Главная страница
Навигация по странице:

  • ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

  • 2 Расчет нагрузки электроприемников

  • 3 Расчет пиковых нагрузок электроприемников

  • 5 Расчет токов коротких замыканий

  • 5.1 Расчет трехфазного короткого замыкания

  • 5.2 Расчет однофазного короткого замыкания

  • 6 Выбор защитной и коммутационной аппаратуры

  • 6.1 Проверка кабеля на термическую стойкость

  • Установка предохранителя в начале проектируемой кабельной линии.

  • 6.2 Выбор аппаратуры и сечения проводов в цепи двигателя

  • Контрольная работа по электроснабжению. Вариант1. По направления подготовки 35. 03. 06 Агроинженерия Электрооборудование и электротехнологии апк пояснительная записка к контрольной работе по дисциплине Электроснабжение


    Скачать 100.92 Kb.
    НазваниеПо направления подготовки 35. 03. 06 Агроинженерия Электрооборудование и электротехнологии апк пояснительная записка к контрольной работе по дисциплине Электроснабжение
    АнкорКонтрольная работа по электроснабжению
    Дата19.04.2022
    Размер100.92 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаВариант1.docx
    ТипПояснительная записка
    #485591

    Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
    ФГБОУ ВО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

    «СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ»
    Механико-технологический институт
    Кафедра «Энергообеспечение сельского хозяйства»
    По направления подготовки 35.03.06 – «Агроинженерия»

    «Электрооборудование и электротехнологии АПК»

    ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА К

    КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

    По дисциплине «Электроснабжение»

    ВАРИАНТ №1

    Выполнил:

    Студент гр. Б-ЭЭ41з Андреев Н.А.

    Проверил:

    Ст. преподаватель Савчук И.В

    Тюмень 2018 г.

    Содержание

    Введение…………………………………………………………………

    3

    1 Постановка задачи…………………………………………………….

    6

    2 Расчет нагрузки электроприемников………………………………..

    8

    3 Расчет пиковых нагрузок электроприемников………………………

    10

    4 Выбор кабельных линий……………………………………………...

    11

    5 Расчет токов коротких замыканий…………………………………...

    13

    5.1 Расчет трехфазного короткого замыкания………………………...

    14

    5.2 Расчет однофазного короткого замыкания………………………...

    15

    6 Выбор защитной и коммутационной аппаратуры…………………...

    17

    6.1 Проверка кабеля на термическую стойкость………………………

    17

    6.2 Выбор аппаратуры и сечения проводов в цепи двигателя……….

    20

    Заключение………………………………………………………………

    24

    Список литературы……………………………………………………..

    25



    Введение

    Категории электроприемников по надежности электроснабжения определяются в процессе проектирования системы электроснабжения на основании нормативной документации, а также технологической части проекта.

    В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории.

    Электроприемники первой категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

    Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

    Электроприемники второй категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

    Электроприемники третьей категории - все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.

    Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

    Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

    В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п.

    Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить непрерывность технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения.

    Электроснабжение электроприемников первой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление нормального режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

    Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

    Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.
    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 1 суток.

    В сварочном цеху серийного производства расположены электроприёмники только третьей категории. Следовательно, и весь цех имеет третью категорию электроснабжения.

    1 Постановка задачи

    Выполнить расчеты нагрузок и выбор основного электротехнического оборудования системы электроснабжения цеха предприятия, связанные с реконструкцией одного из участков цеха, вводом дополнительных электроприемников (ЭП) и установкой нового распределительного пункта (РП).

    Указания:

     все потребители относятся к 2 и 3 категории надежности, т.е. не требуют резервирования питания;

     при расчете не требуется согласование (селективность) защит;

     при отсутствии данных допускается принятие студентом некоторых допущений при соответствующем обосновании выбора;

     сопротивления элементов сети (трансформатора и кабелей) рекомендуется принимать по [I] или [2], в случае невозможности нахождения величин Zпт, для кабелей можно принимать Zпт0 = 2,3rо(1) (т.е. принимать величину удельного полного сопротивления петли фаза-нуль в 2,3 раза больше активного удельного сопротивления жилы);

     при расчетах не учитывать сопротивление внешней сети 6(10) кВ.

    Схема участка сети цеха промышленного предприятия приведена на рис. 1.



    Рисунок.1. Схема участка сети цеха промышленного предприятия

    Трансформатор Т-1 ТМ-1000/6/0,4 /о

    Кабельная линия 1: L=45 м, марка ААШв-(4х95)

    Кабельная линия 2: L=25 м, способ прокладки - в кабельном канале (число кабелей уже находящихся в канале - 3), помещение невзрывоопасное и пожаробезопасное.

    Таблица 1 Состав и параметры оборудования, получающего питание от РП-5

    Тип электроприемника


    Номинальная мощность ЭП, (кВт)

    Ки

    tg

    ПВ

    (%)

    1. Токарный станок

    2,5

    0,2

    1,33



    2. Сушильный шкаф

    1,3

    1,0

    0,1



    3. Сварочный трансформатор ручной электросварки

    0,8

    0,2

    2,3



    4. Привод автоматического открывания ворот

    1.2

    0.1

    1,4

    15

    5. Вентиляторы тепловой завесы (2 шт)

    0,4

    0,8

    1,0




    2 Расчет нагрузки электроприемников
    При определении расчетных электрических нагрузок вводимого оборудования используется метод упорядоченных диаграмм (разд. 2.4 настоящего пособия).

    На основе справочных материалов определяются значения коэффициентов использования активной мощности Киа и соs/tg для всех электроприемников и заносятся в таблицу (табл. 1). Предварительно для электродвигателя мостовою крана рассчитывается номинальная мощность, приведенная к продолжительности включения ПВ = 1,

    (1)

    При анализе выделяются две группы электроприемников: группа А с повторно-кратковременным режимом работы (Киа < 0,6); группа Б с продолжительным режимом (в рассматриваемом примере группа Б представлена только вентиляторами), для которой Киа > 0,6 и ПВ = 1. К группе Б обычно относят электродвигатели насосов, вентиляторов, нерегулируемых дымососов, шаровых мельниц, печи сопротивления и т.д. Перечисленные электроприемники при вычислении максимальной расчетной нагрузки группы учитываются величиной их средней мощности.

    Величина эффективного числа ЭП пэ, определяет выбор методики расчета нагрузок РП по группе А. Общее число ЭП группы А составляет 8 элементов (n= 8), отношение номинальных мощностей наиболее и наименее крупных ЭП в группе А составляет 3,33 = 25/7,5= 3,33). 0бщий коэффициент использования Киа группы А:

    (2)

    (Рсм, Рном  максимальная средняя и суммарная номинальная мощность группы А). При т > 3 и Киа < 0,2 величина эффективного числа ЭП nэ определяется через относительное значение числа ЭП nэ*, в следующей последовательности:

     выбирается самый мощный ЭП рассматриваемого узла (двигатель штамповочного пресса мощностью 25 кВт);

     выбираются ЭП, номинальные мощности которых равны половине мощности наибольшего (двигатели приводов строгальных станков  2 шт., Рном = 18,5кВт; штамповочные прессы  2 шт., Рном = 25 кВт; мостовой кран  1 шт., Рном = 20,6 кВт) или больше ее;

     подсчитываются число таких ЭП п1 и их суммарная номинальная мощность Рном1 (n1 =5, Pном1 =107,6 кВт);

     находятся относительные значения числа n*1, и мощности P*1 крупных ЭП по соотношениям: п*1=п1/п и P*1 = Рном1/Рном (n*1=5/8 = 0,625 и Р*1 =107,6/130 = 0,828);

     определяется относительное число эффективных ЭП nэ* с использованием полученных значений п*1 и Р*1 на основе интерполяции (nэ* = 0,8);

     определяется абсолютное число эффективных ЭП,

    nэ = nэ* п (пэ = 0,8х8 = 6,4); (3)

     определяется коэффициент максимума активной мощности Кма по найденным значениям nэ и Киа с использованием интерполяции (Кма = 2,6);

     определяется расчетная максимальная активная мощность группы А

    Рр = Кма Рсм ( Рр = 2,6•18,4 = 47,8 кВт). (4)

    Расчетный максимум реактивной мощности находится по формуле

    Qp=KмрQсм. (5)

    Коэффициент максимума реактивной мощности Кмр при эффективном числе ЭП меньше 10 принимается равным 1,1, поэтому

    Qр = 1,1•23,9 = 26,3 кВАр.

    Теперь для всего РП вычисляются расчетные суммарные максимальные активные и реактивные мощности по группам А и Б:

    Рр = 47,8 + 5,4 = 53,2 кВт;Qр = 26,3 + 4 = 30,3 кВАр.

    Расчетный максимум полной мощности Sр = 61,22 кВА.

    Расчетный ток нагрузки получасового максимума Iр = 88,5 А.

    3 Расчет пиковых нагрузок электроприемников
    В качестве пикового режима ЭП для проверки кабельных линий рассматривается режим пуска наиболее мощного двигателя и определяется пиковый ток по кабельной линии Iпик, питающей РП. Пиковый ток для группы ЭП находится как сумма токов максимального рабочего тока группы без учета тока самого мощного АД и пускового тока этого (самого мощного) АД по формуле:

    , (6)

    (IномАД  ток самого мощного АД; kп  кратность пускового тока этого АД). В рассматриваемом случае самый мощный АД  двигатель привода штамповочного пресса ( РномАД = 25 кВт, IномАД = 42 А, kп = 5,2). Тогда, Iпик = 88,5  0,17 • 42 + 5,2 • 42  300 А.

    4 Выбор кабельных линий

    В связи вводом нового РП в цехе необходимо произвести выбор кабелей для его питания от ЦТП. Прокладка кабеля от шин 0,4 кВ ЦТП предполагается в кабельном канале, в котором уже проложены 5 кабелей, длина кабельного канала 50 м, в канале отсутствует возможность механических повреждений, помещение цеха, как указано выше, сухое, взрыво- и пожаробезопасное. На основании анализа условий прокладки следует вывод о возможности использования кабеля типа АВВГ (алюминиевые жилы, пластмассовая изоляция, оболочка в виде шланга из пластиката, без брони и наружных покровов).

    Сечение кабеля выбирается по допустимому току из условий нагрева (в сетях 0,4 кВ промышленных предприятий выбор сечений по экономической плотности тока проводится при числе часов использования максимума более 5000, т.е. при практически непрерывном режиме работы). При выборе кабеля делается допущение о несущественном влиянии на выбор сечения температуры окружающей среды (не учитывается поправочный коэффициент на температуру окружающей среды).

    При прокладке в кабельном канале нескольких кабелей следует учесть их взаимное температурное влияние при определении допустимого длительного тока. Допустимый длительный ток вычисляется по соотношению Ip < KIдоп., где Iр - расчетный ток; Iдоп. допустимый длительный ток для кабеля по условиям нагрева в нормальных условиях; К  коэффициент (0,85 при числе кабелей в канале 6 [1]), с помощью которого учитывают прокладку нескольких кабелей в канале.

    Обратным ходом определяется длительно допустимый ток:

    Iдоп. Iр/К =88,5/0,85 = 104 А. (7)

    Согласно ПУЭ в сетях 0,4 кВ запрещена прокладка кабелей без нулевой жилы, поэтому допустимые токи принимаются как для трехжнльных, но с коэффициентом 0,92. Тогда допустимый расчетный ток

    Iдоп =104/0,92=113 А.

    По справочным данным (табл. 1.3.7 [3]) находится ближайшее большее сечение, выдерживающее в длительном (получасовом) режиме ток больше 113 А, Это сечение 70мм2. Таким образом, принимаем к прокладке кабель АВВГ - (3х70 + 1х35)

    Сечение нулевой жилы выбирается на основании анализа возможных величин токов нулевой последовательности. При наличии однофазных электроприемников в большинстве случаев применяют нулевую жилу того же сечения, что и фазные.

    Необходимо иметь в виду, что данные многочисленных исследований свидетельствуют о том, что действительный ток обычно на 20 и более процентов ниже, чем расчетный, полученный по методу упорядоченных диаграмм. Кроме того, в указанном методе принято, что постоянная времени нагрева кабеля равна 10 мин. Реально эта величина отличается для различных сечений кабелей. Если учесть перечисленные факторы, то можно принять сечение фазных жил кабеля 50 мм2. В разд. 2 (2.3) и [2] приведен алгоритм учета реальной постоянной времени нагрева при выборе сечения для кабелей со свинцовой оболочкой и броней.
    5 Расчет токов коротких замыканий
    Расчет токов коротких замыканий предназначен для проверки оборудования на электродинамическую и термическую стойкость, выбора защитной и коммутационной аппаратуры. В системах электроснабжения электрические сети напряжением до 1000 В имеют значительные активные сопротивления, оказывающие существенное влияние на величину токов коротких замыканий, поэтому расчеты токов трехфазного и однофазного коротких замыканий на землю выполняются с учетом не только реактивных, как в сетях напряжением выше 1000 В, но и активных сопротивлений. При расчетах учитывается, что апериодическая составляющая тока короткого замыкания затухает очень быстро в связи с большими активными сопротивлениями.

    В связи с небольшой мощностью ЭП по сравнению с мощностью питающей энергосистемы периодическая составляющая практически не затухает и остается постоянной до момента отключения.

    Расчеты выполнены при следующих дополнительных условиях.

    1. На ЦТП установлено два трансформатора ТМ-630/10/0,4 со схемой соединения обмоток /о. Параметры схемы замещения трансформатора прямой, обратной и нулевой последовательностей одинаковы и составляют

    х = х = х = 13,5 мОм; r = r = r = 3,4 мОм. (7)

    2. На основании предварительных расчетов известно, что величина тока трехфазного короткого замыкания на шинах высокого напряжения ЦТП равна 19 кА, отсюда может быть определено сопротивление системы. Сопротивление системы можно считать чисто реактивным, тогда

    Ом. (8)

    Сопротивление системы, приведенное к стороне низшего напряжения ЦТП (0,4 кВ), равно хс = 0,5 мОм.

    3. Удельные сопротивления фазы кабельной линии и петли фазануль: [3|, rуд = 0,549 мОм/м, xуд = 0,065 мОм/м, zпт0 = 1,59 мОм/м. Полные сопротив­ления прямой последовательности кабеля и петли фазануль соответственно: rк = 27,45 мОм', хк = 3,25 мОм, zпт = 80 мОм.

    4. Сопротивления автоматических выключателей (АВ), трансформаторов тока (ТТ) и других элементов не учитываются ввиду их малости (см. [3]).

    5. Переходное сопротивление, включающее сопротивления контактов и сопротивление дуги в месте короткого замыкания, при расчетах вблизи шин ЦТП минимально и составляет 15 мОм. В случае расчетов токов короткого замыкания непосредственно на зажимах потребителей, получающих питание от вторичных РП, и значительной удаленности от шин 0,4 кВ ЦТП, это сопротивление рекомендуется увеличивать (в пределе до 30 мОм) [З].
    5.1 Расчет трехфазного короткого замыкания

    Схема замещения для расчетов токов трехфазного короткого замыкания показана на рис. 2.


    Рисунок 2 Схема замещения сети

    Обозначения на схеме: zc  сопротивление системы; zт  сопротивление трансформатора; zк  сопротивление кабеля.

    При расчетах принято, что величины с индексом R обозначают ток с учетом переходных сопротивлений контактов и электрической дуги в месте короткого замыкания.

    Ток трехфазного металлического короткого замыкания на землю в точке K1 (максимальный ток) определяется по соотношению

    кА (9)

    Ток трехфазного металлического короткого замыкания на землю в точке К1 с учетом переходного сопротивления (минимальный ток к.з.) определяется по выражению

    кА (10)

    Расчет токов трехфазного короткого замыкания в точке К2 выполнен аналогично:

     без учета переходных сопротивлении

    кА;(11)

     с учетом переходных сопротивлений контактов и дуги



    кА. (12)
    5.2 Расчет однофазного короткого замыкания

    Схема замещения для расчетов токов однофазного короткого замыкания аналогична схеме, используемой для расчета трехфазного короткого замыкания с учетом коррекции параметров.

    Ток однофазного короткого замыкания в точке К2

    ' (13)

    В этом выражении обозначено: zпт  сопротивление петли фаза-нуль кабеля;  полное сопротивление от источника до точки К2 токам однофазного короткого замыкания, которое без учета сопротивления системы может быть найдено по справочным данным или рассчитано по формуле

    . (14)

    С учетом сопротивления питающей системы формула имеет вид

    . . (15)

    В случае необходимости учета переходных сопротивлений контактов и дуги суммарное сопротивление вычисляется как

    . (16)

    Ток однофазного короткого замыкания:

     с учетом сопротивления системы = 42,7 мОм =220/(42,7/3)= 15,44 кА;

     с учетом переходных сопротивлений = 69 мОм = 220/(69/3) = 9,5кА.

    Аналогичный расчет проведен для точки 2 (в конце кабеля). При расчете токов учтено сопротивление петли фазануль кабеля

    = 220/(42,7/3 + 80) = 2,33 кA;

    = 220/(69/3+80) = 2,13 кА.

    6 Выбор защитной и коммутационной аппаратуры
    Согласно ПУЭ ([1], п. 3.1.10) все сети электроснабжения делятся на две группы:

    а) защищаемые только от токов коротких замыканий;

    б) защищаемые от токов коротких замыканий и от перегрузки. Защите от перегрузки подлежат сети:

     внутри помещений, выполненные открыто проложенными проводниками с горючей наружной оболочкой или изоляцией;

     осветительные в жилых, общественных и торговых помещениях, служебно-бытовых помещениях, включая сети для бытовых и переносных электроприемников, а также в пожароопасных помещениях;

     силовые в промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, в торговых помещениях, когда по условиям технологического процесса может возникать длительная перегрузка проводов и кабелей;

     во взрывоопасных наружных установках независимо от условий технологического процесса.

    Все остальные сети не требуют защиты от перегрузки и защищаются только от токов коротких замыканий. Ниже рассмотрено несколько вариантов установки защитной и коммутационной аппаратуры.
    6.1 Проверка кабеля на термическую стойкость

    Проверка термической стойкости кабеля основана на расчете теплового импульса  количества тепла, которое выделяется в активном сопротивлении кабеля при протекании через него тока короткого замыкания за время начала короткого замыкания до полного погашения дуги при его отключении. Время действия тока зависит от параметров установленной на РП защитной и коммутационной аппаратуры. Минимально допустимое сечение кабеля (sмин) по термической стойкости определяется по выражению

    (17)

    где tоткл  собственное время отключения защитного аппарата; Та,  среднее значение постоянной времени апериодической слагающей тока короткого замыкания; С  постоянная времени, зависящая от вида изоляции и материала жил кабеля (определяется при условии, что температура нагрева проводников при коротком замыкании не превышает допустимую  150°С для поливинилхлоридной и резиновой изоляции [2]); I(3)  максимальный расчетный ток короткого замыкания (точка 1, рис. П.1.2).

    Для рассматриваемого случая I(3) =16,06 кА, С=75, tоткл =0,04 с, Та = 0,01 с. Тогда Sмин = 47,9 мм2, что меньше сечения, выбранного по условиям нормального режима. Таким образом, термическая стойкость к токам короткого замыкания выбранного кабеля проверкой подтверждена.

    Установка предохранителя в начале проектируемой кабельной линии.

    Выбор предохранителей выполняется из следующих условий:

     ток плавкой вставки должен быть не меньше максимального рабочего тока Iн.встIp;

     ток плавкой вставки должен превышать пусковой (пиковый) ток двигателей: Iн.встIпик /k, где kкоэффициент кратковременной тепловой перегрузки плавкой вставки, который принимается равным 2,5 при легком пуске с длительностью 2 5 с и равным 1,6  2 при тяжелом пуске с длительностью около 10 с.

    Для рассматриваемой задачи ток плавкой вставки должен быть: по условию отстройки от расчетного тока Iн.вст  88,5 А; по условию пикового режима Iн.вст  300/2,5 =120 А. Введенным ограничениям соответствует предохранитель типа ПН-2-250 (предохранитель разборный с наполнителем) с номинальным током 250 А и током плавкой вставки на 120 А.

    После выбора предохранителя следует выполнить его проверку:

     проверка чувствительности защиты оборудования предохранителем по минимальному току короткого замыкания (кратность минимального тока короткого замыкания по отношению к номинальному току плавкой вставки должна быть больше 3 для невзрывоопасных помещений и 4 для взрывоопасных

    Кч=Iк.мин/Iн.вст; (18)

     проверка сечения кабеля по току уставки предохранителя: ток у ставки не должен превышать максимально допустимый по нагреву ток кабеля (указанная требуется только при необходимости защиты от перегрузки), Iн.вст  (0,8 1,0)Iдоп.пров..

    Проверка предохранителя ПН-2-250:

     минимальный ток короткого замыкания (однофазное в точке 2 с учетом переходного сопротивления) составляет 2,13 кА, т.е. более чем в 4 раза превышает ток плавкой вставки;

     допустимый ток для кабеля АВВГ-(3х70 + 1х35) составляет Iдоп.пров =143 А, ток плавкой вставки Iн.вст = 120 A, 120 А  (0,81,0)•143. Таким образом, оба условия проверки выбранного предохранителя выполнены.

    После выбора и проверки предохранителя требуется проверить термическую стойкость кабеля к току короткого замыкания, протекающему в кабеле до его отключения предохранителем. Время отключения тока короткого замыкания определяется по защитным характеристикам предохранителей [2].

    Время плавления вставки предохранителя ПН-2-250 при токе 2,13 кА составляет примерно 0,045 с, т.е. практически совпадает с временем отключения выбранного выше АВ (проверка термической стойкости кабеля для АВ выполнена). По защитным характеристикам определено время перегорания вставки при пиковом токе: это время, как и для АВ, примерно равно 2 мин. Таким обра­зом, защитные характеристики предохранителя в целом незначительно хуже аналогичных для АВ.

    6.2 Выбор аппаратуры и сечения проводов в цепи двигателя

    Выбор проводов и аппаратуры выполнен в цепи самого мощного двигателя, получающего питание от РП. Это двигатель привода штамповочного пресса (Рном =25 кВт, соsном=0,85). Длина проводов 10 м. С учетом условий компоновки оборудования в цехе принято решение о прокладке проводки в трубе. После предварительного анализа условий работы и прокладки провода выбран провод АПРТО (несколько однопроволочных алюминиевых жил в резиновой изоляции и в общей хлопчатобумажной оплетке, пропитанной лаком). Этот гип установочных проводов рекомендован для прокладки в трубах. В случае питания одного ЭП сечение проводов выбирается по номинальному току ЭП:

    A. (19)

    По табл. 1.3.5 ПУЭ выбирается сечение провода 16 мм2 (4 провода в одной трубе, Iдоп = 55 А).

    Проверка выбранного сечения провода проводится по нескольким параметрам.

    1. Проверка по условию обеспечения допустимых уровней напряжения на зажимах двигателя в условиях нормального режима. Расчет проводится обычными методами расчета сетей, и в подавляющем большинстве случаев это условие выполняется.

    2. Проверка по условию пуска двигателя. Это условие требует расчетов тех же, что и для первого пункта. В практике обычно считается, что это условие выполняется, если выдерживаются соотношения:

     для двигателей с легким пуском;

     для двигателей с тяжелым пуском.

    Для проверки по этому условию следует рассчитать токи короткого замыкания на шинах двигателя, схема замещения приведена на рис. 3.


    Рисунок 3. Схема замещения сети

    В этой схеме расчетная точка короткого замыкания расположена на зажимах двигателя (точка КЗ). В результате расчетов получены токи трехфазного и однофазного коротких замыканий на землю без учета и с учетом переходных сопротивлений контактов и дуги:

    кА; кА;

    кА; кА.

    Пусковой ток двигателя определяется через пусковой коэффициент, который для данного двигателя равен 5,2 (Iпуск = 218 А). Таким образом, проверка по условиям пуска двигателя выполнена.

    3. Проверка кабеля по условиям термической стойкости при коротких замыканиях. По действующим в настоящее время ПУЭ эта проверка не требуется, но рекомендуется. Проверка выполняется аналогично тому, как это было сделано выше и начинается с выбора защитно-коммутационного (АВ) или защитного аппарата (предохранителя).

    Предварительно выбирается АВ типа АЕ20.

    Условие выбора  Iн.расцIн.дв по этому условию выбирается номинальный ток расцепителя  50А (АЕ2043  автомат 4-го габарита на токи до 63 А, снабженный только электромагнитным расцепителем, номинальный ток расцепителя 50 А, Iсо/Iн.расц = 12). Для данного типа АВ время отключения короткого замыкания составляет 0,04 с. Проверка показывает, что минимально допустимое сечение по термической стойкости составляет приблизительно 11 мм2.

    Проверка соответствия сечения проводов и уставки токовой отсечки АВ выполнена в соответствии с п. 1.7.79 ПУЭ, который гласит: «Проводимость фазных и нулевых проводников должна быть такой, чтобы ток однофазного короткого замыкания был не ниже уставки тока мгновенного срабатывания (отсечки), умноженной на коэффициент, учитывающий разброс, и на коэффициент запаса 1,1». При отсутствии данных о разбросе параметров АВ рекомендуется принимать кратность тока короткого замыкания относительно уставки не менее 1,4 для АВ с номинальным током до 100 А. В решаемой задаче уставка тока отсечки равна 600 А и соответственно

    . (20)

    Проверка выполнения п. 3.1.9 ПУЭ о соотношении токовых нагрузок проводов и уставок защитных аппаратов. Условие К1•К2IдопКзIз в данном случае записывается (сеть не требует защиты от перегрузки, защитный аппарат имеет только отсечку) как К1•К2Iдоп =1,01,055 =55 А; КзIз = 0,22600=132 А.

    Как и в ранее рассмотренном случае защиты кабеля, питающего РП, это условие не выполняется, и необходимо либо увеличить сечение кабеля, либо рассмотреть вариант установки АВ с комбинированным расцепителем типа АЕ2046. В случае установки АВ требование ПУЭ выполняется (КзIз =1,0•50 =50 А).

    Теперь необходимо провести проверку чувствительности защиты при однофазном и двухфазном коротких замыканиях. При установке в этой цепи предохранителя выбор производится аналогично приведенному выше по условиям нормального режима: Iн.вст Iном.дв = 42 А; Iн.вст Iпик /k = 218/2,5 = 87 А. Исходя из этого выбирается предохранитель ПН2-100 с плавкой вставкой 100 А.

    Минимальный ток короткого замыкания на защищаемом участке (точка КЗ) более чем в три раза превышает номинальный ток плавкой вставки, условие п. 1.7.79 [1] выполнено. Номинальный ток плавкой вставки не более чем в три раза превышает максимально допустимый ток проводов, выполнено условие п. 3.1.9 [1]. Таким образом, выбор и проверка предохранителя завершены.

    Пусковая и защитная аппаратура станков, печей и другого технологического оборудования поставляется в комплекте с этим оборудованием. Пусковую аппаратуру сантехнического оборудования (вентиляторы, насосы) необходимо выбирать. В рассмотренном примере требуется выбрать пусковую и защитную аппаратуру для двигателей вентиляторов ном =4,5 кВт, соsном = 0,85, Iном =7,7 А). Выбираем нереверсивный магнитный пускатель ПМЛ-1200 с номинальным током Iном пмл = 10 A двумя тепловыми реле РТЛ-101404 и максимальным током теплового элемента Iсраб.тепл=10 А.


    Заключение

    Схема цеховой цепи представляется радиальной, обеспечивает необходимую надежность электроснабжения приемников электроэнергии в механическом, Электроремонтном и в заготовительном отделении, и как и единственную удовлетворяющую требованиям надёжности электроснабжения.

    Далее были рассчитаны токи КЗ, выбрано и проверка коммутационной аппаратуры на напряжение 0,4 кВ.

    Распределено и принято так, как безопасная и удобная в эксплуатации; Расчетная нагрузка цеха SP = 134,7 кВт.

    Электроснабжение цеха предусмотрено от ТП с трансформатором ТМ-100/10/0,4.

    Питающая сеть выполнена кабелями типа ААБ, положенными открыто по стенам на скобах. Электроснабжение станков предусмотрено от шинопроводов типа ШРА, СП. Распределительная сеть выполнена кабелями АППВ. Питание осуществляется по кабелям, проложенным в трубах полу Защита питающей сети предусмотрена автоматическими выключателями типа ABM 15Н, ABM ЮН.

    Защита распределительной сети предусмотрена предохранителями типа НПН-2–100.

    Список литературы

    1. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под общ. ред. А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского. В 2-х кн. Кн. 1. Проектно-расчетные сведения. М.: «Энергия», 1973

    2. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Под общ. ред. А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского. В 2-х кн. Кн. 2. Проектно-расчетные сведения. М.: «Энергия», 1973

    3. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования. М.: Энергоатомиздат, 1987

    Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР. – 6-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1985

    4. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. М.:Высш.школа 1981, 376 с

    5. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов. М.: Изд-во «Мастерство», 2001, 320 с.

    6. Справочник по проектированию электроснабжения. /Под редакцией А.Н. Барыбина: Энергоатомиздант, 1991.

    7. Нормативное устройство и эксплуатация электрических установок. Нормативно-технический сборник. Барнаул, 2002. 976 с.

    8. Шеховцов В.П. ,Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению. Москва, ФОРУМ-ИНФРА-М, 2006г.

    9. Ю.Д. Сибикин «Электроснабжение промышленных предприятий»-Москва «Академия» 2006.

    10. В.Б. Атабеков «Монтаж электрических сетей и силового электрооборудования»- Москва «Высшая школа» 1985г.


    написать администратору сайта