Электроснабжение светонепроницаемой теплицы. электрификация ремонтной мастерской с разработкой механизма пере. Электрификация ремонтной мастерской с разработкой механизма передвижения кранбалки и схемы управления сушильным шкафом пояснительная записка
 Скачать 0.5 Mb.
|
|
2.5.Расчет токов короткого замыкания и проверка элементов линий электроснабжения. 2.5.1.Выбор точек и расчет токов короткого замыкания. Sс=190 МВА Х*С=1,4 1 Х1=1,4 110 115 Sтр=6,3МВА 2 Uкз%=10,5% Х2=3,2 10 10,5 ℓ=0,7км 3 ХО=0,095Ом/км Х3=0,1 Ro=1,16Ом/км R3=2,5 К1 К1 10 10,5 Sтр=250кВА 4 ∆Рм=3,7кВт Х4=32,48 Uкз%=4,5% R4=11,25 К2 К2 0,38 0,4 Расчет токов К.З. производится для выбора аппаратов и проводников. Для расчета токов К.З. на однолинейной схеме электроснабжения выбираются точки К.З. с таким расчетом, чтобы по величинам токов К.З. можно было выбрать и проверить всю аппаратуру с высокой и низкой стороны. Расчет токов К.З. ведем в последовательности: Вычерчиваем схему замещения с указанием точек К.З. На схеме обозначаем все активные и индуктивные сопротивления отдельных элементов. Задаемся базисной мощностью. Если дана мощность системы, то за базисное напряжение принимается напряжение той ступени, где находится напряжение увеличенное на 5%. Находим отдельные сопротивления, в отдельных единицах, приведенных к базисной мощности по формулам: Находим отдельные сопротивления, в отдельных единицах, приведенных к базисной мощности по формулам: х=хо*ℓ*Sб/Uб2 r=ro* Sб/Uб2 где: хо и rо- из таблицы 4 [Ом/км] ℓ-длина линии [км] Sб-базисная мощность [МВА] Uб- базисное напряжение [кВ] Сопротивление заводских и цеховых трансформаторов мощностью 630кВА и выше как в нашем случае) : х=Uк.з.%/100*Sб/Sн (28) где: Uк.з.%- из каталога в зависимости от мощности трансформатора Sн- номинальная мощность трансформатора [МВА] Определяем базисный ток (для каждой точки К.З.) Iб= Sб/(√3*Uб) [кА] 4. Определяем базисный ток (для каждой точки К.З.) Iб= Sб/(√3*Uб) [кА] 5. Определяем результирующее сопротивление до каждой точки К.З. При этом активные и индуктивные сопротивления суммируем отдельно: Если ∑r<∑x/3- то ∑r не учитывается. Если ∑r>∑x/3- то ∑r учитывается и определяется полное сопротивление: Z=√ ∑х2+ ∑r2 [Ом] 6. Находим токи и мощность К.З. для каждой точки. a. Начальное значение тока К.З: I”=Iб/ ∑х или I”=Iб/ Z [кА] б) Ударный ток: iУД=Куд*√2* I» [кА] (34) в) Действующее значение ударного тока: Iуд= I"*√1+2*(Куд-1)2 [кА] (32) Значение ударного коэффициента Куд принимается: (когда r учитывается) - по графику в зависимости r/х в пределах - 1,3-1,8 На низшей стороне трансформатора: 630-1000кВА - 1,3 100-400кВА - 1,2 г) Мощность тока К.З. Sк.з.=√3* I"*Uн [МВА] (36) д) Установившийся ток К.З. определяют: если ∑х или Z>3, то принимается I"=IК=I∞ [кА] если ∑х или Z<3, то принимается I∞=К∞* Iб [кА] где: К∞- кратность установившегося тока К.З. определяется по кривым или по таблице: таблица №9
Найдем сопротивления схемы замещения, используя приведенные выше формулы. За базисную мощность принимаем мощность системы: Sб=Sс=190МВА Определяем сопротивление: Заводского трансформатора: х2=Uк.з.%/100*Sб/Sн=10,5/100*190/6,3=3,2 Кабельной линии: х3=хо*ℓ*Sб/Uб2=0,095*0,7*190/10,52=0,1 r3=ro* Sб/Uб2=1,16*0,7*190/10,52=2,5 Цехового трансформатора: r*=∆Рм/ Sн=3,7/250=0,014 Uк.з.= Uк.з.%/100=4,5/100=0,045 х4=√ (Uк.з.2-r*2)* Sб/ Sн=√(0,0452-0,0142)*190/0,25=32,48 r4=r** Sб/ Sн=0,014*190/0,25=11,25 Определяем суммарное сопротивление для т.К1 ∑х1=х1+х2+х3=1,4+3,2+0,1=4,7 ∑r1= r3=2,5 проверим ∑r>∑x/3 2,5>4,7/3 2,5>1,6- активное сопр. учитывается. Z1=√ ∑х2+ ∑r2 =√4,72+2,52 =5,3 Находим токи К.З. для т.К1. Iб1=Sб/(√3*Uб)=190/(1,73*10,5)=10,5кА I"1=Iб1/ Z1=10,5/5,3=2кА ∑х1/ ∑r1=4,7/2,5=1,88 Куд1=1,2 iУД1=Куд1*√2* I"1=1,2*1,4*2=3,4кА Iуд1= I"*√1+2*(Куд1-1)2=2*√1+2*(1,2-1)2=2,1кА Sк.з.1=√3* I"*Uн=1,73*2*10=34,6МВА I"1=IК1=I∞1=2кА т.к. Z2>3. Определяем суммарное сопротивление для т.К2 ∑х2=∑х1+х4=4,7+32,48=37,18 ∑r2=∑r1+r4=2,5+11,25=13,75 проверим ∑r>∑x/3 13,75>37,18/3=12,39 - активное сопротивление учитывается Z2=√ ∑х2+ ∑r2 =√37,182+13,752=40,706 Находим токи К.З. для т.К2. Iб2=Sб/(√3*Uб)=190/(1,73*0,4)=274,6кА I"2=Iб2/ Z2=274,6/40,706=6,746кА ∑х2/ ∑r2=37,18/13,75=2,7 Куд2=1,32 iУД2=Куд2*√2* I"2=1,32*1,4*6,746=12,467кА Iуд2= I"2*√1+2*(Куд-1)2=6,746*√1+2*(1,32-1)2=7,405кА Sк.з.2=√3* I"*Uн=1,73*6,746*0,38=4,435МВА I"2=IК2=I∞2=6,746кА т.к. Z2>3. Таблица 10
2.5.3. Выбор и проверка элементов электроснабжения с низкой стороны. 2.5.3.1.Выбор шин распределительных устройств Токоведущие части и все виды аппаратов, выбираемые для электроустановок - должны соответствовать условиям окружающей среды по месту их установки. Номинальные параметры (ток, напряжение, мощность отключения и т.д.) должны соответствовать вычисленным максимальным величинам в нормальном режиме и в режиме К.З. В выбор аппаратуры входят: Выбор шин РУ. Производится на стороне НН - при наличии РУ на подстанции. Т.к. длина шин незначительна, то шины выбираются по условиям нагрева и проверяются на механическую прочность при К.З. А) Ток трансформатора с низкой стороны I=250/1,73*0,38=380,29 А Б) Выбираю сечение шины в зависимости от тока: Размер шины:40х4 с Iдоп=480А (r0=0,222 мОм/м; хо=0,17 мОм/м) В)Расчетная напряженность в металле шин с учетом токов К.З. определяют по формуле [1, стр.235 ф8.74] Gрасч=1,76*10-3*ℓ2*iуд2/(а*W) [кг/см2] (35) где: iуд- ударный ток К.З. в данной точке (К2) [кА] ℓ- длина пролета между креплениями [см]. Обычно ℓ=120-200см. Принимаем ℓ=150см. а- расстояние между фазами. Принимается а=30см. W- момент сопротивления шин [см3]. Определяется: для шин, уложенных плашмя по формуле [1, стр.235. ф8.75] W=b*h2/6 [см3] (36) Должно соблюдаться условие: Gрасч Для алюминиевых шин - Gдоп=700кг/см3 W=0,4*42/6=1,066см2 Gрасч=1,76*10-3*1502*12,4702/(30*1,066)=192,55 [кг/см2] 192,55<700 кг/см Г) проверяем шины на термическую устойчивость к токам КЗ: Smin= I∞/с*√tп =6,746*1000/165*√0,1=129,29мм Sст=40х4=160 мм2>129,29мм2- условие по нагреву выполняется Выбор изоляторов: Производится при наличии шин в РУ. Изоляторы выбираются по Uн и проверяется на механическую прочность при К.З. Расчетная нагрузка на опорные изоляторы при К.З по формуле Fрасч=1,76*10-2*ℓ*iуд2/а [кг] (37) Fрасч=1,76*10-2*150*12,472/30=13,68кг Должно соблюдаться условие: Fрасч≤0,6*Fразр где: Fразр- разрушающее усилие на изолятор при изгибе Определяется по в зависимости от выбираемого изолятора и обозначается в маркировке. По [6, стр.152] выбираем изолятор марки ОФ-1-375- изолятор опорный фарфоровый, на номинальное напряжение 1кВ, номинальная разрушающая нагрузка при изгибе Fразр=375 кгс 13,68<0,6*375=225 кг Выбранный изолятор проходит по условию механической прочности. 2.6.Повышение коэффициента мощности и расчет компенсирующих устройств. Коэффициент мощности предприятия показывает, какая часть электроэнергии, поступающей на все токоприемники предприятия, является активной. Одновременно с этим коэффициент мощности характеризует потребность токоприемников в реактивной энергии. Чем выше коэффициент мощности предприятия, тем меньше потребность в реактивной мощности и тем большая часть всей поступающей энергии непосредственно используется в производственном процессе, и тем меньше будет расходоваться энергия на нагрев проводов ( т.к. ток, проходящий по линии будет меньше вследствие уменьшения реактивной составляющей). Принято считать, что коэффициент мощности cosφ на предприятиях должен находиться в пределах 0,92 -0,95. В качестве компенсирующих устройств рекомендуется принимать статические конденсаторы. Расчет производится в следующем порядке: 1. Определим расчетную реактивную мощность по формуле [1, стр189 ф.6.37] Qк=α*Рм*(tgφ1- tgφ2) где: α - коэф., равный 0,9, учитывающий возможность повышения естественного cosφ. Рм - расчетная активная мощность цеха [кВт]. tgφ1 – соответствует cosφ1 до компенсации. tgφ2 - соответствует cosφ2 после компенсации. Принять cosφ2=0,92-0,95. Qк=0,9*102,016*(0,896-0,32)=52,88 (кВАр) 1. По данной мощности выбираем тип конденсаторной установки и необходимое количество конденсаторов. Тип: КС-2-0,38-20-3У3- конденсатор косинусный, совтоловый для повышения коэффициента мощности на напряжение 0,38 кВ, мощностью 20 кВАр в кол-ве 3-х штук. Qк=20*3=60 кВАр Для разряда при отключении статические конденсаторы должны иметь разрядные сопротивления в виде ламп накаливания (при 220-380В), резисторов (при 660В) или обмоток трансформаторов напряжения (при 6-10кВ). 2.Величина разрядных сопротивлений рассчитывается по формуле: Rразр=15*106*Uф2/Qк [Ом] (39) где: Uф – фазное напряжение. Берется 0,23кВ. Rразр=15*106*0,232/60=13224,9Ом 3. В качестве разрядных сопротивлений рекомендуется взять лампы накаливания мощностью 15 или 25Вт. Тогда сопротивление одной лампы равно: Rл=Uф2/Рл [Ом] (40) Rл=2302/15=3526 Ом 4. Определяем количество ламп на фазу: nл=Rразр/Rл [шт] (41) Примечание: при n>3 ламп, применять в качестве разрядных сопротивлений – резисторы. nл=13224/3526≈3,75 =4(шт) 5. Выбрать сечение кабеля для присоединения батареи конденсаторов. Расчетный ток: I=Qк/(√3*Uн) [А] (42) где: Uн – номинальное напряжение. Выбраем сечение по условиям нагрева . I= 60/1,73*0,4=86,71А 6. Рассчитать защиту батареи конденсаторов. а) ток срабатывания автомата: Iср≥1,3*Qк/(√3*Uн) [А] (43) Iср= 1,3*60/1,73*0,4=112,7А Выбираем автом. выключатель типа ВА 51-33 Iном=160 А Iрасц=125 А ку(ТР)=1,25 ку(ЭМР)=10 7.Сечения кабеля выбирается по допустимому току Iдоп=кзащ*Iт.р=1,25*125=156,25 А АВВГ 4х70 Iдоп= 140 А 2.7. Расчет заземления. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала электроустановки подлежат заземлению или занулению. Заземление – это соединение с землей металлических, не токоведущих частей эл/установки. Зануление – это заземление через 4-ый(нулевой) провод. Заземлению подлежат корпуса генераторов, эл/двигателей, трансформаторов, каркасы распределительных щитов, выключателей, металлические оболочки кабелей и проводов, стальные трубы, в которых проложены провода и кабели. Защитное заземление обязательно: для эл/оборудования при U=65В и выше в пожаро- и взрывоопасных помещениях. для эл/оборудования при U=220В и выше в любом производственном помещении или снаружи не зависимо от условий окружающей среды. При искусственном заземлении заземлители могут располагаться в ряд или по контуру. В установках выше 1000В контурное заземление является обязательным. Допустимые значения сопротивления заземляющего устройства определяются ПУЭ и составляют для установок до 1000В – 4 Ом. Порядок расчета: 1.При совместном заземляющем устройстве для установок до 1000 В принимаем сопротивление заземляющего устройства равным 4 Ом Если сопротивление заземляющего устройства превышает допустимую норму в 4 Ом, необходимо применить дополнительное заземление нейтрали трансформатора. В качестве заземлителей выбираем электроды из угловой стали 50*50*5мм длиной 2,5метра. 2.Пользуясь упрощенными формулами определяем сопротивление одного уголка: Rоу=0,0034*ρ [Ом] (44) [4,стр 345] ρ = 1*104 Ом*см- удельное сопротивление суглинистой почвы Rоу=0,0034*1*104 =34 Ом 3.Определяем предварительное число уголков: n'= Rоу/ Rз [шт] [4,стр 345 ф 9.9] n'=34/4=8,5 шт≈9 4. Затем определяем количество заземлителей с учетом коэффициента использования ηс: n= n'/ ηс n=9/0,56=16,07≈16 шт Количество заземлителей 16 шт. Они располагаются по периметру здания. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА Назначение устройства механизма или установки. Токарно-винторезные станки предназначены для обработки деталей из прутков или штучных заготовок. На них возможно выполнение почти всех видов токарных работ. Детали, подлежащие обработке на токарно-револьверных станках, имеют несколько обрабатываемых поверхностей, что определяет необходимость многоинструментальной наладки. Револьверная головка позволяет осуществить такую наладку, так как имеет несколько гнезд для крепления державок с инструментом. В державке, в свою очередь, может быть установлено также несколько инструментов. Сочетание поперечного суппорта с револьверной головкой дает возможность обрабатывать несколько поверхностей детали одновременно. На станке можно производить многоинструментальную наладку для точения, сверления, растачивания, зенкерования, развертывания, нарезания резьбы и другие операции. Станок снабжен гидравлическим устройством для переключения частот вращения шпинделя и подач, механизмом ускоренного перемещения суппортов. Токарно-винторезные станки с ручным управлением применяют в серийном производстве для изготовления деталей сложной конфигурации из прутка или штучных заготовок. Особенностью конструкции станков является наличие поворотной, реже линейно перемещаемой револьверной головки, в которой располагаются необходимые для обработки комплекты инструментов в требуемой последовательности. Основными параметрами токарных станков являются наибольший диаметр обрабатываемого прутка и наибольший диаметр обрабатываемой поверхности штучной заготовки над станиной и над суппортом. К основным параметрам также относятся габаритные размеры рабочей зоны станка, которые определяют наибольшую длину обрабатываемой поверхности и скоростные характеристики. Главное движение в токарном станке - движения подачи – продольное и поперечное, перемещение суппортов, несущих инструмент, вращение шпинделя, несущего заготовку. Токарный станок с ручным управлением является универсальным станком. Станок оснащен гидравлическим приводом для подачи и зажима прутка в цанговом патроне. В соответствии с кинематической схемой станка осуществляются главное движение шпинделя, продольное перемещение револьверного суппорта, круговая подача револьверной головки, а также перемещение резьбонарезного инструмента при изготовлении резьбы по копиру. |