Проектирование системы электроснабжения домостроительной компании

• Название: Проектирование системы электроснабжения домостроительной компании
• Дата: 06.10.2019
• Размер: 2.06 Mb.
• Имя файла: Kursach_ORIPP_1.docx
• Тип: Пояснительная записка; #88754
• страница: 13 из 15

Выбор оборудования ГПП

Все виды аппаратов должны выбираться в соответствии с вычисленными максимальными расчетными величинами для нормального режима и короткого замыкания. Для их выбора производится сравнение указанных расчетных величин с допускаемыми значениями высоковольтного оборудования. Составляется таблица сравнения указанных расчетных и допустимых величин. При этом для обеспечения надежной безаварийной работы расчетные величины должны быть меньше допустимых.

Высоковольтное оборудование выбирается в соответствие со схемой ГПП.



Рисунок 11 – Схема ГПП для выбора высоковольтного оборудования

Для дальнейшего выбора оборудования рассчитаем

Номинальный ток трансформатора:





Ток в питающих линиях:

Нормальный режим:



Аварийный режим (отключение одной линии):



Ток трехфазного КЗ и ударный ток КЗ на стороне ВН ГПП:





Ток трехфазного КЗ и ударный ток КЗ на стороне НН ГПП:





В качестве распределительного устройства 10 кВ выбираем комплектное распределительное устройство 10 кВ К-63 предприятия ОАО «Самарский завод «Электрощит». Комплектные распределительные устройства серии К-63 предназначены для работы внутри помещения (климатическое исполнение УЗ и ТЗ, тип окружающей среды —ІІ по ГОСТ 15150.Отдельно стоящий шкаф с трансформатором собственных нужд предназначен для работы на открытом воздухе и выпускается климатического исполнения УХП1.

КРУ поставляются отдельными камерами с элементами для стыковки камер в распределительное устройство.

В камере предусмотрены: отсек сборных шин (расположен в нижней части камеры), отсек выкатного элемента, линейный отсек. В верхней части камер устанавливаются релейные шкафы со встроенной аппаратурой РЗиА, аппаратурой управления, измерения и сигнализации, клеммниками и цепями вторичных соединений.

Конструкция камеры позволяет подключать не более четырех высоковольтных кабелей сечением 3х240 мм² на ток до 1000 А. Присоединения (вводы, выводы) могут быть как кабельными, так и шинными.

В состав КРУ входят:

• 
  Вводные вакуумные выключатели ВВ/TEL-10-16-800 УХЛ2
  
• 
  Секционный вакуумный выключатель ВВ/TEL-10-12,5-630 УХЛ2
  
• 
  Вакуумные выключатели присоединений ВВ/TEL-10-12,5-630 УХЛ2
  
• 
  Трансформаторы тока ТЛК-10 У3
  
• 
  Трансформаторы напряжения НАМИТ- 102 УХЛ2
  
• 
  Разрядники вентильные типа РВО-10У1
  
• 
  Ограничители перенапряжений типа ОПНп-10 УХЛ2
  
• 
  Трансформаторы собственных нужд ТСКС-145/10 У3
  

Данное оборудование не нуждается в проверке, работоспособность КРУ гарантируется заводом изготовителем.

Выбор высоковольтных выключателей Q1, Q2

Выключатели выбирают по номинальным напряжению и току Uном,

Iном, конструктивному выполнению, месту установки (наружная или внутренняя).

Проверки производят:

- по электродинамической стойкости:



где i_уд – ударный ток КЗ в месте установки выключателя;i_дин – ток электродинамической стойкости выключателя, кА (по каталогу).

- по отключающей способности:



где – периодическая составляющая тока КЗ; I_{ном.откл} – номинальный ток отключения выключателя, кА (по каталогу).

- по термической стойкости:



где I_терм– ток термической стойкости выключателя в течении времени t_терм, которые приведены в каталоге на выключатель; B_k – расчетный тепловой импульс квадратичного тока КЗ, кА²∙с.

Предварительно выбираем выключатель ВМУЭ-35Б-25/1000-УХЛ1

Термическая стойкость:

Расчетные данные		Справочные данные
Uн = 35 кВ	=	Uн = 35 кВ
Imax = А	<	Iном = 1000 А
Iп.о. = 3,537кА	<	Iоткл.ном = 25 кА
iу = 9,02 кА	<	iдин = 64 кА
Bк = кА2·с.	<	Iтер2 · tтер = 252 · 4 = 2500 кА2·с

Выбранный выключатель проходит проверку.

Выбор высоковольтных разъединителей QS1-QS10

Выбор разъединителей и отделителей производится: по напряжению установки, длительному току, по конструкции и роду установки.

Проверки производят:

- по электродинамической стойкости:



где i_уд – ударный ток КЗ в месте установки выключателя;i_дин – ток электродинамической стойкости выключателя, кА (по каталогу).

- по термической стойкости:



где I_терм– ток термической стойкости выключателя в течении времени t_терм, которые приведены в каталоге на выключатель; B_k – расчетный тепловой импульс квадратичного тока КЗ, кА²∙с.

Выбор разъединителей QS1-QS2 производим по току линии в послеаварийном режиме.

Выбор разъединителей QS3-QS8 производим по току линии в нормальном режиме.

Выбор разъединителей QS9-QS10 для трансформатора напряжения ТН 35 кВ производится по отключающей способности, так как номинальный ток в первичной обмотке небольшой.

Предварительно выбираем разъединитель горизонтально-поворотного типа для наружной установки РДЗ-1-35/1000 - УХЛ1.

Термическая стойкость:

Время действия релейной защиты не знаем, делаем проверку по максимуму, принимая t_пр=t_терм.

Расчетные данные		Справочные данные
Uн = 35 кВ	=	Uн = 35 кВ
QS1-QS2 : Imax = А QS3-QS8 : Imax = А	<	Iном = 1000 А
iу = 9,02 кА	<	iдин = 63 кА
Bк = кА2·с.	<	Iтер2 · tтер = 252 · 4 = 2500 кА2·с

Выбранный разъединитель проходит проверку.

Выбор трансформаторов напряжения TV1, TV2:

Трансформаторы напряжения выбирают по напряжению установки, по конструкции и схеме соединения обмоток, по классу точности, по вторичной нагрузке.

Для данных трансформаторов напряжения проверка по вторичной нагрузке не требуется, нагрузка мала т. к. ТН установлены для работы РЗиА, а учет энергии ведется на НН ГПП.

На напряжение 35 кВ выбираем трансформаторы напряжения НАЛИ-СЭЩ-35-IV-0,5-150 УХЛ1.

Выбор предохранителей FU1, FU2:

Для защиты трансформаторов напряжения используются специальные предохранители марки ПКН.

Для защиты трансформаторов напряжения 35 кВ выбираем предохранители ПКН 001-35 ХЛ1.

Проверки не требуются.

Выбор ограничителей перенапряжений FV1-FV6:

Основные параметры ограничителя выбирают исходя из назначения, требуемого уровня ограничения перенапряжений, места установки, а также схемы сети и ее параметров (наибольшего рабочего напряжения сети, способа заземления нейтрали, величины емкостного тока замыкания на землю и степени его компенсации, длительности существования однофазного или трехфазного замыкания на землю и т.д.).

Для целей курсового проектирования можно использовать упрощенную методику выбора ОПН на основе рекомендаций, приведенных в [4, табл. 2.5].

На напряжение 35 кВ (FV1-FV4)выбираем ОПН-П1-35/40,5/10/2 УХЛ 1.

На напряжение 10 кВ (FV5-FV6)выбираем ОПН-П1-10/12/10/2 УХЛ 1.

Выбор трансформаторов тока TA1, TA2:

Выбор трансформаторов тока.

Для измерения тока на стороне ВН используем встроенные трансформаторы тока типа ТВТ.

Марку выбираем по номинальному току первичной обмотки трансформатора ТМН-6300/35-У1.



Выбираем трансформаторы тока TBT35-1-200/5 с номинальным

током первичной обмотки I_1ном = 200 А.

Таблица 21 – Перечень оборудования главной схемы подстанции

Обозначение	Наименование	Тип
Q1, Q2	Выключатели маломасляные	ВМУЭ-35Б-25/1000-УХЛ1
QS1 – QS10	Разъединители	РДЗ-1-35/1000 - УХЛ1
TV1, TV2	Трансформаторы напряжения	НАЛИ-СЭЩ-35-IV-0,5-150 УХЛ1
FU1, FU2	Предохранители	ПКН 001-35 ХЛ1
FV1 – FV4	Ограничители перенапряжений	ОПН-П1-35/40,5/10/2 УХЛ 1
FV5 – FV6	Ограничители перенапряжений	ОПН-П1-10/12/10/2 УХЛ 1
TA1, TA2	Трансформаторы тока	TBT35-1-200/5

В состав КРУ входят:

• 
  Вводные вакуумные выключатели ВВ/TEL-10-16-800 УХЛ2
  
• 
  Секционный вакуумный выключатель ВВ/TEL-10-12,5-630 УХЛ2
  
• 
  Вакуумные выключатели присоединений ВВ/TEL-10-12,5-630 УХЛ2
  
• 
  Трансформаторы тока ТЛК-10 У3
  
• 
  Трансформаторы напряжения НАМИТ- 102 УХЛ2
  
• 
  Разрядники вентильные типа РВО-10У1
  
• 
  Ограничители перенапряжений типа ОПНп-10 УХЛ2
  
• 
  Трансформаторы собственных нужд ТСКС-145/10 У3
  

Электроснабжение ремонтно-механического цеха

Электроснабжение цеха выполняется в следующей последовательности:

1. Приёмники цеха распределяются по пунктам питания (силовым распределительным шкафам), выбирается схема и способ прокладки питающей сети цеха (от ТП до пунктов питания). Принятая схема (смешанная) питающей сети должна обеспечивать требуемую надёжность питания приёмников и требуемую по технологическим условиям гибкость и универсальность сети в отношении присоединения новых приёмников. Выбор способа прокладки питающей сети производится с учётом характера окружающей среды и возможных условий места прокладки. Исполнение силовых распределительных пунктов аналогично.

2. Определяются расчётные электрические нагрузки по пунктам питания цеха.

3. Производится выбор сечений питающей сети по длительно допустимой токовой нагрузке из условия нагрева и проверка их по потере напряжения.

4. Производится выбор силовой распределительной сети и аппаратов защиты и управления цеха.

5. Для участка цеховой сети (от вводного автомата на подстанции до самого мощного электроприёмника) строится карта селективности действия аппаратов защиты.

6. Производится расчёт питающей и распределительной сети по условиям допустимой потери напряжения и построение эпюры отклонений напряжения для цепочки линий от шин ГПП до зажимов одного наиболее мощного электроприёмника для режимов максимальной, минимальной и послеаварийной нагрузок.

7. Производится расчёт токов короткого замыкания для участка цеховой сети от ТП до наиболее мощного электроприёмника цеха. Полученные данные наносятся на карту селективности действия аппаратов защиты.

Принимая во внимание среду цеха, категорию надежности электроприёмников, экономичность схемы электроснабжения, а так же перспективы её развития выбираем смешанную схему электроснабжения цеха. Схема электроснабжения ремонтно-механического цеха приведена в ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Выбор аппаратов защиты цеховой сети

Все электрические сети должны иметь защиту от токов КЗ по возможности с наименьшим временем отключения и обеспечением селективности последовательно включенных аппаратов защиты. Защита при этом должна обеспечивать отключение аварийной линии при КЗ на любом её участке, включая КЗ в конце линии.

Защита производится автоматическими выключателями.

Условия выбора автоматических выключателей:

• 
  Выбор номинального тока автомата
  

• 
  Выбор номинального тока теплового расцепителя автомата
  

• 
  Проверка по току срабатывания (уставки) электромагнитного расцепителя
  

- для группы ЭП:

- для отдельного ЭП:

где I_ном.АВ – номинальный ток АВ;

I_{ном.тепл} – номинальный ток теплового расцепителя;

I_{ном.э.о.} – ток срабатывания (ток уставки) электромагнитного расцепителя;

I_длит– длительный максимальный рабочий ток линии (расчетный – для группы ЭП, и номинальный для отдельного ЭП);

I_пик – пиковый ток группы ЭП;

I_пуск– пусковой ток ЭП.

К_зап – коэффициент запаса, принимаемый по [3, табл. 8.6]

Для комбинированных расцепителей:

одиночные ЭП К_зап =1,15; группа ЭП К_зап =1,1.

Ток уставки электромагнитного расцепителя определяется по выражению:



где К_кз – уставка срабатывания в зоне КЗ (выбирается по справочным данным выключателя).

Пиковый ток группы электроприемников:



где I_{пуск.мax} - наибольший из пусковых токов двигателей в группе по паспортным данным;

I_ном.мax - номинальный (приведенный к ПВ = 100%) ток двигателя с наибольшим пусковым током;

K_и - коэффициент использования, характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток;

I_расч - расчетный ток нагрузки всей группы электроприемников.

При числе двигателей в группе меньше 6 вместо расчетного тока группы используют сумму номинальных токов всех двигателей, и не учитывают коэффициент использования:



Номинальный ток отдельного электpопpиемников:

,

где cоsφ- из таблицы 4; =0,8 – для электроприемников с Р_ном ≤ 10 кВт;

=0,9 – для электроприемников с Р_ном ˃10 кВт.

Пусковые токи электpoпpиемникoв:

,

где k=5÷7 – кратность пускового тока, принимается для всех электpoпpиемникoв c асинхронным приводом.

Пример выбора выключателя для защиты токарно-винторезного станка:

А;

А;

А;

А;

Используя справочную литературу [1], выбираем автоматический выключатель типа ВА57-35, у которого I_{ном.тепл} = 31,5 А, I_ном.АВ = 250 А, I_КЗ = 6 I_{ном.тепл} =189 А.

Для остальных ЭП расчеты представлеы в таблице 22.
Пример выбора выключателя для защиты ПР1:





А;

А;

А;

Используя справочную литературу [1], выбираем автоматический выключатель типа ВА57-39, у которого I_{ном.тепл} = 400 А, I_ном.АВ = 630 А, I_КЗ = 2,5 I_{ном.тепл} =1000 А.

Для остальных ПР расчеты представлеы в таблице 23.

Таблица 22 – Защитные аппараты для электрoпpиемникoв цеха

№ п/п	Параметры ЭП										Автоматический выключатель
	Наименование ЭП	Pном, кВт	Pуcт, кВт	Сos	η	Iном, А	1,15Iном, А	Iпуcк, А	1,5Iпуcк А	Тип		Iном, А	Iном.тепл А	ККЗ	Iэмp А
1	Токарно-винторезный станок с ЧПУ	15	15	0,9	0,9	28,14	32,36	140,68	211,02	ВА57-35		250	40	6	240
2-5	Токарно-винторезный станок	10	10	0,8	0,8	23,74	27,30	118,70	178,05	ВА57-35			31,5	6	189
6-8	Вертикально-сверлильный станок	4,5	4,5	0,8	0,8	10,68	12,29	53,41	80,12	ВА57-35			16	6	96
9-11	Радиально-сверлильный	8	8	0,8	0,8	18,99	21,84	94,96	142,44	ВА57-35			25	6	150
12	Вертикально-фрезерный станок	17	17	0,9	0,9	31,89	36,67	159,44	239,16	ВА57-35			40	8	320
13	Горизонтально-фрезерный станок	12	12	0,9	0,9	22,51	25,89	112,54	168,82	ВА57-35			31,5	6	189
14	Ножницы	14	14	0,9	0,9	26,26	30,20	131,30	196,95	ВА57-35			40	6	240
15	Пресс эксцентриковый	4	4	0,8	0,8	9,50	10,92	47,48	71,22	ВА57-35			16	5	80
16	Фрезерный станок	7,5	7,5	0,8	0,8	17,80	20,48	89,02	133,54	ВА57-35			25	6	150
17-26	Горизонтально-намоточный станок	17	17	0,9	0,9	31,89	36,67	159,44	239,16	ВА57-35			40	8	320
27	Пресс фрикционный	22	22	0,9	0,9	41,27	47,46	206,33	309,50	ВА57-35			50	8	400
28	Пневматический молот	18	18	0,9	0,9	33,76	38,83	168,82	80 253,22	ВА57-35			40	8	320
29-33	Электропечь	36	36	0,9	0,9	67,53	77,66	67,53	101,29	ВА57-35			80	2,5	200
34-36	Пресс ножницы	13	13	0,9	0,9	24,38	28,04	121,92	182,88	ВА57-35		250	31,5	6	189
37	Вентилятор	10	10	0,8	0,8	23,74	27,30	118,70	178,05	ВА57-35			31,5	6	189
38,39	Внутришлифовальный станок	14	14	0,9	0,9	26,26	30,20	131,30	196,95	ВА57-35			31,5	8	252
40,41	Станок отрезной с дисковой пилой	8	8	0,8	0,8	18,99	21,84	94,96	142,44	ВА57-35			25	8	200
42,43	Преобразователь сварочный, ПВ=40%	15	9,49	0,9	0,9	17,80	20,47	89,00	133,51	ВА57-35			25	6	150
44-50	Сварочный агрегат, ПВ=60%	50	38,73	0,9	0,9	72,65	83,54	363,24	544,85	ВА57-35			100	6	600
51-54	Настольно-сверлильный станок	4	4	0,8	0,8	9,50	10,92	47,48	71,22	ВА57-35			16	5	80
55-58	Намоточный станок	4	4	0,8	0,8	9,50	10,92	47,48	71,22	ВА57-35			16	5	80
59	Вентилятор	10	10	0,8	0,8	23,74	27,30	118,70	178,05	ВА57-35			31,5	6	189
60,61	Сушильный шкаф	8	8	0,8	0,8	18,99	21,84	18,99	28,49	ВА57-35			25	2,5	62,5
62	Тельфер	20	20	0,9	0,9	37,51	43,14	187,57	281,36	ВА57-35			50	6	300
63,64	Кран-балка, ПВ=40%	25	15,81	0,9	0,9	29,66	34,10	148,28	222,41	ВА57-35			40	6	240
65	Кран-балка, ПВ=25%	10	5	0,8	0,8	11,87	13,65	59,35	89,02	ВА57-35			16	6	96

Таблица 23 – Защитные аппараты для ПР и ШРА цеха

№ пункта					Тип АВ
ПР1	360,78	396,86	694,55	868,19	ВА57-39	630	400	2,5	1000
ПР2	58,59	64,45	242,47	303,09	ВА57-35	250	80	5	400
ПР3	64,66	71,13	191,73	239,67	ВА57-35	250	160	10	1600
ПР4	41,61	45,77	158,65	198,32	ВА57-35	250	50	6	300
ШРА1	191,71	210,88	389,79	487,23	ВА57-35	250	250	2,5	625
ШРА2	141,49	155,64	302,88	378,6	ВА57-35	250	160	4	640

Выбор вводного автомата на подстанции ТП-4:

;



А;

А;

А;

Используя справочную литературу [1], выбираем автоматический выключатель типа ВА74-43, у которого I_{ном.тепл} = 1250 А, I_ном.АВ = 1600 А, I_КЗ = 2 I_{ном.тепл} =2500 А.