курсовая по теме электрический цех. курс. 2. 1 Разработка схемы электроснабжения электромеханического цеха и выбор эру
 Скачать 323.01 Kb.
|
|
Вывод: Мной рассчитаны нагрузки групп электроприемников и определены максимальные мощности, методом усредненных нагрузочных диаграмм. Выбран трансформатор ТМЗ – 400/10/0,4, с коэффициентом загрузки 0,73, он не превышает допустимый. Расчет и выбор компенсирующего устройства Дано: исходные данные
Требуется: Расчитать и выбрать КУ; Выбрать трансформатор с учетом КУ. Сравнить с трансформатором без учета КУ Компенсирующее устройство предназначено для возмещения реактивной мощности, повышения коэффициента активной мощности. Оно позволяет эффективно использовать выдаваемую активную мощность трансформатора при потреблении реактивной. Для включения дополнительных электроприемников, различают разные способы уменьшения реактивной мощности: 1. установка КУ 2. замена трансформатора Различают разные виды КУ реактивной мощности: 1. конденсаторные батареи 2. синхронные двигатели Расчет реактивной мощности КУ определяется по формуле:  (3.1)α - коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным способом, принимается α=0,9. cos  , по таблице брадиса определим  . Перед тем как начать расчет КУ, необходимо рассчитать недостающие параметры: cosφ, tgφ.  (3,2) (3.3)Величина реактивной мощност4и КУ:  кВарУК-0,38-150-УЗ компенсирующее устройство нерегулируемое, на напряжение 0,38 кВ, для умеренного климата. Следующим действием будет целесообразно определить фактические значения косинуса и тангенса после компенсации реактивной мощности.  (3.4) Об увеличении косинуса фи можно сказать, что активная выдаваемая мощность увеличилась. Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь:  кВ*А (3.5.1) (3.5.2) (3.5.3) (3.5.4)Заполняем сводную ведомость:
Расчет и выбор КУ позволило мне эффективно использовать активную мощность. Установка КУ привела к снижению реактивной мощности нагрузки, увеличению косинуса, с последующим уменьшением активной мощности, тем самым разгрузив трансформатор. Исходя из этого, допускается установка дополнительных электроприемников, без замены трансформатора на другой. 2.3 Расчет и выбор линий ЭМЦ, аппаратов защиты и распределительных устройств. Кабели - это электротехническое устройство, предназначенное для передачи и распределения электрической энергии. Разновидность кабелей очень расширена от кабелей в одной оболочке, до многослойной и термо и гидро стойкой изоляции. По сечению от одного до нескольких сотен квадрат. Изоляция бывает бумажная, пропитанная маслом, ПВХ, изоляция из джута, и т.д. для цеха будет проложен кабель ВВГ, он имеет три изолированные жилы, помещенные в одну общую изоляцию. Номинальное напряжение 660 В. Кабель выдерживает перегрев 160 градусов до 4 секунд, а в аварийном режиме его температура составляет 80 градусов. Аппараты защиты предназначены для предотвращения развития аварийной ситуации после КЗ или перегрузки линии. Для защиты кабельной линии используют автоматические выключатели и предохранители. Автоматы могут иметь тепловую, электромагнитную и комбинированную систему расцепителя. Для данного цеха будет выбраны модульные автоматические выключатели типа ВА 57-35 и ВА 57-31 с тепловой и электромагнитной защитой. Они предназначены для защиты и коммутации в сетях трехфазных напряжений до 1 кВ, частотой 50 Гц. Их выпускают до 4000 А номинального тока автомата. Для защиты кабельных линий в ЭМЦ, необходимо установить аппараты защиты, которые представляют собой автоматические выключатели, с тепловой и электромагнитной уставкой. Они предназначены для того что бы защитить кабели от перегрева при прохождении через них токов, превышающих номинальные. Но т. к. в цеху есть наличие станков с двигателями, которые при пуске, потребляют пусковой ток, превышающий номинальный до 8 раз, поэтому, нужно выбрать аппараты защиты так, что бы не было ложного срабатывания при пуске двигателя. Что касается тепловой защиты, то выбирать нужно ее по номинальному току нагрузки. Стоит отметить, что электромагнитный расцепитель аппаратов защиты, делится на 3 класса - В, С, D. Где класс В – это кратность 3-5 раз от уставки теплового расцепителя (номинального тока аппарата). С – это кратность 5-10 раз от уставки теплового расцепителя. D – это кратность 10-20 раз от уставки теплового расцепителя. СЭС состоит из трех ступеней, в данной схеме, электроприемники соединены по радиальной схеме. Первая ступень подключает трансформатор и ЩНН. Вторая ступень подключает РП от ЩНН. Третья ступень относится к подключению электроприемников от своих РП. Первая ступень ЭСН Рассчитываем коммутационный аппарат, выключатель автоматический: ток расцепителя должен быть, больше или равен току выдаваемым трансформатором. По формуле из НТЛ, ток на вторичной обмотке трансформатора равен:  (4.1)Значит ближайший ток расцепителя по ряду выбора автоматов из каталога продукции «шнайдэр электрик», составляет 600 Ампер. Беру автоматический выключатель ВА 53-41 на 600 А. Выбираем кабель от трансформатора, до щита низкого напряжения так, что бы ток уставки автомата был меньше или, в крайнем случае, равен току, который способен выдержать кабель. Выбираю по каталогу кабель ВВГ 3х240. Ток кабеля номинальный составляет 605 ампер. Кабель сможет выдержать ток расчетный трансформатора, значит нет необходимости дублировать кабель еще одним таким же. Таким образом, кабельная линия 3х240 сможет выдержать номинальный ток 578 ампер. Вторая ступень ЭСН Рассчитываем токи на всех РП и выбираем соответствующие расчетам аппараты защиты. РП выберу типа ПРЩ 01. Ток на РП рассчитывается по формуле:  (4.2)Но, т.к. расчетный ток на РП, уже есть в сводной ведомости, то мы составляем таблицу с этими токами и по ним выбираем аппараты защиты кабелей.
Следовательно аппарат защиты на РП 1 будет выбран из каталога автоматических выключателей фирмы «TDM», ближайший по ряду автоматов и составит 25 Ампер. Тип автомата ВА 57-35 на 25А. А ток электромагнитного расцепителя выбираем по пиковому току РП 1. Ток расцепителя равен:  (4.3) Ближайший наибольший ток расцепителя составляет 450 Ампер. В дальнейших расчетах и выборах автоматов и кабелей, я буду ссылаться на каталог автоматических выключателей и каталог кабелей. Аналогично выбираем аппарат защиты для РП 2 с током 12,5 А, ближайший наибольший автомат составляет 16 Ампер. Тип автомата ВА 57-35 на 16А. А ток электромагнитного расцепителя выбираем по пиковому току РП 2. Ток расцепителя равен:  Ближайший наибольший ток расцепителя составляет 100 Ампер. Аппарат защиты для РП 3 выбираем ВА 57-31 для защиты электроприемников с общим током 22,7 Ампер. Ближайший, наиболее подходящий автомат, это ВА 57-31 с уставкой 25 А. А ток электромагнитного расцепителя выбираем по пиковому току РП 3. Ток расцепителя равен:   Ближайший наибольший ток расцепителя составляет 450 Ампер. Аппарат защиты для РП 4 выбираем ВА 57-31 для защиты электроприемников с общим током 41,2 Ампер. Ближайший, наиболее подходящий автомат, это ВА 57-31 с уставкой 63 А. А ток электромагнитного расцепителя выбираем по пиковому току РП 4. Ток расцепителя равен:  Ближайший наибольший ток расцепителя составляет 450 Ампер. Аппарат защиты для РП 5 выбираем ВА 57-31 для защиты электроприемников с общим током 26,1 Ампер. Ближайший, наиболее подходящий автомат, это ВА 57-31 с уставкой 32 А. А ток электромагнитного расцепителя выбираем по пиковому току РП 5. Ток расцепителя равен:  Ближайший наибольший ток расцепителя составляет 350 Ампер. Аппарат защиты для РП 6 выбираем ВА 57-31 для защиты электроприемников с общим током 69 Ампер. Ближайший, наиболее подходящий автомат, это ВА 57-31 с уставкой 100 А. А ток электромагнитного расцепителя выбираем по пиковому току РП 6. Ток расцепителя равен:  Ближайший наибольший ток расцепителя составляет 350 Ампер. Выбираем кабели от ЩНН до РП 1-6.
Ток кабеля должен быть больше чем ток уставки автомата. Это связано с тем, что автомат должен сработать и отключится раньше чем повредится кабель. Третья ступень ЭСН. Рассчитываем кабели и аппараты защиты от электроприемников до своих РП. Ниже приведена таблица всех потребителей цеха и их нагрузка. Для выбора тепловой уставки аппаратов защиты электроприемников, составим таблицу, в которой приведены их номинальные токи. А ток тепловой уставки берем ближайший выше по ряду выпуска аппаратов защиты.
Для третьей ступени, выберем кабели под автоматические выключатели. Для этого составим таблицу, в которой будут пердставлены кабели. Брать кабели сечением, меньше чем 1,5 квадрата, не целесообразно т.к. произойдет снижение механической надежности, иными словами, можно сказать что для такого серьезного цеха ЭМЦ, кабель меньше 1,5 квадрата, будет не надежным.
Составим сведную водомость и запишем все параметры в нее.
Расчет токов КЗ Для расчета токов КЗ необходимо: По расчетной схеме составить схему замещения, указать точки КЗ. Расчитать сопротивления цепи. В каждой выбранной точке, определить 3-фазные, 2-фазные и 1-фазные токи КЗ. Заполнить сводную ведомость. Короткие замыкания в системах электроснабжения. 1. КЗ – называется непосредственное соединение между любыми точками разных фаз, фазы и нулевого провода или фазы с землей, не предусмотренными нормальными условиями работы установки. Виды КЗ: - трехфазное - двухфазное - двухфазное КЗ на землю - однофазное 2. Причины возникновения КЗ: - человеческий фактор - нарушение изоляции - механические повреждения - схлестывание - наброс или пересеченме ВЛ 3. Последствия КЗ: - Электродинамическое воздействие на электрооборудование - Термическое воздействие - выход из строя электрооборудования - пожары Решение задачи: Схема замещения представляет собой расчетную схему, в которой все электрические элементы и токоведущие части, заменены на активные и реактивные сопротивления. Для нахождения сопротивлений на схеме замещения, необходимо воспользоваться справочником сопротивлений.
Определим сопротивление кабеля от трансформатора ТМ-40/10/0,4 до ЩНН(ВС), по формуле:  ;  Определим сопротивление кабеля от ЩНН() до РП 6, по формуле:  ;  Определим сопротивление кабеля от РП 6 до станка с порядковым номером 39 по формуле:  ;  Произведем расчеты, для нахождения токов КЗ в точке К3 Найдем общее активное сопротивление всей цепи замещения:  Найдем общее реактивное сопротивление всей цепи замещения:  25,33 мОмНайдем общее полное сопротивление всей цепи замещения:  Произведем расчеты, для нахождения токов КЗ в точке К2 Найдем общее активное сопротивление всей цепи замещения до точки К2:  Найдем общее реактивное сопротивление всей цепи замещения до точки К2:  21,96 мОмНайдем общее полное сопротивление всей цепи замещения:  Произведем расчеты, для нахождения токов КЗ в точке К1 Найдем общее активное сопротивление всей цепи замещения:  Найдем общее реактивное сопротивление всей цепи замещения:  17,61 мОмНайдем общее полное сопротивление всей цепи замещения:  Расчитаем трехфазные токи КЗ: В точке К1:  В точке К2:  В точке К3:  Расчитаем двухфазные токи КЗ: В точке К1:   В точке К2:  В точке К3:  Расчитаем однофазные токи КЗ: В точке К1:  В точке К2:  В точке К3:  Расчитаем ударный ток трех фазного замыкания, только в точке К1, в других точках это расчитывать нецелесообразно, т.к. ударные токи в других точках замыкания будут меньше.  13,25 кА , Значение определяют по таблице ниже. Вывод: На основании проведенных расчетов, можно судить о том, что чем больше удалена точка замыкания от источника электрической энергии, тем меньше будет ток КЗ, т.к. сопротивление цепи увеличивается по мере удаления. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
