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 трехфазное или симметричное - три фазы соединяются между собой без соединения с землей; однофазное - одна фаза соединяется с нейтралью источника через землю; двойное замыкание на землю - две фазы соединяются между собой и с землей. Основные причины возникновения коротких замыканий в сети: повреждение изоляции отдельных частей электроустановки; неправильные действия обслуживающего персонала; перекрытия токоведущих частей установки. Короткое замыкание в сети может сопровождаться: прекращением питания потребителей; нарушением нормального режима работы электрической системы. Для предотвращения коротких замыканий и уменьшения их последствий необходимо: устранить причины возникновения короткого замыкания; уменьшить время действия защиты, применить быстродействующие выключатели, правильно вычислить величины токов короткого замыкания и по ним выбрать необходимую аппаратуру, защиты и средства, для ограничения токов короткого замыкания. Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ Рисунок 2.3 -Расчетная схема и схема замещения Задаемся базисной мощностью S б =100 МВА. Определяем сопротивления всех элементов электрической схемы: Рассчитываем относительное сопротивление генератора б *б1 к S X = S ; (2.25) *б1 100 X = =0,625 160 Рассчитываем относительное сопротивление кабельной линии: б *б2 0 2 б S X =X l U ; (2.26) *б2 2 100 X =0,08 0,9 =0,065 10,5 Рассчитываем относительное сопротивление трансформатора: кз б *б3 ном U S X = 100 S ; (2.27) *б3 2,3 100 X = =14,37 100 0,16 Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ Определяем токи короткого замыкания в точках К1 и К2: Точка К1 Определяем базисный ток: б бк1 бк S I = 3U (2.28) бк1 кА 100 I = =5,5 3 10,5 Определяем относительное сопротивление в точке К1: к1 *б1 *б2 X =X +X (2.29) к1 X =0,625+0,065=0,69 Определяем ток короткого замыкания в точке К1: бк к к I I = X (2.30) к1 кА 5,5 I = =7,97 0,69 Точка К2 Определяем базисный ток по формуле 2.28: бк2 кА 100 I = =144,5 3 0,4 Определяем относительное сопротивление в точке К2: Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ к2 *б1 *б2 *б3 X =X +X +Х (2.31) к2 к1 *б3 Х =Х +Х =0,69+14,37=15,06 Определяем ток короткого замыкания в точке К2 по формуле 2.30: к2 кА 144,5 I = =9,59 15,06 Определяем ударные токи в заданных точках: у у к i =К 2 I (2.32) точка К1 : у1 кА i =1,3 2 7,97=14,65 точка К2 : у2 кА i =1,3 2 9,59= 17,63 Определяем мощность короткого замыкания в точках К1 и К2: к1 бк к S = 3 U I ; (2.33) точка К1: к1 МВА S = 3 10,5 7,97=144,95 Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ точка К2: к2 МВА S = 3 0,4 9,59=6,64 2.8 Расчет и выбор высоковольтного оборудования Предохранитель выбирается по номинальному току и напряжению, проверяется на отключающую способность к токам и мощности короткого замыкания. Таблица 2.5 Выбираем предохранитель ПКТ101-10-10-31,5У3 [3, С.254, табл.. 5.4] Выбираем выключатель нагрузки Он выбирается по номинальному току и напряжению и проверяется на термическую и динамическую стойкость к токам короткого замыкания. Таблица 2.6 Расчетные данные Табличные данные U ном = 10 кВ. U ном = 10 кВ. I ном = 9,54 А. I ном = 0,4 кА. Расчетные данные Табличные данные U ном = 10 Кв U ном = 10 кВ I ном = 9,54 А I ном = 0,4 кА I к = 7,97 кА I отк = 10 кА S к = 144,95 МВА отк ном отк отк МВА S = 3 U I S = 3 10,5 10=181,86 Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ I к2 t пр = 7,97 2 0,11 = 6,98 кАc. It2×tt = 10 2 1 = 100 кАс I у = 17,63 кА. I макс = 25 кА. Выбираем выключатель нагрузки типа ВНР-10/400-10зУ3. [3, с.252, табл.5.3] Выбираем трансформатор тока Трансформатор тока выбирается по номинальному напряжению, номинальному току и проверяются на термическую и динамическую стойкость к токам к.з. Трансформатор устанавливаем в двух фазах А и С, трансформатор тока выбираем с двумя сердечниками в целях независимости приборов и релейной защиты. Счетчики относятся к группе расчетных, установлены на отходящих линиях, поэтому их надо присоединить к обмоткам сердечника трансформатора тока, работающих в классе точности 0,5. Релейная защита максимального тока может питаться от обмоток сердечника, работающих в классе точности 1,0. Таблица 2.7 Расчетные данные Табличные данные U ном = 10 кВ. U ном = 10 кВ. I ном = 9,54 А. I ном = 30 А. I к2 t пр = 7,97 2 0,11 = 6,98 кАc. I t2 ×t t = 45 2 3 = 6075кАс I у = 17,63 кА. макс дин 1ном макс кА i =k • 2•I i =250• 2•0,4=141,42 Выбираем трансформатор тока типа ТПЛ-10. [3, с.294, табл.5.9] Выбираем трансформатор напряжения Он выбирается по номинальному напряжению и проверяется по нагрузке вторичной цепи. Выбираем трансформатор напряжения типа НОМ-10-66У2. Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ Для цеховых трансформаторов ко вторичной обмотке трансформатора напряжения подключаем приборы: Счетчики активной и реактивной энергии Общая мощность приборов подключаемых ко вторичной обмотке равна: S пр = S a + S p = 8 + 8 = 16 ВА. где S a - мощность обмотки напряжения счетчика активной энергии типа: СА4У-И672М S a = 8 ВА S p - мощность обмотки напряжения счетчика реактивной энергии типа: СР4У- И673М S p = 8 ВА По условию S пр : 8 ВА < 50 ВА где S 2 - мощность вторичной обмотки трансформатора напряжения S 2 = 50 ВА Выбираем трансформатор напряжения типа НОМ-10-66У2. [2, с.326, табл.5.13] Выбираем шины Они выбираются по номинальному току и проверяются на электродинамическую стойкость к токам короткого замыкания. Выбираем шины на ток 9,54 А. Шины алюминиевые сечением 15х3 с I доп = 165 А с расстоянием между фазами а = 300 мм = 30 см, расстояние между изоляторами l = 1800 мм = 180 см [2, с.395, табл.7.3] Проверим шины на электродинамическую стойкость по расчетному напряжению в металле шин G р = 700 кг/см 2 Рассчитаем силу взаимодействия между фазами шин при прохождении по ним ударного тока: 2 -2 у l F=1,76 i 10 a (2.34) 2 -2 кг 180 F=1,76 17,63 10 =32,82 30 Максимальный изгибающий момент определяется по формуле: Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ F l М= 8 (2.35) кг см 32,82 180 М= =738,45 8 Момент сопротивления шины относительно оси, при укладке их плашмя определяется по формуле: 2 b h W= 6 (2.36) 2 3 см 0,3 1,5 W= =0,11 6 Напряжение материала шины относительно оси, при укладке их плашмя определяется по формуле: расч M G = W (2.37) 2 расч кг/см 738,45 G = =6713,18 0,11 Но по условию G доп ≥G расч , т.е. 6713,18 кг/см 2 > 700 кг/см 2 . Следовательно, шины сечением 15х3 не выдержали проверку на электродинамическую стойкость. Выбираем алюминиевые шины сечением 40х5 и проверяем на стойкость к токам короткого замыкания: 2 3 см 0,5 4 W= =1,33 6 2 расч кг/см 738,45 G = =555,22 1,33 Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ G доп ≥G расч , т.е. 700 кг/см 2 >555,22 кг/см 2 Сечение шины 40х5 мм проходит проверку на электродинамическую стойкость к токам короткого замыкания. [2, с.395, табл.7.3] Выбираем изоляторы Они выбираются по номинальному напряжению и проверяются на расчетную нагрузку при коротком замыкании. Расчетная нагрузка на опорные изоляторы определяется по формуле 2.38: 2 2 расч Н 180 F =1,76 13,95 10 =20,55 30 Полученное значение F расч не должно превышать 60 % от разрушающей нагрузки для данного типа изоляторов F расч < 0,6F доп Выбираем изоляторы типа И4 на напряжение 10 кВ. Тип И4-80УХЛ3. [2, с.282, табл.5.7] F доп = 4 кН; 0,6 4 = 2,4 кН. 0,02 кН < 2,4 кН. Изолятор прошел проверку по расчетной нагрузке при коротком замыкании, следовательно, изолятор выбран верно. 2.9 Расчет защитного заземления Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение какой-либо части электроустановки с заземляющим устройством для обеспечения электробезопасности. Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ Задачей защитного заземления является снижение до безопасной величины напряжений прикосновения, шага и напряжения на заземляющем устройстве. Защитным занулением в электроустановках напряжением до 1кВ называется преднамеренное соединение частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением, с глухозаземленнойнейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока. Задачей зануления является создание наименьшего сопротивления пути для тока однофазного короткого замыкания, обеспечивающего надежное отключение защиты. Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводников. В качестве заземлителей в курсовом проекте используются прутковые электроды- стержни диаметром 12-14мм и длиной 5м, которые обеспечивают малое сопротивление растеканию тока, так как проникают в глубокие слои грунта. В качестве заземляющих проводников используется отрезки из полосовой стали. При расчете заземляющего устройства определяются тип заземлителей, их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников. Для выполнения контура заземления используют искусственные заземлители -заземлитель, специально выполненный для цепей заземления-это уголковая сталь или трубы, прутковые элементы. Использовать стальных труб не рекомендуется. В качестве естественных заземлителей используют:проложенные в земле стальных водопроводные трубы, соединенные в стыках газо - или электросваркой; трубы артезианских скважин, стальная броня силовых кабелей, проложенных в земле ,при числе их не менее двух, ме- таллические конструкции и фундаменты зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей; различного рода трубопроводы ,проложенные под землей ;свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Не допускается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей и горючих или взрывчатых газов, алюминиевые оболочки кабелей, алюминиевые проводники и кабели, проложенные в туннелях, блоках, каналах. Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ В сетях с глухим заземлением нейтрали следует применить зануление, а в сетях с изолированной нейтралью - заземление. Отключение электроустановок при однофазных замыканиях на землю может также осуществляться при помощи защитного отключения, которое выполняется в дополнение к заземлению или занулению. Если невозможно выполнить заземление, или зануление, и обеспечить защитное отключение электроустановки или трудно выполнить по технологическим причинам, то допускается обслуживание электрооборудования с изолирующих площадок. При этом должна быть исключена возможность одновременного прикосновения к незаземленным частям электрооборудования, имеющим соединение с землей. Выбираем грунт-чернозем с температурой +20°С с изм Ом м ρ =20 [1, с.242] Коэффициент повышения сопротивления для суглинка ψ=1,32 [1, с.244, таб.9.3] Рассчитываем удельное сопротивление грунта: изм ρ=ρ ψ ; (2.38) Ом см ρ=20 1,32= 26,4 Находим сопротивление одиночного заземлителя: 0 R =0,00227 ρ ; (2.39) о Ом R =0,00227 26,4=0,06 Определяем ток однофазного короткого замыкания на землю при условии, что l к =0,9 км, а воздушные линии-отсутствуют: Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ к в з U(35l +l ) I = 350 ; (2.40) з А 10 (35 0,9+0) I = =0,9 350 Определяем сопротивление заземляющего устройства при условии, что оно является общим для напряжений 10кВ и 0,4Кв: з з з U R = I (2.41) з 125 R = =138,9 Ом 0,9 Выбираем R з = 4 Ом согласно ПУЭ для напряжения 0,4кВ. Находим число электродов, коэффициент экранирования η=0,59 [1, с.241, табл. 9.1]. 0 з R n= η R ; (2.42) 0,06 n= =1 0,59 4 штука Таким образом, заземляющее устройство состоит из одного пруткового электрода. 2.10 Учет и контроль электроэнергии Расчетным учетом электрической энергии называется учет выработанной, а также отпущенной потребителем электрической энергии для денежного расчета за Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ нее. Счетчики, называются расчетными счетчиками (класс точности 2) с классом и точности измерительных трансформаторов-0,5. Техническим (контрольным) учетом электроэнергии называется учет для контроля расхода электроэнергии электростанций, подстанций, предприятий и т.д. Счетчики, устанавливаемые для технического учета, называют контрольными счетчиками (класс точности 2,5) с классом точности измерительных трансформаторов -1. Расчетные счетчики активной энергии на подстанции энергосистемы должны устанавливаться: -для каждой отходящей линии электропередач, принадлежащих потребителям; -на трансформаторах собственных нужд; Расчетные счетчики активной электроэнергии на подстанции потребителей должны устанавливаться: -на вводе (приемном конце) ЛЭП в подстанцию; Учет реактивной электроэнергии должен обеспечивать возможность определения количества реактивной электроэнергии, полученной потребителем от электроснабжающей организации или переданной ей. Счетчики реактивной энергии должны устанавливаться: -на присоединениях источников реактивной мощности потребителей, если по ним производится расчет за электроэнергию, выданную энергосистемой; -на технологических элементах схемы, на которых установлены счетчики активной электроэнергии для потребителей, рассчитывающихся за электроэнергию с учетом разрешенной реактивной мощности. Выбираем счетчик Меркурий 230 АRT-01 CN - для учета реактивной энергии. Выбираем счетчик Меркурий 230 АRT-01 CN -для учета активной энергии. На проектируемой ТП употребляем технический и коммерческий учет. На вводе 35 кВ ставится счетчик активной и реактивной энергии для расчета получаемой электроэнергии. На вводе ставится счетчик активной и реактивной Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ энергии для расчета расходуемой электроэнергии. Для учета прихода и расхода активной энергии в трех и четырехпроводных сетях переменного тока номинальной частоты 50 Гц выбираем счетчик типа Меркурий 230 АRT-01 CN .Для учета прихода и расхода реактивной энергии в трех и четырехпроводных сетях переменного тока номинальной частоты 50 Гц выбираем счетчик типа Меркурий 230 АRT-01 CN. Рисунок 2.4-схема подключения счетчика Меркурий 230 ART-01 2.11 Релейная защита Аппараты релейной защиты - это специальные устройства (реле, контакторы, автоматы и др.), обеспечивающие автоматическое отключение поврежденной части электроустановки или сети. Если повреждение не представляет для установки непосредственной опасности, то релейная защита приводит в действие сигнальные устройства. Для обеспечения надежной работы релейная защита должна иметь избирательность (селективность), то есть отключать высоковольтными выключателями или автоматами только поврежденный участок установки. Время срабатывания защиты характеризуется выдержкой времени, обеспечивающей избирательность действия защиты. Выдержка времени Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ определяется временем действия выключателя поврежденного участка и временем срабатывания защиты. Обладать достаточно высокой чувствительностью по всем видам повреждений на защищаемой линии и на линиях, питаемых от нее, а так же к изменившимся в связи с этим параметрам нормального режима работы (току, напряжению и др.), что оценивается коэффициентом чувствительности; Быть выполнена по наиболее простой схеме с наименьшим числом аппаратов. 6 - 1 0 ê Â . F Q W a S B C K A K W Y A T b T T A K A 0 , 4 / 0 , 2 3 ê Â . Рисунок 2.5 - Схема защиты цехового трансформатора с выключателем нагрузки и предохранителем. Высоковольтные предохранители типа ПК при установке на них соответствующих плавких вставок обеспечивают защиту трансформатора от внутренних повреждений и междуфазных коротких замыканий на выводах. Защита от однофазных коротких замыканий на землю осуществляется автоматическим выключателем с максимальным расцепитлем установленным на стороне низшего напряжения. Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ На подстанции установлен силовой трансформатор мощностью 400 кВА. На ней устанавливается защита от однофазных замыканий на землю на стороне низшего напряжения; защиту предохранителями и выключателем нагрузки. Реле - это аппараты, замыкающие или размыкающие электрические цепи или механически воздействующие на выключатели при заданном значении величины тока. Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ ЗАКЛЮЧЕНИЕ Курсовой проект выполнен на тему «Электроснабжение ремонтно- механического цеха». В процессе выполнения проекта производился расчет электрических нагрузок от силовых потребителей. Установка компенсирующего устройства. Были выбраны два силовых трансформатора типа ТСЗ-160/10. Произвели расчеты токов замыканий и выбрали высоковольтное оборудование. Для стороны 10 кВ трансформаторы напряжения НОМ-35-66У1, трансформаторы тока ТОЛ-10, предохранитель, выключатель нагрузки. Рассчитали и выбрали кабель для питающей линии ВВГ. Произвели расчет заземляющего устройства и выбрали схему релейной защиты основных элементов схемы. Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРТУРЫ 1. Дорошев, К.И. Комплектные распределительные устройства 6-35 кВ.-М.: Энергоиздат, 1982. 2. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок - М.: Энергоатомиздат, 1989. 3. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов - М.: Издательство «Мастерство»; Высшая школа, 2001. 4. Липкин. Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: М.: Высш. Шк., 1990. 5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. М.: Энергоатомиздат, 1989. 6. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий.-М.: Энергоатомиздат, 1987. 7.Шеховцов В.П. Справочник-пособие по ЭО и ЭСН: Обнинск: Фабрика офсетной печати, 1994. 8. Прайс-листы заводов-изготовителей. Изм. Лист № докум. Подпись Дат а Лист КП.13.02.11. ЭП1-16.000.000.ПЗ |