на рис.7.1.

РП-1 представляет собой пункт распределительный  ПР8513-33-00-1ХХ-21, к нему подключены 6 электроприемников, IР=85 А.

QF3: выбираем защиту присоединенного ЭП на примере пресса кривошипного № 28:

Pном=30 кВт,

Выбираем автоматический выключатель ВА 51-31 :

ОПКС = 6 кА> I(3)КЗ=3,69 кА

Проверка чувствительности:

QF2: защита РП, выбираем А3734С

=

=

ПКС = 50 кА> I(3)КЗ=3,69 кА

Проверка чувствительности:

QF1:

Выбираем  А3734С

=

ПКС = 50 кА> I(3)КЗ=4,45 кА

Проверка чувствительности:

9. Проверка сетевых элементов. Проверка по условию термической стойкости.

Кабель, питающий электроприемники РП1:

Кабель, выбранный для ЭП 27 АВВГ-4х2,5 не проходит по термической стойкости, заменяем на АВВГ-4х10.

Кабель, выбранный для ЭП 28, 34 проходит по условию термической стойкости.

Проверку кабеля W1 на соответствие условию термической стойкости, не выполняем в соответствии со стр.52 [2], - кабели с пластмассовой изоляцией на напряжение до 1 кВ можно не проверять на термическую стойкость при КЗ, если алюминиевые жилы имеют сечение более 25 мм2.

10. Безопасность жизнедеятельности

  1.  Введение. Электробезопасность

Основной задачей проектирования объектов является достижение безопасности человека в среде его обитания. Безопасность достигается отсутствием производственных и непроизводственных аварий, стихийных и других природных действий, опасных факторов, вызывающих травмы и резкое ухудшение здоровья. Всеми этими вопросами занимается охрана труда.

Электробезопасность – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества [10].

Опасность электрического тока в отличие от прочих опасностей усугубляется тем, что человек не в состоянии без специальных приборов обнаружить напряжение дистанционно. Опасность обнаруживается слишком поздно – когда человек уже поражен.

Проблемы повышения электробезопасности решаются повседневным улучшением условий труда, совершенствованием мер и средств защиты персонала и других лиц, занимающихся эксплуатацией электроустановок, от опасности поражения электрическим током. Создаются новые принципы и методы защиты с учетом достижений науки и практики в области электробезопасности.

Во избежание  несчастных случаев, связанных с воздействием на человека электрического тока, эксплуатацию электроустановок должен осуществлять подготовленный электротехнический персонал, который должен иметь достаточные навыки и знания для безопасного выполнения работ и технического обслуживания закрепленной за ним установки.

Согласно «Правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей»  руководитель предприятия должен обеспечить безопасные условия труда работников в соответствии с законодательство Российской Федерации.

Устройство электроустановок  должно соответствовать требованиям ПУЭ, государственных стандартов, Правилам безопасности и другой нормативно-технической документации.

Средства защиты, инструмент и приспособления, применяемые при обслуживании и ремонте электроустановок должны удовлетворять требованиям соответствующих государственных стандартов и действующих правил применения и испытания средств защиты.

У предприятия  разрабатываются и утверждаются инструкции по охране труда, как для работников отдельных профессий, так и на отдельные виды работ.

Каждый работник обязан знать и выполнять требования по безопасности труда, относящиеся к обслуживаемому оборудованию и организации труда на рабочем месте.

В зависимости от объема и сложности работ по эксплуатации электроустановок на предприятии создается энергослужба, укомплектованная соответствующим по квалификации электротехническим персоналом. Допускается  проводить эксплуатацию электроустановок по договору со специализированной организацией.

Для  непосредственного выполнения обязанностей по организации эксплуатации электроустановок руководитель предприятия назначает ответственного за электрохозяйство организации и его заместителя, которые назначаются из числа руководителей и специалистов предприятия. При наличии на предприятии должности главного энергетика обязанности ответственного за электрохозяйство, возлагаются на него.

Весь электротехнический персонал имеет соответствующую его работе квалификационную группу по электробезопасности. Руководители, в непосредственном подчинении которых находится электротехнический персонал, имеют группу по электробезопасности не ниже, чем у подчиненного персонала и осуществлять техническое руководство этим персоналом и контроль за его работой.

Действующие Межотраслевые правила по  охране труда требуют, чтобы весь персонал энергослужб должен быть обучен практическим приемам освобождения человека, попавшего под действие электрического тока, и практически обучен способам оказания первой медицинской помощи пострадавшим непосредственно на месте происшествия.

Повышение квалификации и ответственности работников, а также строгое следование различным инструкциям по охране труда и правильная организация рабочего процесса позволит уменьшить количество несчастных случаев на производстве.

  1.  Расчет защитного заземления КТП-10/0,4 кВ. Подключение электрооборудования цеха к заземляющему устройству. 

Находим площадь подстанции  и габариты заземляющего устройства ,:

SПС = а∙b                                                       (8.1)

SПС = 12∙8 = 96, м2;

aз = a + 2∙2;                                                     (8.2)

aз = 12 + 2∙2 = 16, м;

bз = b + 2∙2;                                                      (8.3)

bз = 8+ 2∙2 =12, м;

Согласно ПУЭ, “заземляющее устройство, которое выполняется с соблюдением требований к его сопротивлению, должно иметь в любое время года сопротивление 4 Ом.

В качестве вертикальных заземлителей принимаются стальные стержни диаметром 0,02 м и длиной 3,0 м, которые погружают в грунт. Верхние концы электродов располагают на глубине 0,7 м от поверхности земли. К ним приваривают горизонтальные электроды из круглой стали того же типа, что и вертикальные электроды.

Определим расчетное значение сопротивления горизонтальных электродов по следующей формуле :

,                                                 (8.4)

где  RГ - сопротивление горизонтальных электродов, Ом;

=85 – удельное сопротивление грунта, Ом∙м;

 - длина горизонтального заземлителя, м;

 - диаметр стержня, м;

 - расстояние от поверхности земли до центра стержня, м.

RГ = , Ом.

Т.к. , то необходимо применение вертикальных стержней.

Определим сопротивление растеканию одного вертикального электрода стержневого типа  из круглой стали :

RВ.О.= , Ом,                                  (8.5)

где      - длина вертикального электрода электродов, м;

- расстояние от поверхности земли до центра стержня, м.

RВ.О.=  Ом.

Определим примерное число вертикальных электродов [12] 

 

                                             (8.6)

где    - коэффициент использования вертикального заземлителяИ.В.);

.

Принимаем =16.

Определим расчетное значение сопротивления растеканию горизонтальных электродов с учетом экранирования вертикальных электродов. По табл. 10.5 [12] 

примем коэффициент использования горизонтальных электродов КИ.Г.=0.35.

RГ.Э.= , Ом.                                                (8.7)

RГ.Э.=, Ом.

Уточним необходимое сопротивление вертикальных стержней:

RВ      Ом.                                                (8.8)

RВ =, Ом.

Определяем число вертикальных электродов при коэффициенте использования КИ.В.=0,4:

.                                                        (8.9)

.

Окончательно к установке принимаем 14 вертикальных заземлителей, расположив их равномерно по периметру.

  1.  Молниезащита. 

Молниезащита выполняется в соответствии с инструкцией по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций

СО 156-34.21.122-2003 и инструкцией по устройству молниезащиты зданий и сооружений РД 34.21.122-87. Уровень защиты зданий III .

В качестве  молниеприемника используется сталь Ø12 мм уложенная поверх кровли зданий в форме сетки с шагом ячейки не более 20 метров, В качестве токоотвода используется сталь Ø12 мм. Среднее расстояние между токоотводами не превышает 20м. Токоотводы соединяются горизонтальным поясом из стали Ø12мм вблизи поверхности земли.

В качестве заземляющего устройства молниезащиты используется заземляющее устройство электроустановки.

В качестве контура повторного заземления на вводе принимаем вертикальные электроды L=3м, выполненные из круглой стали Ø18 мм, соединенные между собой и с ГЗШ полосовой сталью 25х4.

Заземляющие электроды проложить на глубине 0,5м от поверхности Земли и на расстоянии 1м от стен.

Количество соединений проводника сводится к минимальному. Соединения выполняются сваркой, пайкой, допускается также вставка в зажимной наконечник или болтовое крепление.


ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте рассмотрено электроснабжение механического завода. Была рассчитана силовая нагрузка и освещение. Произведен выбор трансформаторов и компенсирующих устройств. Спроектировано внутрицеховое электроснабжение, т.е. выбраны кабели до потребителей, выбраны автоматические выключатели, сгруппированы приемники и выбраны распределительные пункты.

Рассчитаны токи короткого замыкания на напряжение 0,4 кВ. Также спроектировано внутризаводское электроснабжение, выбраны линии, питающие трансформаторную подстанцию. Осуществлено проектирование РУ-10 кВ и 0,4 кВ, в частности выбор комплектных камер, автоматических выключателей, трансформаторов тока и напряжения.

Для обеспечения надежности и безопасности применены средства автоматики и защиты важных элементов системы электроснабжения.

В разделе безопасность жизнедеятельности был произведен расчет защитного заземления КТП и спроектирована молниезащита.

 


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Старкова, Л. Е. Проектирование цехового электроснабжения/ Л. Е. Старкова, В. В. Орлов. –В.: ВоГТУ, 2001. - 172 с.

2. Старкова, Л.Е. Электрическое освещение: учеб. пособие /Л.Е Старкова. – В.: ВоГТУ, 2003. - 111 с.

3. Правила устройства электроустановок. Раздел 1. Общие правила. Главы 1.1, 1.2, 1.7– 7-е изд. – М.: ЗАО Энергосервис, 2004. –280 с.

4. Федоров, А.Н Учебное пособие для курсового и дипломного пректирования: учеб. пособие /А.Н. Федоров.- М.: Энергоатомиздат, 1987. 386с.

5. Неклепаев, Б.Н. Электрическая часть станций и подстанций:  учеб. пособие /Б.Н. Неклепаев. – М.: Энергия, 1978. - 608 с.

6. Бабырина, Ю.Г. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования/ Ю.Г. Бабырина.- М.: Энергоатомиздат, 1991. - 464 с.

7. Князевский, Б.В. Охрана труда в электроустановках / Б.В. Князевский- М.: Энергоатомиздат, 1983.- 366 с.

8. Долин, П.Н Основы техники безопасности в электроустановках / П.Н. Долин – М.: Энергия, 1979.- 408 с.

9. Орлов, И.Н. Электротехнический справочник, том 3, книга 2/ И.Н.Орлов.- М.: Энергоатомиздат, 1988. - 616 с.

10. Коновалова, Л.Л. Электроснабжение промышленных предприятий и установок/ Л.Л. Коновалова, Л.Д. Рожкова: Москва: Энергоатомиздат, 1989.-528 с.

1

Другие работы

А. Сопутствующее заболевание- хронический гем...


АНАМНЕЗ БОЛЕЗНИ Считает себя больной с 29 мая 1998 года когда внезапно в первой половине дня появилось ощущение общего недомогания слабость вялос...

Подробнее ...

Варианты свободомыслия по отношению к вере- е...


Разные определения религии. Атеистические и богословские догмы о сущности и назначении религии. Происхождение и ранние формы религии. Структура и...

Подробнее ...

Мет. Стр. 12 Задача 2.


Следует иметь в виду что защиту очками до 10 дБ можно получить лишь на частоте излучения более 3 ГГц. По биологическому эффекту выделяют три обл...

Подробнее ...

а Институцианализм-неоинституцианализм Структ...


Модели помогают лучше понимать явления экономической действительности поскольку не включают множество второстепенных деталей усложняющих видение...

Подробнее ...