Курсовая. ОБРАЗЕЦ Курсовая Дехтярь К.И. 3-БА-ЭС-19. Проектирование системы электроснабжения производственного цеха
 Скачать 238.72 Kb.
|
|
3. ВЫБОР МОЩНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ 3.1. Выбор мощности трансформатора В основе выбора мощности трансформаторов лежит их перегрузочная способность, которая заключается в том, что трансформатор, работая в часы минимальных нагрузок и имея температуру перегрева ниже длительно допустимой, может быть перегружен в часы максимальных нагрузок, так как обладает большой тепловой инерционностью. Но при этом величина перегрузки и длительность ее действия не должны привести трансформатор к перегреву свыше длительно допустимой температуры. Существует методика выбора мощности трансформаторов по перегрузочной способности, отраженная в ГОСТ 14209-85. В этом стандарте для трансформаторов с соответствующими системами охлаждения взаимоувязаны коэффициент загрузки трансформатора в часы минимальных нагрузок, коэффициент перегрузки в часы максимальных нагрузок и допустимая длительность перегрузки. При этом суточный график нагрузки перестраивается в эквивалентный двухступенчатый. Для наиболее распространенных потребителей, работающих по односменному режиму работы, в практике проектирования систем электроснабжения часто пользуются упрощенной методикой выбора мощности трансформаторов, которая выработана на основе оценки мощности по перегрузочной способности. Так, для однотрансформаторных подстанций номинальная мощность трансформатора оценивается по условию:  где Sсм – средняя за наиболее загруженную смену мощность нагрузки, (для указанного выше графика нагрузки это период с 8 до 16 часов).Из вышеуказанных условий выбираем трансформатор ТМ-400/10. Заводские данные трансформатора
3.2. Расчет сечения линий электропередачи Выбор сечения проводов и кабелей исходя из условия нормального режима работы производится: по наибольшему длительно допустимому току нагрузки по условиям нагрева; по допустимой потере напряжения; по экономической плотности тока. Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается длительно допустимая температура нагрева, называется допустимым током по нагреву Iд. Величина его зависит как от марки проводникового материала, так и от условий прокладки и температуры окружающей среды. Длительно допустимые токи нагрузки проводов и кабелей указаны в таблицах правил устройства электроустановок (ПУЭ). Выбор сечения проводника по нагреву длительным током нагрузки сводится к сравнению расчетного тока Iр с допустимым табличным значением для принятых марок проводов и кабелей и условий их прокладки. При выборе должно соблюдаться условие:  Выбор сечения проводника только по нагреву допустимым током приводит к большим потерям активной мощности в ЛЭП и значительной потере напряжения. Поэтому для окончательного выбора сечения следует провести все расчеты, требуемые ПУЭ, и принять наибольшее, определенное этими расчетами, сечение проводника. Выбор сечения по допустимой потере напряжения целесообразно проводить для сетей, где отсутствуют регулирующие устройства. Для систем электроснабжения – это сети 0,38 кВ. Потеря напряжения для линий с подключенной в конце нагрузкой рассчитывается по следующему выражению:  где , P и Q – активная и реактивная составляющие электрической нагрузки, кВт, квар; , RX – активное и реактивное сопротивление линии, Ом, U номинальное напряжение сети, кВ. Активное и реактивное сопротивления линии определяются исходя из удельных сопротивлений ro, xo и длины линии по следующим выражениям:  где ro, xo определяются по табл. 50 [7], а длина линии оценивается по планировке трассы ЛЭП на объекте. Потеря напряжения до удаленного потребителя, подключенного к распределительной сети 0,38 кВ, не должна превышать 4…6 %. Если это условие не соблюдается, то необходимо увеличить сечение, что приводит к уменьшению активного сопротивления, и соответственно – к уменьшению потери напряжения. Расчет сечения по экономической плотности тока производится для электрических сетей выше 1000 В (для систем электроснабжения – это сети 10 кВ). Экономическое сечение линии электропередачи определяется по выражению:  где jэ – экономическая плотность тока, нормируемые значения которой для кабелей с резиновой и пластмассовой изоляцией с алюминиевыми жилами (для центральной Сибири) приведены в табл. 8.  IpЛ2= 476,679 А. Выбираем по табличным данным 4 одножильных кабеля c сечением жилы 185 мм2 с медными жилами с резиновой изоляцией в ПВХ оболочке бронированный проложенный в кабельном канале с Iд=510 А.Длинна кабельной линии не дана по условию, берем длину КЛ до 1000 В меньше нормальной строительной для данного сечения, берем длину произвольно L=70 м. Выбор сечения для Л2 по допустимой потере напряжения:
Условия для выбранной марки кабеля для Л2 выполняются. IpЛ1=18,11 А. Выбираем кабель по табличным данным для Л1 трехжильный с алюминиевыми жилами проложенного в земле сечением жилы 16 мм2, с Iд=75 А.
Выбираем сечение кабеля для Л1 16 мм2 ближе к расчетному экономическому марки ААБл 3х16 с Iд= 75 А. После расчета экономического сечения принимается ближайшее стандартное значение. Выбранные сечения линий электропередачи по вышеприведенным критериям необходимо сопоставить с ограничениями по механической прочности и принять окончательное решение. В данной контрольной работе проверка линий электропередачи на действия токов коротких замыканий не производится. 3.3. Выбор электрических аппаратов Понятие «электрический аппарат» охватывает очень обширный круг всевозможных устройств, применяемых в быту, промышленности и энергетике. В данной контрольной работе речь идет об электрических аппаратах, устанавливаемых в основном потоке электрической энергии, т. е. в потоке от ее источников до электрических приемников.Эти аппараты относятся к классу электрических аппаратов распределительных устройств и выбираются по следующим признакам: напряжению, функциональному назначению, номинальному току, по исполнению защиты от окружающей среды, по климатическому исполнению. После выбора по указанным признакам электрические аппараты проверяются на термическое и динамическое действия токов коротких замыканий, т. е. на термическую и динамическую устойчивость. Коммутационный аппарата для QF1 – линейный выключатель в распределительном устройстве 10 кВ. Коммутационный аппарата для QF2 – вводной или линейный автоматический выключатель в распределительном устройстве 0,4 кВ. Выбор по номинальному напряжению. Номинальное напряжение аппарата, указанное в его паспорте, соответствует уровню его изоляции, причем нормально всегда имеется некоторый запас электрической прочности, позволяющий аппарату неограниченно длительное время работать при напряжении на 10…15 % выше номинального. Это напряжение называют максимальным рабочим напряжением аппарата. Так как отклонения напряжения в условиях эксплуатации обычно не превышают 10…15 % номинального, то при выборе аппаратов по напряжению достаточно выполнить условие:  где Uном. у – номинальное напряжение установки, Uном. а – номинальное напряжение аппарата. Обычно, исходя из условия электробезопасности организации работ, электрические аппараты по номинальному напряжению разделяют на две группы: аппараты низкого напряжения (с номинальным напряжением до 1000 В) и высокого напряжения (с номинальным напряжением более 1000 В). Выбор аппаратов по функциональному назначению реализуется на этапе обоснования электрических схем, когда исходя из соответствующих условий и требований применяются коммутационные аппараты, защитные либо защитно-коммутационные. Выбор по номинальному току. Номинальный ток Iном. а аппарата – это ток, который при номинальной температуре окружающей среды может проходить по аппарату неограниченно длительное время и при этом температура наиболее нагретых частей его не превышает длительно допустимых значений. Правильный выбор аппарата по номинальному току обеспечивает отсутствие опасных перегревов частей аппарата при его длительной работе в нормальном режиме. Для этого необходимо, чтобы максимальный действующий рабочий ток цепи (расчетный ток) Iр за время t > 3T0 не превышал номинального тока аппарата  В данной контрольной работе необходимо выбрать защитно-коммутационные аппараты, указанные на рис. 1: QF1 – линейный выключатель в распределительном устройстве 10 кВ ГПП; QF2= QF3 - линейный автомат в распределительном устройстве 0,4 кВ ТП. Исходя из вышеуказанных условий выбираем следующие коммутационные аппараты: 1. для QF1
2. Для QF2
Автомат QF4 выбрать по следующим условиям: По нагреву максимальным рабочим током  где коэффициент 1,25 необходим для учета разброса защитной харак теристики, Iном. р – номинальный ток теплового расцепителя.
По расчетам условия для выбранного АВ QF2 выполняются. В данной контрольной работе не требуется проверка электрических аппаратов на термическое и динамическое действия токов коротких замыканий. 4. ПРОВЕРКА УСЛОВИЯ СРАБАТЫВАНИЯ ЗАЩИТЫ ПРИ ОДНОФАЗНОМ КОРОТКОМ ЗАМЫКАНИИ В СЕТИ ДО 1000 В В соответствии с требованиями ПУЭ в электрических сетях напряжением до 1000 В с глухим заземлением нейтрали при коротком однофазном замыкании защитные аппараты должны надежно обеспечивать отключение. В этой связи рекомендуется групповую защиту электроприемников выполнять таким образом, чтобы обеспечивалось отключение группы при однофазных замыканиях в любом из присоединенных электроприемников. При этом время автоматического отключения не должно превышать 5 с. Это время определяется по защитной характеристике автомата при однофазном коротком замыкании в наиболее удаленной точке электрической сети. Индивидуальная защита реализуется с помощью аппарата, к которому присоединяется идущая к электроприемнику линия (в данной контрольной работе это автомат QF2), при этом время срабатывания защиты при однофазном коротком замыкании у электроприемника не должно превышать 0,4 с. Для проверки условия срабатывания защиты ток однофазного короткого замыкания определяется приближенно по формуле:  где Uф – фазное напряжение сети, В; ZТ/3 – полное сопротивление понижающего трансформатора в режиме однофазного короткого замыкания на корпус (Ом), значения которого для распространенных трансформаторов КТП 10/0,4 кВ со схемой соединения обмоток Δ/Y0 приведены в табличных данных; Zп – полное сопротивление петли фаза-нуль линии до наиболее удаленной точки сети (Ом), определяемое по табличным данным. После определения тока однофазного короткого замыкания у удаленного электроприемника оценивается кратность этого тока к номинальному току теплового расцепителя автомата QF2 по следующему выражению:  Расчет тока при однофазном КЗ:
Ik > Iном.р. 7078,5 А.>2500 А Кратность тока больше кратности срабатывания электромагнитного расцепителя , значит условия срабатывания защиты выполняются, следовательно данные выбраны верно. Список литературы: Федоров А.А., Ристхейн Э.М. Электроснабжение промышленных предприятий Правила устройства электроустановок 7 издание. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок : учебное пособие / А.В. Кабышев, С.Г. Обухов. Томск: Изд-воТПУ, 2006 – 248 с. Б.И. Кудрин Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Интермет Инжиниринг, 2005 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: А.А. Федоров, Г.В. Сербиновский - М: Энергия, 1981 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Электрооборудование и автоматизация/под общ. Ред. А.А. Федоров и Г.В. Сербиновский- 2-е изд., перераб. и доп. - М: Энергоиздат, 1981 Задание и методические указания по выполнению курсовой работы для студентов заочного отделения Федоров А.А., Ристхейн Э.М. Электроснабжение промышленных предприятий | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||