Главная страница
Навигация по странице:

  • Выбор защитных аппаратов

  • Выбор предохранителей

  • Выбор автоматов

  • Расчет токов короткого замыкания

  • 10.1 Расчет токов однофазного короткого замыкания

  • Термическое действие тока короткого замыкания

  • Электрооборудование и электроснабжение механического цеха. Проекта Электрооборудование и электроснабжение механического цеха


    Скачать 0.87 Mb.
    НазваниеПроекта Электрооборудование и электроснабжение механического цеха
    АнкорЭлектрооборудование и электроснабжение механического цеха
    Дата20.10.2022
    Размер0.87 Mb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаKursovaya_TEO-453_sorokin_1.docx
    ТипКурсовой проект
    #743586
    страница2 из 3
    1   2   3

    По расчетному току определяем допустимый ток




    Iдоп.= , (7.23)



    где Iр. – расчетный ток, А;

    К1 – коэффициент зависящий от числа рядом работающих кабелей [таблица 4]

    К2 – коэффициент учитывающий влияние температуры окружаю среды [таблица 5]

    Iдоп.= =138,75

            1. Рассчитываем потери напряжения:


    ΔU%= (7.24)

    r0= (7.25)

    где Y – удельная проводимость, км/Ом мм²;

    q – сечение одной жилы кабеля, мм²;

    rо – удельное сопротивление, Ом/км;

    L – длина кабеля, км;

    Uном – номинальное напряжение, В;

    xо – удельное реактивное сопротивление, Ом/км;

    cosφ – коэффициент мощности;

    Iр – расчетный ток

    t = 20˚

    Учитывая поправочные коэффициенты К1 и К2, производим расчет по формулам. По таблице 6 выбираем марку кабеля, по допустимому току выбираем сечение кабеля (таблица 7) и результаты сводим в таблицу 3.3

    ΔU%= = 0,2

    r0= =7,04

    Таблица 7.3 – Выбор сечения проводов, кабелей


    Наименование

    Iр,А

    Марки

    L,м

    ΔU%

    К1

    К2

    РП-6







    5










    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    26

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    32

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    39

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    45

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    51

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    57

    0,2

    1

    1,04

    РП-5







    2










    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    41

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    47

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    54

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    61

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    68

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    76

    0,2

    1

    1,04

    РП-8







    21










    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    28

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    34

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    41

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    48

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    55

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    63

    0,2

    1

    1,04

    РП-7







    17










    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    30

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    37

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    43

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    50

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    57

    0,2

    1

    1,04

    Станок токарный

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    65

    0,2

    1

    1,04

    Калорифер

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    4




    1

    1,04

    Калорифер

    144,3

    СБГ 1(4x50)

    5




    1

    1,04

    Печь сопротивления

    189,9

    СБГ 1(4x70)

    26




    1

    1,04

    Печь сопротивления

    189,9

    СБГ 1(4x70)

    9




    1

    1,04

    Вентилятор

    36,08

    СБГ 1(4x10)

    3




    1

    1,04

    Вентилятор

    36,08

    СБГ 1(4x10)

    3




    1

    1,04

    Вентилятор

    36,08

    СБГ 1(4x10)

    3




    1

    1,04

    Вентилятор

    36,08

    СБГ 1(4x10)

    3




    1

    1,04

    Кран электрический

    43,3

    СБГ 1(4x10)

    5




    1

    1,04

    Кран электрический

    43,3

    СБГ 1(4x10)

    5




    1

    1,04




      1. Выбор шин


    Основными достоинствами шинопроводов являются:

    1. экономия цветных металлов;

    2. скоростной монтаж;

    3. гибкость в эксплуатации;

    4. простота и надежность осмотра в условиях эксплуатации

    Для надежного и бесперебойного питания потребителей электроэнергией выбираем магистральную схему, выполненную алюминиевыми шинами, проложенными по изоляторам, прикрепленным к фермам и колоннам цеха, защищенную коробом из перфорированных листов, предотвращающих случайное прикосновение к шинам и попадание на них посторонних предметов.
    Iр= (7.26)
    где Iр-расчетный ток, А;

    Р-сумма мощностей электроприемников питающихся от данного участка цепи, кВт;

    Uном-номинальное напряжение, В;

    cosср –средний коэффициент мощности.

    Iр= ШМА-1, ШМА-2

    По результатам расчетов выбираем шины (таблица 8) и данные расчетов сводим в таблицу (7.4)
    Таблица 7.4 – Выбор шин

    ШМА


    Iдоп, А

    h B, мм

    L, м

    1

    2482,6

    1030

    40

    2

    2482,6

    1030

    40




    1. Выбор защитных аппаратов


    При эксплуатации электрических сетей длительные перегрузки проводов и кабелей, а также короткие замыкания вызывают повышение температуры токопроводящих жил. Это приводит к преждевременному изнашиванию их изоляции, вследствие чего может произойти пожар, а также поражение людей электрическим током.

    Для предохранения от чрезмерного нагрева проводов и кабелей применяют плавкие предохранители, автоматические выключатели и тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели.


      1. Выбор предохранителей


    Плавкие предохранители применяют в основном для защиты потребителей от токов короткого замыкания.

    1. Определяем номинальный ток для каждого потребителя:



    Iном= , (8.27)

    где Рном – номинальная мощность приемника, кВт;

    Uном – номинальное напряжение, кВ;

    сosφ – коэффициент мощности.

    Iном= = 144,3 Станок токарный

    Iном= = 43,3 Кран электрический

    Iном= = 36,08 Вентиляторы

    Iном= = 144,3 Калориферы

    Iном= = 189,9 Печь сопротивления


    1. Определяем пусковой ток:


    Iпус = 5  Iном , (8.28)

    Iпус = 5  144,3 = 721,5 Станок токарный

    Iпус = 5  43,3 = 216,5 Кран электрический

    Iпус = 5  36,08 = 180,4 Вентиляторы

    Iпус = 5  144,3 = 721,5 Калориферы



    1. Производим расчет тока плавкой ставки предохранителя:


    Iпл вс = (8.29)

    Iпл вс = = 288,6 Станок токарный

    Iпл вс = = 135,3 Кран электрический
    Iпл вс = = 288,6 Калорифер

    Iпл вс = = 72,16 Вентилятор
    где Iпус – пусковой ток, А;

    k – коэффициент снижения пускового тока, который при легком пуске принимается равным-2,5, а при тяжелом пуске-1,6.

    По результатам расчета, исходя из тока плавкой вставки, выбираем тип предохранителя [таблица 9]. Результаты сводим в таблицу 8.5


    Таблица 8.5 – Выбор предохранителей

    Наименовани

    ЭП

    Количество

    шт

    Iном

    Одного ЭП

    Iпус

    Одного ЭП

    Iпл.вст.

    Одного ЭП

    К

    Тип предохранителя

    Станок токарный

    FU1-FU24

    24

    144,3

    721,5

    288,6

    2,5

    ПР2-350-300

    Кран электрический

    2

    43,3

    216,5

    135,3

    1,6

    ПР2-200-160

    Вентилятор

    4

    36,08

    180,4

    72,16

    2,5

    ПР2-100-80

    Калорифер

    2

    144,3

    721,5

    288,6

    2,5

    ПР2-350-300

    Печь сопротивления

    2

    189,9

    -

    -




    ПР2-200-200




      1. Выбор автоматов


    Автоматические выключатели предназначены для замены рубильников и предохранителей, обеспечивают быструю и надежную защиту проводов и кабелей сетей от токов перегрузки и короткого замыкания. Разделяются на регулируемые и нерегулируемые. У нерегулируемых выключателей отсутствует приспособление для регулирования уставки расцепителей в процессе монтажа и эксплуатации. У регулируемых выключателей уставки расцепителей регулируют, воздействуя на механическую систему автомата или на специальное устройство, изменяющее время срабатывания автомата.
    Iэм ≥ 1,25 Iпик , (8.30)
    Iэ.м=1,2 * 1443 = 1731,6 – QF5

    Iэ.м=1,2 * 1443 = 1731,6 – QF6

    Iэ.м=1,2 * 1443 = 1731,6 – QF7

    Iэ.м=1,2 * 1443 = 1731,6 – QF8

    Iэ.м=1,2 * 2965,38 = 1731,6 – QF9

    Iэ.м=1,2 * 2965,38 = 1731,6 – QF10

    Iпик = Iпус 1мах + ∑Iкол ост , (8.31)
    Iпик = 721,5 + 144,3 * 5 = 1443 - QF5

    Iпик = 721,5 + 144,3 * 5 = 1443 - QF6

    Iпик = 721,5 + 144,3 * 5 = 1443 - QF7

    Iпик = 721,5 + 144,3 * 5 = 1443 - QF8

    Iпик = 721,5 +(144,3 * 5)+(6 * 144,3)+(36,08 * 2) + 144,3 + 43,3 = 2965,38 - QF9

    Iпик = 721,5 +(144,3 * 5)+(6 * 144,3)+(36,08 * 2) + 144,3 + 43,3 = 2965,38 - QF10

    Iпуск = 5 Iном , (8.32)

    где Iэм – ток электромагнитного расцепителя автомата, А;

    Iпик – максимальный кратковременный ток электрической сети продолжительностью в несколько секунд, А;

    Iном – номинальный ток эл.двигателя с наибольшим пусковым током, А;

    Iпуск 1мах – максимальный пусковой ток одного эл.приемника из группы, А;

    ∑Iкол ост – суммарный номинальный ток группы электроприемников без учета номинального тока наибольшего по мощности эл.двигателя, А.

    Iпус = 5  144,3 = 721,5 Станок токарный

    Iпус = 5  43,3 = 216,5 Кран электрический

    Iпус = 5  36,08 = 180,4 Вентиляторы

    Iпус = 5  144,3 = 721,5 Калориферы

    Выбираем автоматические выключатели по таблице 10 и результаты формулам сводим в таблицу 8.6
    Таблица 8.6 – Выбор автоматов

    Номер автомата

    Iном

    Iэм р

    Тип автомата

    QF1

    2482,6

    3558,4

    A3730Ф-630-6600

    QF2

    2482,6

    3558,4

    A3730Ф-630-6600

    QF3

    2482,6

    3558,4

    A3730Ф-630-6600

    QF5

    866,02

    1731,6

    A3720Б-250-2500

    QF6

    866,02

    1731,6

    A3720Б-250-2500

    QF7

    866,02

    1731,6

    A3720Б-250-2500

    QF8

    866,02

    1731,6

    A3720Б-250-2500

    QF9

    2482,6

    3103,3

    A3730Ф-630-3200

    QF10

    2482,6

    3103,3

    A3730Ф-630-3200



    1. Расчет токов короткого замыкания


    При расчете токов к. з. в сетях напряжением ниже 1000 В необходимо учитывать индуктивные и активные сопротивления короткозамкнутой цепи. В таких сетях, особенно выполненных кабельными линиями или проводами в трубах, активные сопротивления значительно превышают индуктивные.

    1. Составляем расчетную схему:




    Sном т=783,2 кВ А

    РУ 0,4 кВ

    (ТМ –400 / 10)

    QF1, Iном=2482,6А

    A3730Ф-630-6600

    QF9, Iном=2482,6А

    A3730Ф-630-3200

    ШМА 1030, L=40 м





    ПР2-200-200



    Рисунок 2 – Расчетная схема (Печь сопротивления Р=125 кВт)


    1. Составляем схему замещения






    rт = 55,6 мОм , xт = 148,7 мОм






    rа = 0,1 мОм , xа = 0,05 мОм






    rа = 0,1 мОм , xа = 0,05 мОм








    rш = 1,84 мОм, xш = 0,11 мОм

    rкаб = 0,29 мОм, xкаб = 0,06 мОм




    r пред = 0, xпред = 0


    Рисунок 3 – Схема замещения (Печь сопротивления)


    rш= 1,84 * 40 = 73,6

    =55,6 + 73,6 + 0,1 + 0,1 + 7,54 = 136,9

    xш= 0,11 * 40 = 4,4

    = 148,7 + 0,05 + 0,05 + 4,4 + 1,56 = 154,76

    1. При равенстве сопротивлений во всех трех фазах значение периодической составляющей тока трехфазного к. з в трехпроводной или четырехпроводной (3ф+0) сети определяется по формуле:


    I(3)n = I″ = I∞ = (9.33)

    где I(3)n – периодическая составляющая тока трехфазного короткого замыкания, кА;

    Uномлинейное напряжение, В;

    Σr2 и Σx2-суммарные активное и индуктивное сопротивления цепи к. з., мОм.
    I(3)n = I″ = I∞ = = 1,11


    1. Определяем ударный ток к. з.:


    iу = Ку √2 I(3)n , (9.34)

    где Ку – ударный коэффициент;

    iу – ударный ток короткого замыкания, кА.

    Значение ударного коэффициента Ку можно принять при питании от трансформаторов 100 – 400 кВА равным 1,2. 4

    iу = 1,2 * √2 * 1,11 = 1,8


    1. Определяем действующее значение полного тока к. з. по приближенной формуле:


    Iд= I(3)n (9.35)

    Iд= 1,11 = 1,6

    1. Определяем мощность к. з:


    Sк= (9.36)

    Sк= = 769,03

    10.1 Расчет токов однофазного короткого замыкания
    В сетях с глухо-заземленной нейтралью появления напряжения на корпусе может привести к несчастному случаю, если не сработает защита, для надежности срабатывания защиты производят проверку плавких ставок предохранителей и расцепителей автоматов на ток однофазного короткого замыкания. Для надежного срабатывания защитного аппарата в возможно короткое время ПУЭ требуют, чтобы ток однофазного замыкания в установках не опасных по взрыву, был не менее трехкратной величины номинального тока плавкой вставки предохранителя или теплового расцепителя автоматического выключателя.

    При защите сетей автоматами с одним электромагнитным расцепителем ток к. з. в петле фаза-нуль должен быть не менее величины тока уставки мгновенного срабатывания, умноженного на коэффициент 1,4 для автоматов с номинальным током до 100 А и на 1,25 для автоматов с номинальным током более 100 А. 4
    I(1)к.з ≥ 3 Iпл вс , (9.37)

    I(1)к.з ≥ 1,25 Iэр , (9.38)



    1. Для проверки срабатывания защитного аппарата при замыкании между фазовым и нулевым проводами необходимо определить расчетный ток однофазного к. з. Ток однофазного к. з. определяют по приближенной формуле:


    I(1)к.з.= , (9.39)

    где I(1).к.з – ток однофазного короткого замыкания, кА;

    Uффазное напряжение, В;

    z – полное сопротивление петли, созданной фазовым и нулевым проводами, Ом;

    z`тр - полное сопротивление трансформатора току к. з. на корпус, Ом.

    I(1)к.з.= = 4,63


    1. Определяем полное сопротивление для проводов и жил кабеля:


    zп= , (9.40)


    где Rп=Rф+R0 – суммарное активное сопротивление фазового Rф и нулевого R0 проводов, Ом;
    xп – индуктивное сопротивление петли проводов или жил кабеля, Ом.

    zп= =7,69
    Проверяем предохранитель FU29 на надежность срабатывания по формуле (9.37) и автомат QF9 по формуле (9.38):

    4600 ≥ 3• 200

    4600 ≥ 1,25• 3200

    Вывод: данный предохранитель и автомат подходят.

    1. Термическое действие тока короткого замыкания




    Из электротехники известно, что при прохождении токов в двух параллельных проводниках между проводниками возникает механическая сила взаимодействия, которая при одинаковом направлении токов стремится сблизить проводники, а при разных – оттолкнуть.

    Для проверки устойчивости аппаратов и конструкций к динамическим силам, возникающим при к. з., необходимо учитывать наибольший возможный ток, который протекает через данный элемент электрической установки, так как в этом случае будет наибольшее значение механической силы.

    Если ударный ток к. з. выражен в килоамперах, формула для максимального усилия принимает следующий вид:

    F(3)max=1,76 , (10.43)

    где i2y-ударный ток к. з. Без теоретических выкладок укажем, что iy3/iy2=2/ =1,15, ударный ток при трехполюсном к. з. больше, чем при двухфазном. Поэтому определять максимальные динамические усилия надо по трехфазному току к. з.;

    l-длина параллельных проводников, см;

    -расстояние между осями проводников, см.

    F(3)max=1,76 =809,6
    По Международной системе единиц (СИ) механическая сила выражается в ньютонах и обозначается буквой Н. Сила в 1 кгс соответствует 9,81 Н.
    F(3)max кГ=9,81F(3)max H10F(3)maxН (10.44)

    При расчете шины на механическое усилие можно рассматривать ее как равномерно нагруженную многопролетную балку, тогда наибольший изгибающий момент при трех и большем числе пролетов (Н см)

    809,6= 9,81 809,610 809,6
    Мmax= F(3)maxl / 10 , (10.45)
    где l-расстояние между осями изоляторов, см.

    Мmax= 809,6 10 / 10 = 809,6
    Напряжение материала шины при изгибе определяется по формуле (Н/см2):
    расчmax / W, (10.46)

    где W-момент сопротивления сечения шины, Ом см3

    расч =809,6 / 2,6 = 311,1
    Момент сопротивления определяется в зависимости от расположения шин по отношению друг к другу. При расположении шин узкими сторонами друг к другу:
    W=bh2 / 6 , (10.47)

    где b-толщина шины, мм;

    h-ширина шины, мм.
    W=10 402 / 6 = 2666,6 =2,6 Ом см3
    Шины будут работать надежно, если полученное расчетное напряжение в материале будет меньше допустимого, то есть:
    расчдоп (10.48)

    1   2   3


    написать администратору сайта