курсовой Натусика. 1 общая часть 5 1Характеристика объекта электроснабжения 5
 Скачать 0.75 Mb.
|
 д) действующего значения ударного тока, кА:  где  – коэффициент действующего значения ударного тока: Сопротивления схем замещения определяются следующим образом. 1. Для силовых трансформаторов [2, таблица №1.9.1.] или расчетным путем из соотношений:     где  – потери мощности КЗ, кВт;  – напряжение КЗ, %;  – линейное напряжение обмотки НН, кВ;  – полная мощность трансформатора, кВ·А.2. Для токовых трансформаторов [2, таблица 1.9.2.]. 3. Для коммутационных и защитных аппаратов [2, таблица №1.9.3.]. Сопротивления зависят от  аппарата. Сопротивление предохранителей не учитывается, а у рубильников учитывается только переходное сопротивление контактов.4. Для ступеней распределения [2, таблица №1.9.4.]. 5. Для линий ЭСН кабельных, воздушных и шинопроводов из соотношений:  где  и  – удельные активное и индуктивное сопротивления, мОм/м;  – протяженность линии, м.Удельные сопротивления для расчета 3-фазных и 2-фазных токов КЗ определяются [2, таблицы №1.9.5 – 1.9.7.]. При отсутствии данных можно определить расчетным путем: где – сечение проводника,  ;  – удельная проводимость материала, м/(Ом мм2).Принимается  – для алюминия, – для меди, – для стали.При отсутствии данных можно принять равным – для воздушных линий, – для кабельных линий, – для проводов, – для шинопроводов.При расчете 1-фазных токов КЗ значение удельных индуктивных сопротивлений петли «фаза-нуль» принимается равным:   – для КЛ до 1 кВ и проводов в трубах, – для ВЛ до 1 кВ, – для изолированных открыто проложенных проводов, – для шинопроводов.Удельное активное сопротивление петли «фаза-нуль» определяется для любых линий по формуле:  6. Для неподвижных контактных соединений значения активных переходных сопротивлений [2, таблица №1.9.8.]. При расчетах можно использовать следующие значения  : – при КЗ на ШНН трансформаторов мощностью до 400 кВ·А; – при КЗ на ШНН трансформаторов мощностью более 400 кВ·А; – при более удаленных точках; – при КЗ в сетях ВН, где активное сопротивление не оказывает существенного влияния.Сопротивления элементов на ВН приводятся к НН по формулам:  где  и  – сопротивления, приведённые к НН, мОм;  и  – сопротивления на ВН, мОм; и  – напряжения низкое и высокое, кВ.На величину тока КЗ оказывают влияние асинхронные двигатели мощностью более 100 кВт с напряжением до 1 кВ в сети, если они подключены вблизи места КЗ. Объясняется это тем, что при КЗ резко снижается напряжение, а асинхронный двигатель, вращаясь по инерции, генерирует ток в месте КЗ. Этот ток быстро затухает, а поэтому учитывается в начальный момент при определении периодической составляющей и ударного тока.   где  – номинальный ток одновременно работающих асинхронных двигателей.Расчет токов КЗ Для последующего расчета токов короткого замыкания и потери напряжения выбираем характерную линию электроснабжения (приложение 2). Выбираем линию с наиболее удаленным электроприемником (Анодно-механические станки типа МЭ-31) у этой лини наиболее высокая величина  .Нумеруем точки КЗ в соответствии с расчетной схемой. Вычисляем сопротивления элементов. Для системы:  Наружная ВЛ ГПП-3х10:      Сопротивления приводятся к НН:   Для силовых трансформаторов:  Для автоматов защиты:  2SF  SF5  SF15  Для кабельных линий: Для КЛ2:  ;  . (длина линии ЭСН от ШМА2 до потребителя).  Для шинопровода М1Т 3x(3x40):  (длина линии ЭСН от ШНН до ШМА2).    Для шинопровода ШРА 630:  (участок ШМА2 до ответвления);   Для ступеней распределения:  Вычисляем эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ.        Вычисляем сопротивления до каждой точки КЗ и заносим в таблицу №13 заполняя колонки 2 – 5:         Определяем коэффициенты , и заполняем колонки 6, 7:     Определяем 3-фазные токи КЗ и заносим в колонку 8:     Определяем действующее значение ударного тока:   Определяем значение ударного тока и заносим его в колонку 9:    Определяем 2-фазные токи КЗ и заносим их в колонку 10:    Рассчитываем 1-фазные токи КЗ и определяем сопротивления, заносим в колонки 11 – 13. Для линий:               Определяем 1-фазные токи КЗ и заносятся в колонку 14:   Таблица 13 – Сводная ведомость токов КЗ
После расчета токов КЗ проведем проверку выбранного электрооборудования согласно [2, стр. 68]. Аппараты защиты проверяют: l) на надежность срабатывания, согласно условиям:  (для предохранителей); (для автоматов с комбинированным расцепителем);  (для автоматов только с максимальным расцепителем на  ); (для автоматов только с максимальным расцепителем на  ), где  – фазный ток КЗ, кА;  – номинальный ток плавкой вставки предохранителя, кА;  – номинальный ток расцепителя автомата, кА;  – ток отсечки автомата, кА;2) на отключающую способность, согласно условию:  где  – ток автомата по каталогу, кА;  – 3-фазный ток КЗ в установившемся режиме, кА;3) на отстройку от пусковых токов, согласно условиям:  (для электродвигателя); (для распределительного устройства с группой ЭД),где  – ток уставки автомата в зоне КЗ, кА;  – пусковой ток электродвигателя, кА.Проводки (кабели) проверяют: 1) на соответствие выбранному аппарату защиты, согласно условию:  (для автоматов и тепловых реле); (для предохранителей), где  – допустимый ток проводника по каталогу, А;  – ток уставки автомата в зоне перегрузки, А;  – кратность (коэффициент) защиты [2, таблица 1.10.1]; 2) на термическую стойкость, согласно условию^  где  – фактическое сечение кабельной линии, ;  – термически стойкое сечение кабельной линии, .  Шинопроводы проверяют:1) на динамическую стойкость, согласно условию:  где  – допустимое механическое напряжение в шинопроводе,  ;  – фактическое механическое напряжение в шинопроводе, ;2) на термическую стойкость, согласно условию:  где  – фактическое сечение шинопровода, ;  – термически стойкое сечение шинопровода, .Действие токов КЗ бывает динамическим и термическим. При прохождении тока в проводниках возникает механическая сила, которая стремится их сблизить (одинаковое направление тока) или оттолкнуть (противоположное направление тока). Максимальное усиление на шину определяется по формуле:  где  – максимальное усилие, Н;  – длина пролета между соседними опорами, см;  – расстояние между осями шин, см;  – ударный ток КЗ, трехфазный, кА.При отсутствии данных принимается равным кратному числу от 1,5 м, т.е. 1,5 – 3 – 4,5 – 6 м.Величина принимается равной: 100, 150, 200 мм.Наибольший изгибающий момент (  ) определяется следующим образом: (при одном или двух пролетах), (при трех и более пролетах). Напряжение (  ) в материале шин от изгиба определяется по формуле:  где – момент сопротивления сечения,  :   Шины будут работать надежно, если выполнено условие  Для сравнения с расчетным значением принимают:  – для меди; – для алюминия; – для стали. Если при расчете оказалось, что  , то для выполнения условия необходимо увеличить расстояние между шинами ( ) или уменьшить пролет между опорами-изоляторами.На динамическую стойкость проверяют шины, опорные и проходные изоляторы, трансформаторы тока. Ток КЗ вызывает дополнительный нагрев токоведущих частей и аппаратов. Повышение температуры сверх допустимой снижает прочность изоляции, так как время действия тока КЗ до срабатывания защиты невелико (доли секунды – секунды), то, согласно ПУЭ, допускается кратковременное увеличение температуры токоведущих частей [2, таблица 1.10.2]. Минимальное термически стойкое сечение определяется по формуле:  где  – термический коэффициент, принимается: – для меди, – для алюминия,  – для стали; – установившийся 3-фазный ток КЗ, кА; – приведённое время действия тока КЗ, [2, таблица 1.10.3]. Время действия тока КЗ  [2, таблица 1.10.3] имеет две составляющие: время срабатывания защиты  и время отключения выключателя  : Должно быть выполнено условие термической стойкости:  Отсчет ступеней распределения ведется от источника. Если условие не выполняется, то следует уменьшить (быстродействие защиты).Проверка по потере напряжения Проверка по потере напряжения производится для характерной линии электроснабжения. Обычно это линия с наиболее мощным электродвигателем и наиболее удаленным потребителем. Характерной линией является та, у которой – наибольшая величина, где  – кратность пускового тока (для линии с ЭД) или тока перегрузки (для линии без ЭД);  – номинальный ток потребителя, А;  – расстояние от начала линии до потребителя, м.Принимается при отсутствии данных:  для синхронных двигателей и асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором; для асинхронных двигателей с фазным ротором и МПТ. Для выполнения проверки составляется расчетная схема. В зависимости от способа задания нагрузки применяется один из трех вариантов: а) по токам участков  б) по токам ответвлений  в) по мощностям ответвлений   где  – потеря напряжения, %;  – номинальное напряжение, В;  – ток участка, А;  – ток ответвления, А; – длина участка, км; – расстояние от начала ответвления;  – активная мощность ответвления, кВт;  – реактивная мощность ответвления, квар;  – удельные активное и индуктивное сопротивления, Ом/км.Данную формулу следует применять для всех участков с различным сечением, а затем сложить результаты. Должно быть выполнено условие:  от  1. Согласно условиям по токам КЗ АЗ проверяются: на надежность срабатывания:    По результатам проверки надежность срабатывания автоматов обеспечена. на отключающую способность:    Автомат при КЗ отключается не разрушаясь. на отстройку от пусковых токов. Учтено при выборе  для каждого автомата:  2. Согласно условиям, проводники проверяются: на термическую стойкость:  ШЛ (ШНН-ШМА):   По таблице 1.10.3  .КЛ (ШМА-потребитель):   По [2, таблица 1.10.3]  .Кабельные линии удовлетворяют требованиям термической стойкости. на соответствие выбранному аппарату защиты: учтено при выборе сечения проводника ШЛ (ШНН-ШМА):  КЛ (ШМА-потребитель):  Согласно условиям шинопровод проверяется: на динамическую стойкость:  Для алюминиевых шин    так как  , принимаем один пролет = 6 м. Принимается установка шин «на ребро» с     Следовательно, шинопровод динамически устойчив.на термическую стойкость:    Шинопровод термически устойчив, следовательно, он выдержит кратковременный нагрев при КЗ до 200  .По потере напряжения линия должна удовлетворять условию  Так как токи участков известны, то наиболее целесообразно выбрать вариант расчета по токам участков.  Или     Все условия выполнены, что удовлетворяет силовые нагрузки.  Выполненные проверки элементов показали их пригодность на всех режимах работы проектируемой системы электроснабжения. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В ходе курсового проектирования были решены следующие задачи: дана характеристика объекта электроснабжения; классифицированы помещения объекта электроснабжения; выбрана схема электроснабжения; рассчитана электрическая мощность цеха и определено число и мощность цеховых трансформаторов; произведен расчет и выбор элементов низковольтной и высоковольтной сети. Исходя из перечня решенных задач следует, что цель курсового проектирования достигнута. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫИ ИНТЕРНЕТ-РЕСУРСОВ 1. Богданов А.В. Дзолось Р.Н. Расчет и выбор электрооборудования. Методические указания по курсовому проектированию для студентов очного и заочного отделения. Соликамск, 2019 г. – 98 с. 2. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2010. – 214 с. 2. Правила устройства электроустановок. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 640 с. 3. Свод правил. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности СП 12.13130.2009 4. Силовое и осветительное электрооборудование промышленных предприятий. Правила проектирования: ТКП 45-4.04-296–2014 (02250). – М.: Министерство архитектуры и строительства, 2014. – 87 с. 5. Электроснабжение промышленных предприятий. Правила проектирования: ТКП 45-4.04-297–2014 (02250). – М.: Министерство архитектуры и строительства, 2014. – 29 с. 6. Алюнов А.Н. Онлайн Электрик: Интерактивные расчеты систем электроснабжения / А.Н. Алюнов. – Режим доступа: https://online-electric.ru 7. Сибикин Ю. Д. Пособие к курсовому и дипломному проектированию электроснабжения промышленных, сельскохозяйственных и городских объектов: учебное пособие / Ю.Д. Сибикин. – М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2015. – 384 с. 8. Сибикин Ю. Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий: учебник / Ю.Д. Сибикин. – 5-е изд., перераб. и доп. – М. : ИНФРА-М, 2019. – 405 с. 9. Каталог автоматических выключателей серии ВА. 10. Каталог кабелей. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
