Эл.снаб КУРСОВАЯ (1). КП. 13. 02. 11. Эп116. 000. 000. Пз
 Скачать 0.7 Mb.
|
|
Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ потребителей 2-ой категории в период максимума с допускаемой нагрузкой, равной 140%: ном max кВА 1,2S =1,2 160=192>0,8 S =0,8 163,97=131,76 Следовательно, выбранные мощности трансформаторов (2 · 160 кВА) обеспечивают ЭСН предприятия как в нормальном, так и в аварийном режимах. Таблица 2.2. – Технические характеристики силового трансформатора. Тип трансформатора и мощность, кВА Напряжение, кВ Потери, Вт Напряжение к.з., % ВН НН х.х. к.з. ТСЗ-160 6-10 0,4 670 2300 4,0 2.4 Выбор напряжения и схемы питания силовых и осветительных нагрузок цеха Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ Рисунок 2.2- Схема питания цеха Для получения наиболее экономичного варианта электроснабжения предприятия в целом напряжение каждого звена систем электроснабжения должно выбираться, прежде всего, с учетом напряжения смежных звеньев. Выбор напряжений основывается на сравнении технико-экономических показателей различных вариантов в случаях, когда: - от источника питания можно получать энергию при двух напряжениях или более; - при проектировании электроснабжения предприятий приходится расширять существующие подстанции и увеличивать мощность заводских электростанций; - сети заводских электростанций связывать с сетями энергосистем. Предприятие при выборе вариантов следует отдавать варианту с более высоким напряжением даже при небольших экономических преимуществах (не превышающих 10-25%) низшего из сравниваемых напряжений. Для питания крупных и особо крупных предприятий следует применять напряжение 110, 150, 220, 330 и 500 кВ. На первых ступенях распределения энергии на таких крупных предприятиях следует применять напряжения 1000, 150 и 220 кВ. Напряжение 35 кВ в основном рекомендуется использовать для распределения энергии на первой ступени средних предприятий при отсутствии значительного числа электродвигателей напряжением выше 1000 В, а также для частичного распределения энергии на крупных предприятиях, где основное напряжение первой ступени равно 110 – 220 кВ. В частности, напряжение 35 кВ можно применять для полного или частичного внутризаводского распределения электроэнергии при наличии: - мощных электроприемников на 35 кВ (сталеплавильных печей, мощных ртутно-выпрямительных установок и др.); Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ - электроприемников повышенного напряжения, значительно удаленных от источника питания; - подстанций малой и средней мощности напряжением 35/0.4 кВ, включенных по схеме «глубокого ввода». Напряжение 10 кВ необходимо использовать для внутризаводского распределения энергии: - на предприятиях с мощными двигателями, допускающими непосредственное присоединение к сети 10 кВ; - на предприятиях небольшой и средней мощности при отсутствии или незначительном числе двигателей на 6 кВ; - на предприятиях, имеющих собственную электростанцию с напряжением генераторов 10 кВ.Напряжение 6 кВ обычно применяют при наличии на предприятии: а) значительного количества электроприемников на 6 кВ; б) собственной электростанции с напряжением генераторов 6 кВ. Системы электроснабжения разделяют на систему внешнего электроснабжения (воздушные линии от подстанции энергосистемы до главной понизительной подстанции ГПП или распределительного пункта ЦРП) и систему внутреннего электроснабжения (распределительной линии от ГПП или ЦРП до цеховых трансформаторных подстанций). Схемы внешнего или внутреннего электроснабжения выполняют с учетом особенностей режима работы потребителей, возможностей дальнейшего расширения производства, удобства обслуживания ит.д. В данном курсовом проекте питание ремонтно-механического цеха осуществляется кабелем, который соединен с алюминиевыми шинами. Через них осуществляется питание силового трансформатора, который защищен от токов короткого замыкания автоматическим выключателем. Магистральная сеть 0,4 кВ выполнена магистральным шинопроводом, который запивается от ввода 0,4 кВ трансформатора при помощи блока «трансформатор-магистраль». От магистрального шинопровода через кабели питаются три распределительных шинопровода, которые защищены от токов короткого замыкания и токов перегруза Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ автоматическими выключателями. Электроприемники запитываются через алюминиевые провода. Они защищены от токов короткого замыкания и токов перегруза автоматическими выключателями. 2.5 Расчет и выбор распределительной сети 0,4кВ. 2.5.3. Расчет и выбор распределительных шинопроводов Выбираем распределительный шинопровод ШРА1. Таблица 2.3. № п/п Наименование электроприемника Кол-во Рн, кВт Руст, кВт Ки cosφ/tgφ 1,2 Вентиляторы 2 30 60 0,6 0,8/0,75 3…5 Сварочные агрегаты 3 12 36 0,3 0,7/1,02 6…8 Токарные автоматы 3 6 18 0,17 0,65/1,17 9…11 Зубофрезерные станки 3 10 30 0,17 0,65/1,17 12…14 Круглошлифовальные станки 3 6 18 0,14 0,5/1,73 38 Мостовой кран 1 15,49 15,49 0,1 0,5/1,73 Находим среднесменную активную мощность по формуле 2.3: n см i=1 кВт P =60 0,6+36 0,3+18 0,17+30 0,17+18 0,14+15,49 0,1=107,28 Определяем средний коэффициент использования по формуле 2.4: и.ср 107,28 K = =0,6 177,49 Определяем коэффициент силовой сборки по формуле 2.5: 30 m= =5 6 т.к. m >3 и k и.ср >0,2, то эффективное число электроприемников определим по формуле 2.6: Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ э 2 177,49 n = =11,83 30 Находим коэффициент максимума по учебнику: k max = 1,37 [2. С.54, табл. 2.13] Определяем максимальную активную мощность по формуле 2.7: Р мах = 1,37 · 107,28 = 146,97 кВт Определяем среднесменную реактивную мощность по формуле 2.8: см кВАр Q =60 0,6 0,75+36 0,3 1,02+18 0,17 1,17+30 0,17 1,17+18 0,14 1,73+ +15,49 0,1 1,73=57,63 Т.к. n э < 10, то Q max =1,1 · Q см = 57,63 ·1,1 =63,39 кВАр Определяем полную максимальную мощность по формуле 2.9: 2 2 max кВА S = 155,1 +76,5 =168,9 Определяем номинальный ток: max ном ном S I = 3 U (2.15) ном А 168,9 I = =244,1 3 0,4 Выбираем распределительный шинопроводмарки ШРМ–75 на I ном = 250 А [2. С. 31, табл. 2.1] Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ Выбираем магистральный шинопровод: Рассчитываем номинальный ток шинопровода по формуле 2.15: ном А 160 2 I = =461,88 3 0,4 Выбираем магистральный шинопровод марки ШМА – 75 на I ном = 1000 А [2. С. 31, табл. 2.1] Выбираем распределительный шинопровод к ШРА-2 Таблица 2.4. № п/п Наименование ЭП Кол-во Рн, кВт Руст, кВт Ки cosφ/tgφ 15…17 Заточные станки 3 2,5 7,5 0,14 0,5/1,73 18,19 Сверлильные станки 2 2,2 4,4 0,12 0,4/2,29 20…25 Токарные станки 6 6 36 0,13 0,5/1,73 26,27 Плоскошлифовальные Станки 2 10,5 21 0,14 0,45/1,98 28…30 Строгальные станки 3 17,5 52,5 0,14 0,45/1,98 31…34 Фрезерные станки 5 8,5 42,5 0,13 0,4/2,29 35…37 Расточные станки 3 7,5 22,5 0,17 0,65/1,17 39 Кран мостовой 1 15,49 15,49 0,1 0,5/1,73 Находим среднесменную активную мощность по формуле 2.3: см кВт P =7,5 0,14+4,4 0,12+36 0,13+21 0,14+52,5 0,14+42,5 0,13+22,5 0,17+ +15,49 0,1=44,71 Определяем средний коэффициент использования по формуле 2.4: и.ср 44,71 Κ = =0,22 201,89 Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ Определяем коэффициент силовой сборки по формуле 2.5: 17,5 m= =7,9 2,2 Т.к. m≥3 и k и.ср ≥0,2, то эффективное число электроприемников определим по формуле 2.6: э 2 44,71 n = =5,1 17,5 Находим коэффициент максимума по учебнику: k max = 1,5 [2. С.54, табл. 2.13] Определяем максимальную активную мощность по формуле 2.7: Р мах = 1,5 · 44,71 = 67,65 кВт Определяем среднесменную реактивную мощность по формуле 2.8: см кВАр Q =7,5 0,14 1,73+4,4 0,12 2,29+36 0,13 1,73+21 0,14 1,98+52,5 0,14 1,98+ +42,5 0,13 2,29+22,5 0,17 0,17+15,49 0,1 1,73=50,65 Т.к. n э <10, то Q max = 1,1 · Q см =55,72 кВАр Определяем полную максимальную мощность по формуле 2.9: 2 2 max кВА S = 67,65 +55,72 =87,64 Определяем номинальный ток по формуле 2.15: Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ ном А 87,64 I = =126,64 3 0,4 Выбираем распределительный шинопровод марки ШРА-4 на I ном =400 А [2. С. 31, табл. 2.1] 2.5.1 Расчет и выбор защитной аппаратуры Определяем длительные токи для QF2: дл ном ном Р I = 3 U cosφ (2.17) Для вентиляторов: дл1,2 А 60 I = =114,1 3 0,38 0,8 Для сварочных агрегатов: дл3,4,5 36 А I = =68,12 3 0,38 0,7 Для токарных автоматов: дл6,7,8 18 А I = =34,05 3 0,38 0,65 Для зубофрезерных станков: Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ дл9,10,11 30 А I = =59,45 3 0,38 0,65 Для круглошлифовальных станков: дл12,13,14 18 А I = =34,05 3 0,38 0,5 Для мостового крана: дл38 15, 49 А I = =32,89 3 0,38 0,5 Определим пусковые токи для QF2: пуск п дл I =k I (2.18) Для вентилятора: пуск1,2 А I =5 114,1=683,7 Для зубофрезерных станков: пуск9,10,11 А I =5 68,12=340,95 Для круглошлифовальных станков: пуск12,13,14 А I =5 34,05=140,23 Для мостового крана: Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ пуск38 А I =5 59,45=290,3 Определяем длительные токи для QF3 по формуле 2.17: Для заточных станков: дл15,16,17 7, 5 А 3 0, 38 0, 5 I = =27,35 Для сверлильных станков: дл18,19 4, 4 А 3 0, 38 0, 4 I = =10,9 Для токарных станков: дл20,21,22,23,24,25 36 А 3 0, 38 0, 5 I = =69,54 Для плоскошлифовальных станков: дл26,27 21 А 3 0, 38 0, 45 I = =48,7 Для строгальных станков: дл28,29,30 52, 5 А 3 0, 38 0, 45 I = =98,72 Для фрезерных станков: Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ дл31,32,33,34 42, 5 А 3 0, 38 0, 4 I = =78,17 Для расточных станков: дл35,36,37 22, 5 А 3 0, 38 0, 65 I = =42,88 Для мостового крана: дл39 15, 49 А 3 0, 38 0, 5 I = =40,61 Определяем пусковые токи для QF3 по формуле 2.18: пуск14,16,17 А I 5 27,35 140,3 = = Для сверлильных станков: пуск18,19 А I 5 10,9 53, 28 = = Для токарных станков: пуск20,21,22,23,24,25 А I 5 69,54 348, 2 = = Для плоскошлифовальных станков: пуск26,27 А I 5 48,7 236,75 = = Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ Для строгальных станков: пуск28,29,30 А I 5 98,72 497,5 = = Для фрезерных станков: пуск31,32,33,34 А I 5 78,17 379, 2 = = Для расточных станков: пуск35,36,37 А I 5 42,88 225,6 = = Для мостового крана: пуск39 А I 5 40,61 203,18 = = Выбираем автоматический выключатель для QF2: Находим сумму длительных токов: длQF2 А I =114,1+68,12+34,05+59,45+34,05+32,89=453,81 Рассчитываем кратковременный ток: кр дл пуск.мах I = I +I (2.19) кр А I =453,81+683,7=1137,5 Выбираем автоматический выключатель для QF2: Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ Условие выбора: э дл ср.р кр I I I 1,25 I (2.20) А А А А 630 453,81 1260 1,25 1137,5=1421,87 Выбираем автоматический выключатель марки ВВА-1,14-20/1000У3 с кратностью уставки= 2.[forca.ru] Выбираем автоматический выключатель для QF3: Находим сумму длительных токов: длQF3 А I =27,35+10,9+69,54+48,7+98,72+78,17+42,88+40,61=420,18 Рассчитываем кратковременный ток по формуле 2.19: кр А I =420,18+497,5=917,3 Выбираем автоматический выключатель для QF3 по условию 2.20: 630А 420,18А 1260А 1, 25 917,3 1146,7А = Выбираем автоматический выключатель марки ВА-1,14-20/1000У3 с кратностью уставки= 2. [forca.ru] Выбираем автоматический выключатель для QF4 по условию 2.20: Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ А А А 100 91,16А 1000 1,25 683,7=854,62 Выбираем автоматический выключатель ВА51-31 на I ном = 100А с кратностью установки = 10 [1. С.185, табл. А6] Выбираем автоматический выключатель для QF5 по условию 2.20: А А А А 630 461,88 1260 1,25 844,27=1055,34 Выбираем автоматический выключатель марки ВВА-1,14-20/1000У3 с кратностью уставки = 2. Выбираем автоматический выключатель для QF1 по условию 2.20: А А А А 630 461,88 2520 1,25 1924,67=2405,8 Выбираем автоматический выключатель марки ВВА-1,14-20/1000У3 с кратностью уставки, равной 4. 2.5.2 Расчет и выбор проводов и кабелей Выбираем провод для вентилятора 1: I защ = I э. ном норм.доп дл норм.доп защ защ I I I к I (2.21) Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ А А А 120 91,16А 120 1 100=100 Выбираем четырех одножильный провод марки ПВ сечением 50 мм 2 [2. С.42, табл. 2.7] Выбираем провод для мостового крана 39: А А А А 670 461,88 670 1 630=630 Выбираем провод марки ПРГ сечением жилы 300 мм 2 [ruscable.ru] Выбираем кабель для трансформаторной подстанции: А А А А 670 461,88 670 1 630=630 Выбираем кабель марки СБГ сечением жилы 240 мм 2 [ruscable.ru] Выбираем кабель для ШРА1 по условию 2.21: А А А А 675 453,81 675 1 630=630 Выбираем одножильный кабель марки АВВГ сечением 240 мм 2 [2. С.43, табл. 2.9] Выбираем кабель для ШРА2 по формуле 2.21: Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ А А А А 675 453,81 675 1 630=630 Выбираем одножильный кабель марки АВВГ сечением 240 мм 2 2.6 Расчет и выбор питающего кабеля Значение активных и индуктивных сопротивлений кабелей необходимо для расчета прежде всего токов короткого замыкания, для выбора и проверки защитной аппаратуры. Что касается кабелей напряжением до 1 кВ ,то отсутствие достоверных данных о них отрицательно сказывается на качестве проектных решений, на надежности и безопасности электроустановок. Заводы-производители не сообщают данных по сопротивлениям нулевой последовательности кабелей. Ток проходя по проводнику вызывает его нагрев. Каждое сечение должно быть рассчитано на определенную величину тока, которая не допускает нагрев этого проводника. Это величина тока называется нормально допустимым током. Определяем длительный ток трансформатора по формуле 2.17: дл А 160 I = =9,24 3 10 Находим экономическую плотность тока для кабеля с медными жилами по учебнику: J эк = 3,1 А/мм2 [2. С.85, табл. 2.26] ном эк ном I S = j (2.22) 2 эк мм 9,24 S = =2,98 3,1 Исходя из условия, ст эк S S ,подбираем стандартное сечение кабеля. Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ S ст = 4 мм 2 Выбираем кабель марки ВВГ 3 х 4 мм 2 [2. С43, табл. 2.8] Проверяем кабель на потерю напряжения: % ном 3 I l(Rcosφ+Xsinφ) ΔU = 100% U (2.23) ( ) % % % 3 9,24 0,9 2,625 0,95+2,16 0,31 ΔU = 100 =0,81 10000 R =2,625 Ом/км Х =2,16 Ом/км Допустимая потеря напряжения должна быть не более 5% для линий 6-10 кВ, значит, потеря напряжения в кабеле удовлетворяет условию. Проверяем кабель на нагрев токами нормального режима. Допустимая наибольшая температура для данного вида кабеля t доп = 60 о С 2 ном нагр o доп o доп I t =t +(t -t )( ) I ; (2.24) 2 о нагр С 9,24 t =20+(65-20)( ) =21,2 55 Температура нагрева кабеля токами нормального режима не превышает допустимой. Таким образом, выбранный кабель удовлетворяет условию нагрева токами нормального режима. 2.7 Расчет токов короткого замыкания В электрических установках могут возникать различные виды коротких замыканий, сопровождающихся резким увеличением тока. Различают следующие виды коротких замыканий: |