КР-ЭС. Перечень условных обозначений, терминов и сокращений
 Скачать 253.05 Kb.
|
|
СОДЕРЖАНИЕ ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, ТЕРМИНОВ И СОКРАЩЕНИЙ ВВЕДЕНИЕ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗКИ ЕДИНИЦ ОБОРУДОВАНИЯ И ЦЕХА В ЦЕЛОМ 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕНТРА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 3. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ЧИСЛА, ТИПА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВОЙ ТП 4. РАСЧЕТ НОМИНАЛЬНОГО ТОКА, ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И ЖИЛ КАБЕЛЕЙ СИЛОВЫХ ПРИЕМНИКОВ 5. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ 6. ВЫБОР ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ И АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ ЛИТЕРАТУРА Перечень условных обозначений, терминов и сокращений АД - асинхронный двигатель; ВН - высокого напряжения; КЗ - короткое замыкание; КРУ - комплектное распределительное устройство; КТП - комплектная трансформаторная подстанция; НН - низкого напряжения; ПВ - продолжительность включения. ПТ - понизительный трансформатор; ПУЭ - правила устройства электроустановок; СЭС - система электроснабжения; ТП - трансформаторная подстанция. Введение Целью курсового проекта являлась разработка типовой системы электроснабжения цеха промышленного предприятия. В процессе выполнения курсового проекта решались следующие задачи: определение расчетных электрических нагрузок отдельных потребителей (единиц электрооборудования) и цеха в целом; выбор мощности трансформатора цеховой понизительной подстанции; разработка общей схемы СЭС цеха; расчёт цеховой электрической сети и определение центра электрических нагрузок. Исходные данные:
Таблица 1 – Варианты заданий на курсовой проект  рис.1
Таблица 4 – Двигатели постоянного тока
Таблица 5 – Сварочные трансформаторы
Таблица 3 – Синхронные двигатели 1. Определение электрических нагрузки единиц оборудования и цеха в целом При расчете электрических нагрузок следует считать в соответствии с данными задания режим работы оборудования односменным с ПВ=0,8, а график загрузки оборудования - равномерным. Принимая во внимание рекомендации [1] принимаем коэффициент спроса для всего оборудования - 0,8. При определении полных величин нагрузок групп потребителей для приемников повторно-кратковременного режима работы номинальную мощность определяют по паспортной мощности путем приведения ее к длительному режиму работы (ПВ=1) в соответствии с формулами [2]: Для электродвигателей:  Для трансформаторов:  Определяем полные величины нагрузок для 1 группы потребителей:  Приводим к ПВ=1:  Расчетные величины нагрузок с учетом коэффициента спроса:  Определяем полные величины нагрузок для 2 группы потребителей:  Приводим к ПВ=1:  Расчетные величины нагрузок с учетом коэффициента спроса:  Определяем полные величины нагрузок для 3 группы потребителей:  Приводим к ПВ=1:  Расчетные величины нагрузок с учетом коэффициента спроса:  Определяем полные величины нагрузок для 4 группы потребителей:  Приводим к ПВ=1:  Расчетные величины нагрузок с учетом коэффициента спроса:  Определяем полные величины активных нагрузок для сварочных трансформаторов - 5 группа потребителей:  Приводим к ПВ=1:  Расчетные величины нагрузок с учетом коэффициента спроса:  Определяем полные величины активных нагрузок для сварочных трансформаторов - 6 группа потребителей:  Приводим к ПВ=1:  Расчетные величины нагрузок с учетом коэффициента спроса:  Определяем полные величины активных нагрузок для синхронных двигателей - 7 группа потребителей:   Приводим к ПВ=1:  Расчетные величины нагрузок с учетом коэффициента спроса:  Вычислим реактивные мощности группы:  Полная расчетная мощность СД:  Определяем полные величины активных нагрузок для синхронных двигателей - 8 группа потребителей:  Приводим к ПВ=1:  Расчетные величины нагрузок с учетом коэффициента спроса:  Вычислим реактивные мощности группы:  Полная расчетная мощность СД:  Для наглядности сведем все результаты в таблицу 1.1.
Таблица 1.1 2. Определение центра электрических нагрузок Для удобства нахождения центра электрических нагрузок составим таблицу 2.1, в которой укажем Р, Q, X, Y.
Таблица 2.1 С помощью следующих формул находим координаты центра активных и реактивных нагрузок:     Координаты центра активных нагрузок:  , а центр реактивных нагрузок  Для наглядности представим графически полученные результаты:  Рис. 1 Центр реактивных нагрузок.  Рис. 2 Центр активных нагрузок. 3. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, ЧИСЛА, ТИПА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ ЦЕХОВОЙ ТП Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для цеховых трансформаторных подстанций промышленных предприятий должен быть правильным, технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения. Цеховые трансформаторы, как правило, не должны иметь распределительного устройства на стороне высшего напряжения. Следует применять непосредственное (глухое) присоединение питающей кабельной линии к трансформатору. Число трансформаторов на ЦТП определяется требованиями надёжности электроснабжения. Объективная оценка при выборе числа трансформаторов должна быть произведена с учётом фактора надёжности. Исходными данными для выбора являются расчетные нагрузки соответствующего участка, цеха:   Номинальная мощность трансформатора ТП определяется по формуле [2]:   Так как основная масса потребителей на производстве относится ко второй группе (длительные перебои питания приводят к большим материальным затратам), выбираем два трансформатора для установки на ЦТП. Номинальная мощность каждого из них определяется по условию:  В соответствии с выше приведенной формулой номинальная мощность трансформаторов равна  (для оборудования на ), в связи с тем, что на такую мощность трансформатора нет то выбираем из стандартного ряда мощностей [4]. Экономически выгодно заказывать уже готовые трансформаторные подстанции, которые называются КТП. Выбираем подходящую КТП из таблицы 27.24 [3]. - КТП-250-6/0,4 на . В аварийных условиях оставшийся в работе трансформатор должен быть проверен на допустимую перегрузку [2] по формуле: Выше приведенное условие выполняется. 4. Расчет номинального тока, выбор сечений проводов и жил кабелей силовых приемников Выбор сечений проводов, жил кабелей и шин производится по следующим техническим и экономическим показателям: по нагреву длительно допустимым (расчётным) током; 2) по нагреву от кратковременного выделения тепла током КЗ 3) по потере напряжения в проводах и жилах кабелей от проходящего по ним тока в нормальном и аварийных режимах; 4) по механической прочности - устойчивости к механической нагрузке; 5) по экономической плотности тока. Для выбора сечений необходимы следующие данные. Номинальный ток трансформатора:  Номинальные токи потребителей:  Рассчитаем ток для отдельных групп потребителей:      Выбор сечений проводов и жил кабелей по наибольшему длительно допустимому току выполняют по таблицам ПУЭ. Выбранные сечения проверяют сточки зрения их защиты автоматическими выключателями или плавкими предохранителями. Температура окружающей среды 25С. Цеховые электрические сети выполняются радиальными, магистральными, и смешанными. В цеховые сети закладывается большое количество проводникового материала и электрической аппаратуры, поэтому выбор схемы питания определяет не только качество и особенности работы электрооборудования, но и технико-экономические показатели всей системы электроснабжения. С точки зрения надёжности радиальные сети имеют преимущество перед магистральными. Выбираем радиальную схему снабжения, т.к. цех имеет довольно малую площадь. В радиальной сети, от распределительного щита КТП отходят питающие магистрали к силовым щитам отдельных групп потребителей. Выберем сечение жил кабелей для 8-ми групп, к каждой из которых подведен отдельный четырехжильный кабель. Выбираем исходя из длительно допустимых токов, рассчитанных ранее. Принимаем во внимание то, что кабель в лотках, закрепленных на стенах. Сведем все данные в таблицу 2.2
Таблица 2.2 5. Расчет токов короткого замыкания В системах электроснабжения промышленных предприятий электрические сети до 1 кВ имеют наибольшую протяженность, поэтому на них приходится большая доля возникающих КЗ. В связи с этим электрооборудование устанавливаемое в системах электроснабжения должно быть устойчиво к токам короткого замыкания. Основными причинами возникновения токов короткого замыкания в сети могут быть: повреждение изоляции отдельных частей электроустановок, неправильные действия обслуживающего персонала, т.д. При расчете токов короткого замыкания важно правильно составить расчетную схему, т.е. определить, что находится между точками короткого замыкания. В расчетной схеме учитывают сопротивление питающих генераторов, трансформаторов, высоковольтных линий (воздушных и кабельных), реакторов. По расчетной схеме составляют схему замещения, в которой указывают сопротивление источников и потребителей, а так же намечают точки короткого замыкания. Для генераторов, трансформаторов, высоковольтных линий и коротких участков распределительной сети обычно учитывают только индуктивное сопротивление. При значительной протяженности сети (кабельной и воздушной линии), учитывают так же их активные сопротивления, так как в удаленных точках короткого замыкания сказывается снижение ударного коэффициента. В курсовом проекте точки короткого замыкания берем только на стороне 0,4 кВ т.е. непосредственно у потребителя. Расчёт токов короткого замыкания позволяет получить необходимые данные для выбора электрооборудования СЭС, средств защиты и ограничения токов КЗ. При анализе режимов КЗ большое значение имеет определение вида короткого замыкания и его места. Выделяют следующие виды к. з.: трёхфазное или симметричное; двухфазное - две фазы соединяются между собой без соединения с землёй; однофазное - одна фаза соединяется с нейтралью источника через землю. Конкретные токи КЗ определяются лишь после составления эквивалентной схемы короткозамкнутого участка и расчёта параметров (сопротивлений) элементов этой схемы. Сети напряжением до 1 кВ характеризуются большим количеством коммутационной и защитной аппаратуры, и значительной протяженностью сравнительно маломощных линий. В связи с этим основные особенности расчета токов КЗ здесь таковы: учет всех сопротивлений (как реактивных, так и активных) вплоть до сопротивлений переходных контактов; источники питания при расчетах считаются источниками бесконечной мощности, поскольку мощность цеховых СЭС и их трансформаторов в десятки раз меньше мощности любой ступени питающей системы. При расчетах токов КЗ в сетях НН достаточно оценить его наибольшее значение, так как именно его используют для проверки аппаратов и токоведущих устройств. Ток трёхфазного КЗ определяют по формуле: Ток трёхфазного КЗ определяют по формуле:  Значения ударных коэффициентов определяются по кривым или по таблицам в зависимости от отношения x/r рассматриваемого участка. Если ,  то принимают  На схеме СЭС цеха определим точки K1-K8 (места), где необходимо рассчитать токи КЗ. Короткое замыкание в точке К1. Определим сопротивление элементов цепи КЗ1: 1. трансформатор, из таблицы 8.10 [2]:  ;  ;2. переходное сопротивление контактов рубильников:  ;  ;3. сопротивление участков кабелей: значения для 1м (таб.8.13 [2]):  ;   - значения для 1 кабеля: ;  .Суммарные сопротивления цепи КЗ1:  ; .Ток КЗ1 равен:  .Аналогичным способом определяем токи короткого замыкания в других точках, представим результаты в виде таблицы 9.
Таблица 2.3 Для оценки электродинамической стойкости элементов и настройки защитной аппаратуры СЭС необходимо определить наибольшее мгновенное значение тока КЗ, называемое ударным током. Для его определения используют формулу:  .где  - периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент; - ударный коэффициент, который определяется из таблиц и графиков ( ). Если учитывать влияние асинхронных двигателей то формула примет вид: .Рассчитаем значение ударного тока для 7 группы потребителей (20 АД):  6. Выбор защитной аппаратуры и аппаратов управления В системах электроснабжения могут возникать режимы, характеризующиеся электрическими, тепловыми и механическими нагрузками, значительно превышающими нагрузки нормального режима работы и представляющими опасность для элементов системы электроснабжения. Основным видом аварий в СЭС являются короткие замыкания, поэтому аппараты отключения должны обладать соответствующей отключающей способностью. Защита, действующая при авариях, должна за кратчайшее время отключить повреждённый элемент от сети. В качестве таких аппаратов применяются плавкие предохранители НН и ВН, автоматические выключатели НН, выключатели ВН. Независимо от принципа работы и назначения защита характеризуется следующими показателями: избирательностью, временем срабатывания, зоной действия, чувствительностью, зоной нечувствительности, надёжностью. Начиная с 1-ого уровня (отдельные потребители) произведём выбор аппаратов управления. Пуск и выключение электропотребителей малой мощности производится пускателями магнитными серии ПМЕ, ПАЕ, ПМЛ. Тип ПМЛ-122002 Iном = 10 А; степень защиты IP54 с кнопками "Пуск" и "Стоп". Тип ПМЛ-222002 Iном = 25 А; степень защиты IP54 с кнопками "Пуск" и "Стоп". Автоматические выключатели выбираем все одинакового исполнения для заменяемости – ВА57-31 Iном= 100 А, 1,25Iном, без выдержки времени. На номинальный ток Iном: 16, 32,40,80,100 A.  Список литературы 1. Кудрин Б.И. Системы электроснабжения: учебное пособие для вузов. –Москва: Академия, 2011. – 352 с. 2. Кудрин Б.И. Электрооборудование промышленности: учебник для вузов / Б.И. Кудрин. – М.: Академия, 2008 – 425 с. 3. Фёдоров А.А., Каменева В.В. Основы электроснабжения промышленных предприятий. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. – М., Энергоатомиздат, 1987. – 368 с. 4. Ополева Г.Н. Схемы и подстанции электроснабжения: справочник: учебное пособие / Г.Н. Ополева – М.: Форум: Инфа-М, 2008. – 480 с. 5. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. Том 1. Электроснабжение. / Под ред. Фёдорова А.А. – М., Энергоатомиздат, 1986. –568 с. 6. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. Том 2. Электрооборудование. / Под ред. Фёдорова А.А. – М., Энергоатомиздат, 1986. – 596 с. 7. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Барыбина Ю.Г.и др. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с. 8. Герасименко А.Н и др. Передача и распределение электрической энергии. –М., «Феникс», 2006, – 718 с | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
