Насосноя станция 3вар. Цели и задачи дипломного проекта

• Название: Цели и задачи дипломного проекта
• Анкор: Насосноя станция 3вар
• Дата: 21.06.2022
• Размер: 1.72 Mb.
• Имя файла: Nasosnaya (1).doc
• Тип: Документы; #608188
• страница: 2 из 9

2.1.3 Расчёт, выбор и планирование силовых сетей цеха

Электропитание насосной станции предполагается обеспечить от расположенной вне цеха трансформаторной подстанции, в качестве которой используется комплектная трансформаторная подстанция внутренней установки (КТП ). КТП состоит из двух трёхфазных понижающих трансформаторов высшего 10 кВ и низшего 0,4 кВ напряжения и шкафов распределительных устройств

(РУ). Шкафы РУ изготавливают вводными, секционными и линейными. Они состоят из шинной и коммутационной частей, разделённых металлическими перегородками.

В шкафах РУ напряжением до 1 кВ размещены коммутационная и защитная аппаратура: выдвижные универсальные и установочные автоматические выключатели, релейная аппаратура, измерительные приборы, а также измерительные трансформаторы тока. Схемы управления, защиты и сигнализации оборудования КТП выполняют на оперативном переменном токе. В соответствии с расчётом на подстанции предполагается установить два трёхфазных силовых трансформатора ТМ 250 – 10 / 0,4 кВ.

Выбор сечения проводов и кабелей выполняют по длительно допустимому току ( ), определяемый из справочников 2 для данной марки кабеля. Выбранное сечение проводника проверяем по условию нагрева:

 Iрасч. ( 12 )

Для магистральных линий в качестве расчётного значения тока Iрасч. принимаем полученное максимальное значения тока Iм, которое приведено в таблице 3.

При выборе сечения вводим коэффициент, учитывающий условия прокладки. Для трёхжильных кабелей, проложенных в воздухе он составляет 0,92.

Выбранная марка и сечения кабеля приведены в таблице 4

Площадь сечения проводника, выбранного по нагреву, проверяется по условию допустимой нагрузки в послеаварийном режиме после отключения одной из двух параллельных цепей:

1,3I_дд > I_р.ав, ( 13 )

где I_р.ав – сила тока в цепи в послеаварийном режиме.

Таблица 4 - Марка и сечение проводов и кабелей к РП

Наименование РП.	Iм, А	Марка кабеля	S,	Iдд. А
1	2	3	4	5
РП 1	160	ВВГ – 4 ×95	95	198
РП 2	56,8	ВВГ – 4 × 16	16	72
РП 3	49	ВВГ – 4 × 16	16	72
ШРА	248	ВВГ – 4 × 120	6	260
РП5	20,8	ВВГ – 4 × 10	10	56

2.1.4 Выбор и размещение силовых распределительных устройств

По току в магистрали выберем по 3 распределительные пункты. В качестве РП 1, РП 2, РП 3 и РП5 выберем распределительные пункты ПР 85 навесного исполнения, с автоматическими выключателями серии ВА, а также шинопровод распределительный ШРА 4. Выбранные распределительные пункты приведены в таблице 5

Таблица 5 - Технические параметры распределительных пунктов.

Наимено- вание РП	Тип	Iр, А	Iн, А
1	2	3	4
РП 1	ПР 85- 3-073-21-У3	160	250
РП 2	ПР 85- 3-055-21-У3	56,8	160
РП 3	ПР 85- 3-055-21-У3	49	160
ШРА	ШРА 4-400-21-У3	248	400
РП5	ПР 85- 3-055-21-У3	20,8	160

2.1.5 Расчет заземляющего устройства

Заземление – это преднамеренное соединение корпуса электроустановки с землёй с помощью заземляющего устройства (ЗУ).

Согласно ПУЭ в установках напряжением до 1000 В сопротивление заземляющего устройства Rзу £ 4 Ом.

Определяем вид заземления – выносной контур, состоящий из вертикальных заземлителей диаметром 12 мм, длиной 3 м и заземляющей полосы 40´4 мм, заложенной на глубине 0,7 м. Площадь контура А ´ В = 7 ´ 7 . Длина периметра = 28 м. Грунт в районе заземления глина, удельное сопротивление грунта r = 40 Ом м.

Найдём расчётное удельное сопротивление грунта ρ_р

ρ_р = Ксез · r = 1,5 · 40 = 60 Ом м ( 14 )

где Ксез – коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта. Для третьей климатической зоны Ксез = 1,5

Расчётное сопротивление одного вертикального электрода

= 0,3 ρ_р= 0,3 · 60 = 18 Oм ( 15 )

Так как r = 40 Ом м < 100 Ом · м, то для расчёта принимается

£ 4 Ом ( 16 )

Определяется количество вертикальных электродов без учёта экранирования (расчётное)

N_в.р.^¹ = _{ }= _{ }= 4,5 ( 17 )

Принимается N_в.р.^¹ = 5

С учётом экранирования

= _{ }= _{ } = 10,6 ( 18 )

где - коэффициент экранирования определяется по таблицам [ 1 ]

Принимается = 11. Для того, чтобы обеспечить симметрию конструкции, положим количество электродов равно 12, тогда - расстояние между электродами по ширине объекта, м; - расстояние между электродами по длине объекта.

= 2,3 м, = 2,3 м Среднее значение а = _{ } = 2,3

Отношение а/ = 2,3 / 2,3 = 1,0

Уточняются коэффициенты использования

= 0,47

= 0,27

Определяются уточнённые значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов.

=   ∙    =   ∙4    = =14,7 Oм

( 19 )

где - длина периметра,

Ксез.г – коэффициент сезонности горизонтальный Ксез.г = 2,3;

b – ширина полосы, м;

t – глубина заложения, м;

= _{ } = _{ } = 3,19 Ом ( 20 )

Определяется фактическое сопротивление ЗУ

= _{ } = _{ } = 2,62 Ом ( 21 )

Таким образом, так как 2,62 < 4 Ом , следовательно, выбранная конструкция, элементы заземляющего устройства (ЗУ) и их количество, позволяют получить значение сопротивления заземления соответствующее требованиям ПУЭ, т.е. ЗУ - эффективно.

2.2 Расчёт силовых сетей электрического оборудования цеха

2.2.1 Расчёт и выбор пусковой и защитной аппаратуры

В качестве аппаратов защиты выбираем автоматические выключатели ВА 51 с электромагнитным и тепловым расцепителем на различный номинальный ток.

Условия для выбора аппаратов защиты в силовых сетях напряжением 0,4 кВ.

Линия с группой электродвигателей I_нр ≥ 1,1 Iм.

Линия с одним электродвигателем I_нр ≥ 1,25 I_н.д.

Где I_нр – ток расцепителя автомата,

Iм – максимальный расчётный ток в линии (РП), А;

I_н.а – номинальный расчётный ток электродвигателя, А.

Данные на автоматические выключатели приведены в таблице 6 и 7.

Таблица 6 - Аппараты защиты в линии (РП)

Наименование РП	Iм, А	Марка АЗ	Iна , А	Iнр , А
1	2	3	4	5
РП 1	160	ВА51 – 35	250	200
РП 2	56,8	ВА51 – 31	100	80
РП 3	49	ВА51 – 31	100	80
РП 4 (ШРА)	248	ВА51 – 37	400	320
РП5	20,8	ВА51 – 29	63	40

Таблица 7 - Аппараты защиты для ответвлений

Наименование ЭП.	Iр, А	Iн.а, А	Марка АЗ	Iн.р, А
1	2	3	4	5
РП 1 Вентилятор Токарно-револьверный станок Фрезерный станок Круглошлифовальный станок Резьбонарезной станок Электронагреватели отопительные	21,3 53,2 18 16,6 14,9 37,2	25 63 25 25 25 63	ВА51 – 25 ВА51 – 29 ВА51 – 25 ВА51 – 25 ВА51 – 25 ВА51 – 29	25 63 25 25 25 63
РП2 Станок заточный Станок сверлильный Электродвигатели задвижек Щит сигнализации	11,2 17,5 9,4 5,5	25 25 25 25	ВА51 – 25 ВА51 – 25 ВА51 – 25 ВА51 – 25	20 25 20 20
РП3 Электродвигатели вакуумных насосов. Кран мостовой ПВ = 25 %	10,6 30,4	25 63	ВА51 – 25 ВА51 – 29	16 40
ШРА Насосные агрегаты Дренажный насос	32,2 18	63 25	ВА51 – 29 ВА51 – 25	63 25
РП5 Сварочный агрегат	12,1	25	ВА51 – 25	25

2.2.2 Расчёт и выбор сечений силовых линий электрического оборудования

Расчётный ток электродвигателей определяем из соотношения

Iр = _{ } ( 22 )

где Uном – номинальное линейное напряжение (для распределительных сетей Uном = 0,38 кВ).

Для вентилятора на РП 1 – : Рном = 5,5 кВт; Cos = 0,8; = 0,9

Iр = _{ }= 21,3 А

По справочнику  4  найдём марку и сечения провода для ответвлений. Полученные расчётные значения тока и марку и сечения провода приведём в таблице 8

Таблица 8 - Марка, сечение провода для ответвлений.

Наименование ЭП.	Iр, А	Iдд, А	Марка провода	S,
1	2	3	4	5
РП 1 Вентилятор Токарно-револьверный станок Фрезерный станок Круглошлифовальный станок Резьбонарезной станок Электронагреватели отопительные	21,3 53,2 18 16,6 14,9 37,2	39 72 39 39 39 72	ВВГ - 4 × 6 ВВГ – 4 × 16 ВВГ – 4 × 6 ВВГ – 4 × 6 ВВГ – 4 × 6 ВВГ – 4 × 16	6 16 6 6 6 16
РП 2 Станок заточный Станок сверлильный Электродвигатели задвижек Щит сигнализации	11,2 17,5 9,4 5,5	39 39 39 39	ВВГ – 4 × 6 ВВГ – 4 × 6 ВВГ – 4 × 6 ВВГ – 4 × 6	6 6 6 6
РП 3 Электродвигатели вакуумных насосов. Кран мостовой ПВ = 25 %	10,6 30,4	39 72	ВВГ – 4 × 6 ПРГ – 3 × 16	6 16
ШРА Насосные агрегаты Дренажный насос	32,2 18	72 39	ВВГ – 4 × 16 ВВГ – 4 × 6	16 6
РП5 Сварочный агрегат	12,1	39	ВВГ – 4 × 6	6

Продолжение таблицы 8

Проверка сетей на потерю напряжения.

Суммарная потеря напряжения ΔU_Σ складывается из потери в КЛ до шинопровода (РП ), потери напряжения в шинопроводе, потери напряжения в КЛ от ШРА ( РП ) к ЭП.

Результаты расчёта приведены в таблице 9. Нормируемое значение падение напряжения в силовых сетях должно составлять меньше 5 % т.е. меньше расчётного.

Таблица 9 - Технические параметры РП и расчёт потери напряжения

Наименование РП	Тип	Iр, А	Iн, А	Lкл1, м	Lш, м	Lкл2, м	ΔUΣ, %
1	2	3	4	5			6
РП 1	ПР 85- 3-073-21-У3	160	250	56	-	14	0,5
РП 2	ПР 85- 3-055-21-У3	56,8	160	39	-	12	0,33
РП 3	ПР 85- 3-055-21-У3	49	160	24	-	18	0,27
РП 4	ШРА 4-400-21-У3	248	400	18	32	6	0,23
РП5	ПР 85- 3-055-21-У3	20,8	160	22	-	12	0,32

РП проверяется на допустимую потерю напряжения, по формуле для кабельных линий и шинопроводов с расположением вводной секции в начале шинопровода.

ΔU = _{ } ∙ ( r₀ cos φ + x₀ sin φ ) ( 23 )

где ΔU – потеря напряжения в %;

r₀ – 0,2 Ом / км [ 1 ]– активное сопротивление шинопровода ШРА 4 - 250; x₀ – 0,21 Ом / км [ 1 ] – индуктивное сопротивление шинопровода;

значения r₀ , и x₀ кабелей с медной жилой из [ 1 ] приведены в таблице 10.

Таблица 10 - Значения удельных сопротивлений для КЛ

S,	r0, мОм / м	x0, мОм / м
1	2	3
6	3,09	0.1
10	1,84	0,099
16	1,16	0,095
25	0,74	0,091
50	0,37	0,085
70	0,265	0,082
120	0,261	0,08

L - длина кабельной линии или шинопровода, км (определяем по плану расположения электрооборудования из задания на КП ).

cos φ = 0,95; sin φ = 0,33.

Нормируемое значение падение напряжения в силовых сетях должно составлять меньше 5 %, т.е. меньше расчётного.