Дипломная работа Котов электроснабжение. МОЙ ДП. 1 Расчетная часть 1 Исходные данные

• Название: 1 Расчетная часть 1 Исходные данные
• Анкор: Дипломная работа Котов электроснабжение
• Дата: 09.03.2022
• Размер: 0.55 Mb.
• Имя файла: МОЙ ДП.docx
• Тип: Документы; #388116
• страница: 4 из 7

кА.
1.9 Выбор электрооборудования и проверка аппаратов на действие

токов короткого замыкания

Электродинамические усилия в токоведущих частях выключателей, разъединителей и других аппаратов трудно поддаются расчету, поэтому заводы-изготовители указывают предельный сквозной ток КЗ (амплитудное значение) ( ), который не должен быть меньше найденного при расчете ударного тока при трехфазном КЗ. Таким образом, проверка проводится по условию

( ) .

Проверка аппаратов на термическую стойкость производится по току термической стойкости , заданному заводом-изготовителем и расчетному времени термической стойкости по каталогу . Аппарат термически стоек, если тепловой импульс , к , не превышает произведения квадратного значения тока термической стойкости , кА, на время термической стойкости , с, т.е.

.

При выборе токоведущих частей необходимо найти конечную температуру нагрева токами короткого замыкания с учетом периодической и апериодической составляющих. Этот расчет достаточно трудоемкий, поэтому термическую стойкость обычно проверяют определением максимального сечения, которое должно быть меньше принятого, т.е. < .

При проверке на действие КЗ шина считается динамически стойкой, если расчетное напряжение в материале шины от изгиба меньше допустимого, т.е. < .

Т.к. потребители относятся к второй категории по надежности электроснабжения, то в качестве защитной аппаратуры с высокой стороны выбираем выключатель нагрузки с предохранителем по справочнику [12, таблица 5-3] ВНПз-17 с предохранителем ПК-10/30,

Т.к. оборудование защищено предохранителем, то в соответствии с ПУЭ [3, пункт 1.4.3] высоковольтный кабель ААШв не проверяем на действие токов КЗ и принимаем к окончательной прокладке.

Для подключения катушек измерительных приборов, реле релейной защиты (РЗ), расчетных счетчиков принимаем к установке трансформатор тока по справочнику [12, таблица 5-9] типа ТПЛ-10 (трансформатор тока; проходной; с литой изоляцией) с , с номинальным первичным током , =5А, с номинальной нагрузкой в классе точности 0,5 , электродинамической стойкостью , с термической стойкостью =

По справочнику [12, таблица 5-13] выбираем трансформатор напряжения типа НОМ-10 (трансформатор напряжения; однофазный; с естественным масляным охлаждением) с , , с номинальной мощностью в классе точности 0,5 . Для защиты трансформатора напряжения выбираем предохранитель типа ПКТН-10У3.

Т.к. расчетные параметры не превышают справочных значений, то выбранное оборудование принимаем к окончательной установке.

Проверяем шины на действие токов КЗ.

Находим минимальное допустимое сечение шины ,



где - коэффициент, зависящий от допустимой температуры при КЗ и

материала проводника, принимаем для алюминиевых шин =88;

– тепловой импульс в точке КЗ, кА² с, находим по формуле



где - время срабатывания выключателя, с,

- время срабатывания релейной защиты, с, принимаем

- постоянная времени затухания апериодической составляющей токов КЗ,

находим по формуле





с,

.

Окончательное решение будет принято после проверки шин на динамическое действие токов КЗ.

Проверяем шины с размерами 60 х 8 на динамическое действие токов КЗ.

Находим максимальное усилие, действующие на шинную конструкцию, при трехфазном КЗ , Н



где – расстояние между изоляторами шинной конструкции (пролет), м,

принимаем ;

– расстояние между фазами, м, принимаем =0,06 м, т.к. ,

по справочнику [5, стр. 140].



Определяем изгибающий момент М, Н м





Находим напряжение в материале шин от изгиба , МПа



где W – момент сопротивления, , при расположении шин плашмя

определяется по формуле



где b, h – размеры поперечного сечения шины, см.



следовательно, принимаем шину к окончательной установке.

1.10Релейная защита

Все электроустановки оборудуются устройствами релейной защиты, предназначенными для отключения защищаемого участка в цепи или элемента в случае его повреждения, если это повреждение влечет за собой выход из строя элемента или электроустановки в целом. Релейная защита срабатывает и тогда, когда возникают условия, угрожающие нарушением нормального режима работы электроустановки.

В релейной защите электроустановок защитные функции возложены на реле, которые служат для подачи импульса на автоматическое отключение элементов электроустановки или сигнала о нарушении нормального режима работы оборудования, участка электрической установки, линий и т.д.

К релейной защите предъявляют следующие требования: селективность, чувствительность, надежность.

Селективность – отключение только той минимальной части или элемента установки, которая вызвала нарушение режима.

Чувствительность – быстрая реакция на определенные, заранее заданные отключения от нормальных режимов работы, иногда самые незначительные.

Надежность – безотказная работа в случае отключения нормального режима.

Необходимая скорость срабатывания реле определяется проектом в зависимости от характера технологического процесса. Иногда для сведения до минимума ущерба от возникших повреждений релейная защита должна обеспечивать полное отключение в течение сотых долей секунд.

Для защиты трансформаторов обычно применяют максимальную токовую защиту от КЗ, которая предназначена для отключения электроустановки при превышении максимально допустимого тока в цепи.

Трансформатор имеет блок контроля температур обмотки низкого напряжения и магнитопровода. Блок выполняется следующими функциями : измерение температуры трех обмоток и магнитопровода трансформатора; сравнение измеренной температуры по каждому каналу с тремя заданными уровнями охлаждения, предупреждение, перегрев; установка установок по каждому из уровней компарирования; циклическую индикацию в цифровом виде значения температуры по каждому каналу измерения и условного обозначения контролируемого канала.

Максимально токовая защита применяется, главным образом, для защиты радиальных линий с односторонним питанием.

Для защиты параллельных линий, присоединенных к шинам подстанции через один общий выключатель,применяют токовую поперечную дифференциальную защиту. Для этого на каждом линии устанавливают трансформаторы тока, вторичные обмотки которые соединяют между собой и подключают на разность токов. Параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока подключают реле тока мгновенного действия. В нормальных условиях разность токов линий будет равна нулю. При повреждении на одной из линий токи не будут равны, и через реле будет проходить ток, равный их разности. Если величина этого тока больше тока срабатывания реле, то защита подействует на отключение выключения линии.

Для защиты электродвигателя применяется следующие виды защиты: защита от межфазных КЗ, от однофазных замыканий на землю, от токов перегрузки, минимального напряжения.

Защита от межфазных КЗ – ток срабатывания защиты отстраивается от максимального значения периодической составляющей пускового тока двигателя.

Защита от однофазных замыканий на землю – осуществляется трансформатором тока, действующим через токовое реле на промежуточное и далее на катушку отключения.

Защита от токов перегрузки – осуществляется реле типа РТ – 80 с зависимой от тока выдержкой времени, включенным, так же как и реле максимально – токовой защиты РТМ, на разность токов.

Защита минимального напряжения – устанавливается, чтобы обеспечить самозапуск наиболее ответственных электродвигателей и отключить неответственные электродвигатели, отсутствие которых в течение некоторого времени не отразится на производственном процессе. Этим уменьшается суммарный ток самозапуска и повышается напряжение на шинах, благодаря чему обеспечивается самозапуск ответственных электродвигателей.

Защита конденсаторных батарей от КЗ выполняется реле мгновенного действия типа РТМ. Защита от замыканий на землю осуществляется токовым реле, действующим через промежуточное реле на отключение. Защита конденсаторных батарей о однофазных замыканий на землю устанавливается в двух случаях: когда токи замыкания на землю выше 20 А и когда защита от междуфазных замыканий не срабатывает.

1.11 Расчет заземляющего устройства

Согласно ПУЭ [3, пункт 1.7.32] для защиты людей от поражения электрическим током при повреждении изоляции должна быть применена, по крайней мере, одна из следующих защитных мер: заземление, зануление, защитное отключение, разделительный трансформатор, малое напряжение двойная изоляция, выравнивание потенциалов.

В первую очередь согласно ПУЭ [3, пункт 1.7.35] для заземления электроустановок должны быть использованы естественные заземлители. Принимаем в качестве естественного заземлителя трубы холодного водоснабжения.

Определяем сопротивление растеканию тока по трубам холодного водоснабжения R_Х.В., Ом



где удельное сопротивление грунта Ом м, с учетом коэффициента сезонности k_сез, принимаемого по справочнику [13, таблица 6-5] k_сез = 1,45, то есть



где − рекомендуемое каталогами удельное сопротивление грунта, принимаем

по каталогу [13, таблица 6-4] Ом м − для супеска;

Ом м;

t – глубина заложения трубы от поверхности земли, м, принимаем t = 2 м;

l– длина трубы, м, принимаем l = 500 м;

d – диаметр трубы, м, принимаем d = 0,25 м.

.

Т.к. сопротивление растеканию тока через трубы холодного водоснабжения не превышает допустимых для сетей с линейным напряжение и глухозаземленной нейтралью, то заземлитель принимаем к предварительной установке. Окончательное решение будет принято после проведения испытаний.

2 Специальная часть. Электрооборудование токарно-винторезного станка

2.1 Исходные данные

Токарно-винторезный станок предназначен для обработки металлической детали и придания ей необходимой формы и размеров путем снятия стружки. Электроприводом главного привода (шпинделя) является привод от асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Среда цеха нормальная.

Исходные данные токарного станка:

– усилие резания.

– скорость резания.

– коэффициент полезного действия станка (КПД).

2.2 Общая характеристика объекта. Требования к электрооборудованию

Токарно-винторезные станки – один из видов токарного оборудования, предназначенный для нарезания резьбы и прочих видов внутренней и наружной обработки как единичных образцов, так и малых групп деталей. Это одна из наиболее распространённых разновидностей станков, применяемых в металлообработке и машиностроении.

Главными техническими параметрами, используемыми для классификации токарно-винторезных станков, являются:

1. 
   наибольшая величина длины деталиl, подвергаемой обработке;
   
2. 
   максимальный диаметр детали, которую можно обрабатывать – D.
   

В зависимости от возможностей обработки максимального диаметра детали, выпускают станки, имеющие D = 100, 125, 160 мм. Нередко можно встретить станки с максимальным диаметром обрабатываемой детали в 200, 250 и 320 мм. Есть модели, диаметры которых достигает 400 мм, 500 мм и выше.

Существуют станки с максимальным диаметром обрабатываемой детали в 4000 мм.

Для определения наибольшей длины детали, которую можно обработать на станке, производят замер между центрами станка. В то же самое время, могут выпускаться станки, имеющие одинаковое значение D, но различные значения l.

В зависимости от массы, токарно-винторезные станки подразделяются на легкие, средней тяжести, крупные и тяжелые.

Лёгкие токарно-винторезные станки имеют массу до 500 кг. В этот класс входят модификации, диаметр которых равно 100 – 200 мм. Они применяются в приборостроении, инструментальном производстве, опытных и экспериментальных цехах, часовой промышленности. Их выпускают без механической подачи или с ней.

Вес токарно-винторезных станковсредней тяжести достигает четырех тонн. Среди многообразия модификаций встречаются модели, значение  диаметра которых колеблется в пределах 250 – 500 мм. Эти токарно-винторезные станки характеризуются широким диапазоном частоты вращения шпинделя, достаточной мощностью и высокой жесткостью, что в совокупности позволяет обрабатывать детали из твёрдых и сверхтвёрдых металлов на экономичных режимах.

На них осуществляют чистовую и получистовую обработку, включая нарезание различной резьбы. Станки средней тяжести оснащают всевозможными приспособлениями, позволяющими улучшить качество обработки, облегчить труд рабочих и значительно расширить технологические возможности. Станки средней тяжести прекрасно автоматизированы, и на них производится 70-80% от всего объёма токарных работ.

Крупные токарно-винторезные станки имеют вес до 15 тонн и показатель диаметра, не выходящий за пределы 630 – 1250 мм.

Вес тяжёлых токарно-винторезных станков достигает 400 тонн, а диаметр достигает показателей в 1600 – 4000 мм.

Последние два вида станков чаще всего применяются в энергетическом и тяжёлом машиностроении и прочих отраслях промышленности, связанных с обработкой железнодорожных колёсных пар, валков прокатных станов, роторов турбин и пр. Они менее универсальны и чаще всего приспособлены для обработки отдельных деталей.

Независимо от типа, все основные узлы наделены одинаковыми названиями и сходны по расположению и назначению:

1. 
   станина, служащая местом крепления всех механизмов станка;
   
2. 
   шпиндельная бабка, в недрах которой размещаются сам шпиндель, коробка передач и другие детали;
   
3. 
   коробка подач, предназначенная для изменения скорости вращения ходового вала и ходового винта;
   
4. 
   суппорт – механизм, призванный перемещать закреплённый в резцедержателе режущий инструмент;
   
5. 
   резцедержатель – сложный механизм, обеспечивающий надёжное удерживание резца во время обработки деталей;
   
6. 
   задняя бабка, имеющая пиноль, внутри которой может устанавливаться стержневой инструмент для обработки центрального отверстия в зажатой в патроне детали;
   
7. 
   фартук, способный преобразовывать вращательные движения валика или винта в поступательные перемещения суппорта с инструментом.
   

Основные узлы токарно-винторезных станков представлены на рисунке 4.

Схемой управления предусмотрены защита двигателей от длительных перегрузок - тепловыми реле, а от коротких замыканий - соответствующими плавкими предохранителями. При кратковременных перегрузках, возникающих на шпинделе, происходит проскальзывание фрикциона, и приводной двигатель отсоединяется от входного вала коробки скоростей станка. Для быстрой остановки станка служит установленный в передней бабке ленточный тормоз.

Электрические аппараты должны соответствовать следующим требованиям: изоляция электрических аппаратов должна быть рассчитана в зависимости от условий возможных перенапряжений, которые могут возникнуть в процессе работы. Аппараты, предназначенные для частого включения и отключения, должны иметь высокую механическую и электрическую износоустойчивость, а температура токоведущих элементов не должна превышать допустимых значений. При коротком замыкании токоведущая часть аппарата подвергается значительным термическим и динамическим нагрузкам, которыевызваны большим током. Эти нагрузки не должны препятствовать дальнейшей работе аппарата.