Насосы. 7 вариант. эсн и эо механического цеха серийного производства

• Название: эсн и эо механического цеха серийного производства
• Анкор: Насосы
• Дата: 26.10.2021
• Размер: 221.08 Kb.
• Имя файла: 7 вариант.docx
• Тип: Пояснительная записка; #256563
• страница: 2 из 2

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

Для преобразования и распределения электроэнергии, получаемой от энергосистем, в системах электроснабжения промышленных предприятий используют главные понизительные и цеховые подстанции. На всех подстанциях для изменения напряжения переменного тока служат силовые трансформаторы.

Трансформаторы бывают масляные и воздушные. Масляные устанавливаются в открытых распределительных устройствах, они обладают хорошим отводом тепла от обмоток и сердечника, хорошей диэлектрической пропиткой изоляции, надежной защитой активных частей от взаимодействия окружающей среды, дешевизной, их недостаток – возможность возникновения пожара и взрыва, при случайном повреждении изоляции. Сухие трансформаторы устанавливаются внутри помещений.

По способу регулирования вторичного напряжения трансформаторы делятся на:

- регулируемые при помощи переключения отводов первичн00ой обмотки при отключенном трансформаторе;

- регулируемые под нагрузкой.

В механическом цехе потребители первой, второй и третьей категории надежности электроснабжения, значит устанавливаем два трансформатор.

По ПУЭ пункт 1.2.21: для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают одних суток.

Выбор номинальной мощности трансформатора производится исходя из расчетной максимальной нагрузки объекта электроснабжения с учетом допустимой аварийной перегрузки:



S_макс – полная мощность нагрузки, с учетом компенсации;

К₁₂ – коэффициент, учитывающий долю потребителей первой и второй категории в общей нагрузке потребления;

К_а - коэффициент допустимой аварийной перегрузки, К_а=1,4;

n – число трансформаторов на подстанции.

Но так как у меня один трансформатор, то формула будет выглядеть так:





Выбираем ближайшие стандартные трансформаторы со следующими номинальными мощностями: 250 кВА и 400 кВА.

Рассмотрим первый вариант: трансформатор мощностью 250 кВА. Загрузка трансформатора в нормальном режиме.



То есть трансформатор будет иметь запас по мощности.

Рассмотрим второй вариант: трансформатор мощностью 1000 кВА. Загрузка трансформатора в нормальном режиме.



Возьмем первый вариант.

Определение требуемых сечений питающих и распределительных кабелей

Сечение питающего кабеля от ГПП до трансформатора выбирается по допустимой плотности тока:



Расчетный ток питающего кабеля:

А

Экономическая плотность тока – нормированное значение для заданных условий работы, определяем по ПУЭ, табл. 1.3.36.

Время использования максимума нагрузки принимаем, Т_м = 1000…3000 ч/год.

Принимаем, кабель с бумажной изоляцией: J_эк = 1,6 А/мм²

Экономически целесообразное сечение q_пр мм²

Так как для силового кабеля установлено сечение проводника не менее 36 мм², то принимаем: q_пр = 50 мм² .

Максимальный ток, который может протекать по кабелю, определяем по ПУЭ, таб. 1.3.16: I_каб = 140А.

По сечению и номинальному напряжению U_ном = 10 кВ производим выбор марки кабеля по [1, стр. 47]: кабель с бумажной пропитанной изоляции ААШв 36*3/10, длина кабеля 1,5 км.

До ТП прокладываем алюминиевый кабель в траншее. Прокладку в траншее применяют в случаях малой вероятности повреждения кабелей землеройными механизмами, коррозией и блуждающими токами.

Достоинства траншейной прокладки:

- малая стоимость линий;

- хорошие условия охлаждения кабеля.
Недостатки этого вида прокладки:

- меньшая надежность по сравнению с другими видами прокладки;

- неудобство осмотров.

Распределительный кабель от трансформатора до щитовой выбирается по допустимой плотности тока.

Расчетный ток распределительного кабеля А

До щитовой также прокладываем алюминиевый силовой кабель в траншеях.

Сечение определяем по ПУЭ, табл. 1.3.5: прокладываем открыто кабель с сечением токопроводящей жилы q = 400 мм² .

По сечению и номинальному напряжению U_ном = 0,4 кВ производим выбор марки кабеля по [1, стр. 48]: силовой кабель с пластмассовой изоляцией АПВГ (число жил: 3, сечение основных жил = 400 мм²).

Длина кабеля от трансформатора до щитовой l = 90 м.

Произведем проверку на допустимую просадку напряжения:

Согласно ПУЭ допустимая потеря напряжения в линии электропередач должна быть не более 5%.



Активное и индуктивное сопротивление алюминиевой жилы выбираем по номинальному сечению жилы q = 95 мм² , определяем по [6 стр. 54, табл. 3.5]: активное сопротивление:

Ом/км*0,090км = 0,03 Ом

индуктивное сопротивление:

Ом/км*0,090км = 0,0055 Ом

полное сопротивление:



определим падение напряжения:





Следовательно, кабель выбран правильно и проверку на допустимую просадку напряжения прошел.

Расчет токов короткого замыкания

Коротким замыканием называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или землей, при котором токи в ветвях резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима.

В системе трехфазного переменного тока могут возникать замыкания между тремя фазами – трехфазные короткие замыкания, между двумя фазами – двухфазное короткое замыкание и чаще всего возникают однофазные короткие замыкания. Самое худшее – трехфазное. Причинами коротких замыканий могут быть механические повреждения изоляции, падение опор воздушных линий, старение изоляции, увлажнение изоляции и др.

Последствиями короткого замыкания являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Дуга, возникшая в месте короткого замыкания, приводит к частичному или полному разрушению аппаратов, машин и других устройств. Прохождение больших токов вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару.

Для уменьшения последствий от коротких замыканий необходимо как можно быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени.

Расчет токов короткого замыкания позволяет определить:

1. Ударный ток короткого замыкания;

2. Установившийся ток короткого замыкания (термический ток);

3. Время переходного процесса.

Эти характеристики получаются при расчете трехфазного короткого замыкания.

Определим ток короткого замыкания в точках К1 и К2, рис. 2.

1. Выбираем базисные единицы. За базисное напряжение выбираем то, на котором произошло короткое замыкание (напряжение трансформатора) U_б = 0,4 кВт. За базисную мощность можно принять полную мощность трансформатора, находящегося перед точкой короткого замыкания.

Определяем базисный ток по формуле:

А

2. Составляем расчетную схему (рис. 2), на которой указываем все элементы, участвующие в формировании тока короткого замыкания. Напротив каждого элемента записываются паспортные и технические характеристики.



3. Составляем схему замещения(рис.3), в которой вместо элементов системы электроснабжения указываются активные и реактивные сопротивления в относительных единицах.

4. Определим сопротивление элементов в базисных единицах.

Линия электропередач (Кл1):

0,062*1,5*

0,09*1,5*

Трансформатор Т:





Кабельная линия до щитовой:

0,326*0,09*

0,0602*0,09*

Кабельная линия от щитовой до РП1:

0,167*0,030*

0,0596*0,030*

Кабельная линия от РП1 до РП 1.1.:

7,74*0,070*

0,095*0,070*

Определим суммарное сопротивление до точки К1:







_{Ток в точке К1:}



Определим ударный ток в точке К1:





Ударный ток в точке К1:

А
Определим суммарное сопротивление до точки К2:







_{Ток в точке К2:}



Определим ударный ток в точке К2:





Ударный ток в точке К2:

А


Расчет и выбор аппаратов защиты

Автоматические выключатели – это аппараты защиты электрических сетей от короткого замыкания и перегрузки. Автоматический выключатель выбирается по U_н и I_н.

Принцип работы автоматических выключателей: при протекании тока выше номинального (перегрузка по току) через некоторое время срабатывает тепловое реле и отключает автомат. Время срабатывания зависит от того, насколько протекающий ток выше номинального.

Проверка по динамической и термической стойкости: I_терм>I_кз, I_эл.дин>I_уд.



Рис. 4. Схема размещения выключателей

Выключатель Q1:

I_каб = 75А, ставим силовой предохранитель с кварцевым наполнителем ПУ1-10-20/16-20У3. Номинальное напряжение: 12кВ; номинальный ток отключения: 112 А

следовательно, предохранитель прошел проверку на работоспособность

Выключатель QF1:

I_каб = 136,78 A, ставим автоматический воздушный выключатель серии А3000: тип А3710Б; Iном = 160 – 630 А; U = 440 В. Токоограничивающий с полупроводниковыми или электромагнитными расщипителями.

Выключатели QF2, QF3, QF4, QF5, QF6:

I_каб = 22,57 А и 2,96 А, ставим автоматический выключатель 3SM11 (NS) I_ном = 300А.



_{Схема механического серийного цеха.}

Заключение

В курсовой работе был произведен расчет электроснабжения механического цеха серийного производства, целью которого является выбор наиболее оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов, позволяющих обеспечить необходимую надежность электропитания и бесперебойной работы цеха.

В ходе выполнения работы мы произвели расчет электрических нагрузок. Выбрали количество и мощность трансформаторов, с учетом оптимального коэффициента их загрузки. Выбрали наиболее надежный вариант сечения кабелей питающих и распределительных линий.

На основе произведенных расчетов можно сделать вывод, что выбран наиболее оптимальный и рациональный вариант электроснабжения механического цеха.

Список литературы

1. 
   Липкин Б. Ю. Электрооборудование предприятий и установок/ Учеб. Пособие для техникумов, М. Высшая школа, 1972 г., 368 с, ил.
   
2. 
   Правила устройства электроустановок/ Минестерсво энергетики/ 6 изд: перераб. и доп. Главэнергонадзор России, Москва 1998 г.
   
3. 
   Ристхейн Э. М. Электроснабжение промышленных установок: Учеб. для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 424 с.: ил.
   
4. 
   Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Электроснабжение/ Под общ. ред. А. А. Федорова. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 568 с.: ил.
   
5. 
   Федоров А. А., Старкова Л. Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 368 с.: ил.
   
6. 
   Электротехнический справочник: В 3 т. Электротехнический устройства/ Под общ ред. проф. МЭИ В. Г. Герасимова, П. Г. Грудинского, М. А. Жукова и др. – 6 изд., исправ. И доп. – М. Энергоатомиздат, 1981. – 640 с.: ил.