Курсовая, 1-2 пункт переделанные. эсн и эо механического цеха серийного производства
 Скачать 180.67 Kb.
|
|
7. Расчет токов короткого замыкания (одно и трёх фазное КЗ). Расчет токов короткого замыкания методом именованных единиц. Метод именованных единиц чаще применяется при расчете токов КЗ в простых неразветвленных сетях и установках до 1000 В. Расчет обычно производится по полному сопротивлению цепи КЗ, так как суммарное активное сопротивление оказывается соизмеримым с индуктивным и должно быть учтено. В некоторых случаях необходимо учитывать сопротивление трансформаторов тока, катушек максимального тока, автоматических выключателей и их контактов, рубильников, пакетных выключателей. В большинстве случаев их сопротивление не превышает 1-3 % от полного сопротивления цепи и может быть в расчете опущено. При вычислении удобно выражать расчетные параметры в следующих единицах: Напряжение в В; I – кА; Р – кВт и кВА. Сопротивление: R – мОм. Расчет сопротивлений элементов цепи КЗ обычно сводится к определению сопротивлений силовых трансформаторов и линий электропередач. Активное сопротивление трансформаторов определяют по активным потерям:  , где  - активные потери в трансформаторе, - номинальный ток вторичной обмотки трансформатора.Умножив числитель и знаменатель на  , получим: Индуктивное сопротивление трансформатора определяется по известным полному сопротивлению и сопротивлению активному:   .Индуктивное и активное сопротивление линии электропередачи зависят от конструкции линии, материала, сечения фазы линии, номинального напряжения и протяженности линии:    , где  - удельная проводимость; - сечение фазы;  - удельное активное сопротивление фазы линии в мОм/м или Ом/км; - индуктивное удельное сопротивление линии в мОм/м или Ом/км; - длина линии.Порядок расчета токов КЗ в установках напряжением до 1000 В аналогичен порядку расчета токов КЗ с использованием системы относительных единиц. Расчет начинается с составления расчетной схемы. По расчетной схеме составляют эквивалентную схему замещения. По исходным данным рассчитывают величины сопротивлений. Суммируя активные и реактивные составляющие определяют суммарное сопротивление цепи КЗ:   .Определяют действующее значение тока КЗ (периодическая составляющая тока КЗ):   .По полученному значению определяют ударный ток:  .  ,где  - ударный коэффициент зависит от постоянной времени: (1,1÷1,2). ,где  - постоянная времени цепи КЗ.Не симметричные короткие замыкания. Основными видами несимметричных КЗ являются однофазные и 2 фазные КЗ на землю. Однофазные КЗ возможны лишь с нейтралями заземленными наглухо или через сравнительно малые индуктивные сопротивления, что происходит в цепях напряжением 110 кВ и выше. Однофазные КЗ возможны в 4 проводной сети (220 и 380). Токи и напряжения несимметричных КЗ наиболее просто определить при помощи метода несимметричных составляющих, суть которых заключается в том, что любую несимметричную 3 фазную систему можно разложить на 3 симметричные отличающиеся одна от другой величиной и последовательностью чередования фаз, носящие название прямой и обратной последовательности. В симметричных 3 фазных цепях, где взаимосвязаны токи, напряжения и сопротивления только одной последовательности и симметричные составляющие действуют независимо. При расчете токов несимметричных КЗ, если сопротивление суммарное:   , активное сопротивление не учитывают.При 3 фазном КЗ имеются только сопротивления, токи и напряжения прямой последовательности, то есть сопротивление любого элемента цепи КЗ соответствует его сопротивлению при 3 фазном КЗ. СОП – сопротивление обратной последовательности электрической короткозамкнутой цепи у которых взаимоиндукция не зависит от порядка чередования фаз (ВЭЛ, КЭЛ, реакторы и др.) равно сопротивлению прямой последовательности (СПС). Система токов, напряжений и сопротивлений нулевой последовательности (СПН) существенно отличается от систем прямой и обратной последовательности, так как токи нулевой последовательности протекают по путям отличным от путей протекания токов трехфазного КЗ. Токи нулевой последовательности протекают по 3 фазам и возвращаются через землю (заземленные тросы ВЭЛ, металлические оболочки кабелей и т. д.) Схему нулевой последовательности начинают составлять от точки КЗ, полагая что в ней 3 фазы замкнуты накоротко. Концы электрической схемы, через которые возвращаются ТНП имеют потенциалы земли, поэтому их можно объединить в одну общую точку, которая является началом схемы нулевой последовательности. Концом считают точку КЗ. СНП трансформаторов зависит от их конструкции, схемы соединения обмоток, режима заземления нейтрали и наличие заземленных нейтралей у других трансформаторов. Если напряжение нулевой последовательности приложено к обмоткам соединенным в звезду без заземления нейтрали, или соединенных в треугольник, то в этих обмотках ТНП не возникают и СНП = ∞. Для трансформаторов независимо от типа и конструкции, присоединение обмоток по схеме звезда с нулем/треугольник или звезда с нулем/ звезда с нулем: СНП=СПП. СНП реакторов в следствии малой взаимоиндукции между фазами можно принимать равными СПП. СНП ВЭЛ определить достаточно сложно, так как она зависит от правильного учета проводимости земли, металлических сооружений и так далее. Обычно СНП линий определяется по средним значениям сопротивлений одного км воздушных линий. Для линий без тросов или со стальными тросами одноцепные сопротивление = 1,4 Ом/км. Двухзепные:2,2 Ом/км. Для линий с тросами из хорошего проводящего материала: одноцепные – 0,8 Ом/км; двухцепные: 1,2 Ом/км. Рассчитаем токи короткого замыкания в трёх точках самой протяжённой цепи цеховой системы электроснабжения: На выходе ТП На распределительном шинопроводе. На самом удалённом электроприемнике. Пример расчета: На вводе КТП Составим схему замещения: Ес   К1   Рассчитаем суммарное сопротивление на выходе трансформатора:   где:  сопротивление источник питания, которое определяется по формуле: мОмгде:  ток отключения выключателя, стоящего на стороне В.Н. Сопротивление трансформатора выбираем по типу трансформатора из таблицы 1.9.1 [6]  мОм  мОм ZT =  мОмСопротивление АВ находим по таблице 1.9.3 [6]:  мОм мОм.  Переходное сопротивление на ступенях распределения (РУ подстанции)  мОм.  мОм. .   , где  1,03; Рассчитываем токи однофазного короткого замыкания:  где:  сопротивление нулевой последовательности.Сопротивление нулевой последовательности для трансформатора с схемой соединения обмоток Д/Ун – 11 принимается равным сопротивлению прямой, У/Ун – 0 определяем по таблице 2.50 [1]:  - сопротивление нулевой последовательности для трансформатора ТСЗ-250/10 Y/Yн .Сопротивление НП кабельной линии находиться в соотношении с ПП как:   .Сопротивление НП шинопровода находиться в соотношении с ПП как:  – стр.141[1]    Дальнейшие расчёты ведутся аналогично, данные приведены в таблицах: Токи КЗ для варианта №1 Таблица 7.1
Токи КЗ для варианта №2 Таблица 7.2
8. Проверка коммутационной защитной аппаратуры и шинопроводов 1. Проверяем шинопроводы на электродинамическую стойкость:  (8.1); Таблица 8.1
Условие 8.1 выполняется, следовательно, выбранные шинопроводы соответствуют параметрам нагрузки. 2. Проверка АВ.  Проверяем автоматические выключатели на чувствительность к токам однофазного КЗ по условию:  (8.2);где Iоткл.ном. – номинальный ток отключения автоматического выключателя: таблица-А.6 [5] стр. 184. 2)Проверяем АВ по отключающей способности по условию:  (8.3);Все данные сведем в таблицу. Для первого варианта электроснабжения: Таблица 8.2
Для второго варианта электроснабжения: Таблица 8.3
4. Проверка предохранителей по отключающейся способности. Проверка предохранителей по отключающейся способности проводится по следующему условию:  (8.4);где  - кратность тока замыкания в помещениях с нормальной средой. Проверку ведём по току однофазного КЗ для наиболее удалённого электроприёмника №30 для первого варианта схемы цеха: зубофрезерный станок. Выполним проверку предохранителя ПН2-250:  250 А. Iпо(1) =1,85 кА. 1,85 кА ≥ 0,75 кА. Проверка предохранителя ПН2-250 выполнена успешно. Следовательно, предохранитель выбран правильно. Для второго варианта схемы электроснабжения цеха расчет производится аналогично. 9. Технико-экономическое обоснование Задача проектирования энергосистем состоит в разработке и технико-экономическом обосновании решений определяющих развитие энергосистем, обеспечивающего при наименьших затратах снабжение потребителей при выполнении тех технических ограничений по надёжности электроснабжения и качеству электроэнергии. Для выбора наилучшего варианта электрической сети необходимо определить минимальные приведённые затраты для каждого из варианта. Для определения приведенных затрат необходимо рассчитать капитальные вложения и величину ежегодных издержек, которые включают в себя отчисления на эксплуатацию, ремонты, амортизацию, затраты на возмещение стоимости потерь электроэнергии. Расчет капитальных вложений. Важнейший технико-экономический показатель – это капитальные вложения (К), то есть расходы необходимые для сооружения сетей, станций энергетических объектов.  Вторым важным технико-экономическим показателем являются эксплуатационные расходы (издержки) необходимые для эксплуатации энергетического оборудования в течение одного года.  ,где  – суммарные издержки на эксплуатацию, ремонт и амортизацию оборудования; – стоимость потерь электроэнергии.Отчисления на амортизацию включают издержки на капитальный ремонт и на накопление средств необходимых для замены изношенного и морально устаревшего оборудования. Отчисления на амортизацию тем выше, чем меньше срок службы оборудования. Отчисления на текущий ремонт предназначены для поддержания оборудования в рабочем состоянии. Во время текущего ремонта меняют изоляторы, красят опоры, исправляют небольшие повреждения и т. д. Для предотвращения повреждений все элементы сети подвергаются периодическим осмотрам и профилактическим испытаниям. Эти мероприятия финансируются из отчислений на текущий ремонт. Отчисления на обслуживание расходуют на зарплату и другие нужды персонала. Амортизационные издержки определяются как:  , где - нормы отчислений от капиталовложений (в относительных единицах).Стоимость потерь электроэнергии определяется по следующей формуле:  , где – потери электроэнергии в кВт*ч. , где – количество рабочих часов в году (в зависимости от количества рабочих смен); – расчетный ток в проводнике; - удельное активное сопротивление в проводнике;  - длина проводников.Эквивалентные годовые расходы. Сопоставление вариантов схем сети осуществляется в результате расчетов сравнительной экономической эффективности капиталовложений - экономический критерий по которому определяют наивыгоднейший вариант является минимальным по приведенным затратам:   , где - норматив дисконтирования (нормативный коэффициент сравнительной эффективности)  1. Расчет капитальных вложений. Для первого варианта СЭС: Сведем исходные данные в таблицу: Таблица 9.1
  Для второго варианта СЭС: Сведем исходные данные в таблицу: Таблица 9.2
  Все стоимости проводников и кабелей: [3] табл. П 4.9 стр.346. Стоимости шинопроводов: [3] табл. 7.5 стр. 180. Стоимость потерь электроэнергии:  C0 = 0,03 руб./кВт·ч   Для первого варианта СЭС: Таблица 9.3
  Для второго варианта СЭС: Таблица 9.4
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
кА
кА
