Курсовая по элктроснабжению группы цехов. В тех случаях, когда по какимлибо причинам ( например, в силу большой отдаленности станции друг от друга) совместная работа

Название	В тех случаях, когда по какимлибо причинам ( например, в силу большой отдаленности станции друг от друга) совместная работа
Анкор	Курсовая по элктроснабжению группы цехов
Дата	16.01.2023
Размер	134.22 Kb.
Формат файла
Имя файла	kursach.docx
Тип	Документы #889451
страница	3 из 5

1 2 3 4 5

Кз =Sм/Sн=296/(3·160)=0,61

∆Р'₂=3·0,46+0,12·3·3,84+0,61²·(3·2,65+0,12·3·7,2)= 6,68кВт

∆W_R1=∆Р'₁·Тв=6,1·3200=19520 кВт*ч

∆W_R2=∆Р'₂·Тв=6,68·3200=21384,5кВт*ч

С₁=с·∆W_R1=2,5·19520=48800 руб.

С₂=с·∆W_R2=2,5·21384,5=53461,4 руб.

К₁=1,23·Стр₁=1,23·1100000=1353000 руб.

К₂=1,23·Стр₂=1,23·550000·3=2029500 руб.

Берется вариант с меньшим С и меньшим К, т.е. выбираем 1–й вариант трансформатор типа ТМ 400/10.

Трансформатор силовой трехфазный с естественной циркуляцией масла номинальной мощностью 400 кВА напряжением с высокой стороны 10кВ.
2.3. Расчет силовой сети.

В расчет силовой сети входят:

-Выбор марки и сечения кабеля от заводской подстанции до цеховой с проверкой на нагрев и потерю напряжения.

-Выбор марки и сечения кабелей или шинопроводов по цеху с проверкой на нагрев и потерю напряжения.

Для выбора кабеля с высокой стороны (от заводской подстанции до цеховой) определяется номинальный рабочий ток цехового трансформатора:

Iр=Sн/(√3·Uвн) [А] (23)
где: Sн- номинальная мощность выбранного трансформатора [кВА]

Uвн-напряжение трансформатора с высокой стороны [кВ]
Затем определяется экономическое сечение кабеля по формуле:

Sэк=Iр/jэк [мм²] (24)
где: jэк-экономическая плотность тока[А/мм²].

Берется из таблиц по числу часов использования максимума нагрузки Тм, которое дается в задании: Для алюминиевого кабеля при:

Тм=1000-3000 jэк=1,6 А/мм²

Тм=3000-5000 jэк=1,4 А/мм²

Тм=5000 и выше jэк=1,2 А/мм²

В зависимости от условий прокладки (обычно в земле) выбирается марка кабеля.

По Sэк выбирается ближайшее стандартное сечение и выбранное сечение проверяется на нагрев и потерю напряжения.

По нагреву должно соблюдаться условие:

Iр≤Iдоп

где: Iдоп- допустимый ток [A]
Потерю напряжения в кабеле находим по формуле:

∆U%=√3·100·Iр·ℓ/Uн·(r_о·cosφ+х_о·sinφ) [%] (25)
где: Iр- расчетный ток.

ℓ- длина линии [км]

Uн- номинальное напряжение [В]

r_ои х_о- из таблицы или конспекта в зависимости от сечения

cosφ- коэффициент мощности цеха (или линии). Определяется из таблицы 2 графа7
Должно соблюдаться условие:

∆U%≤∆U%доп
Экономическое сечение кабелей или шинопроводов по цеху определяем по формуле:

Sэк=Iм/(1,4·jэк) [мм²]

где: Iм- максимальный ток данной линии.

Таблица 2 графа15.

Выбирается ближайшее стандартное сечение и выбранное сечение проверяется на нагрев и потерю напряжения, для чего находим r_о, х_о и ℓ каждой линии. ℓ- определяем по плану цеха. Масштаб 1:200. Данные по кабелям и шинам сводим в таблицу 4.

Расчет

Определяем номинальный ток цехового трансформатора:

Iр=Sн/(√3·Uвн)=400/(1,73·10)=23,1А

Определяем экономическое сечение кабеля:

Sэк=Iр/jэк=23,1/1,4=16,5мм²

Sст=16мм²Iдоп=75А

Iр≤Iдоп

23,1А≤75А- условие выполняется

∆U%=√3·100·Iр·ℓ/Uн·(r_о·cosφ+х_о·sinφ)= 1,73·100·23,1·0,7/10000··(2,08·0,55+0,07·0,82)=0, 99%

∆U%≤∆U%доп

0,99%<5%- условие выполняется

Выбираем кабель марки АСБ 3·16, проложенный в земле.

Питающая линия 1(шинопровод)

Sэк=Iм/(1,4·jэк)=110,2/(1,4·1,4)=56,2мм²

Sст=15·3=45мм² Iдоп=165А

Iр≤Iдоп

110,2<165А- условие выполняется
∆U%=√3·100·Iр·ℓ/Uн·(r_о·cosφ+х_о·sinφ)= 1,73·100·110,2·0,03/380·(0,475·0,61+0,2·0,78)=0,66%

∆U%≤∆U%доп

0,66%<5%- условие выполняется
Выбираем шинопровод марки ШМА 15·3, проложенный в воздухе.

Питающая линия 2 (шинопровод)
Sэк=Iм/(1,4·jэк)=382,8/(1,4·1,4)=195,3мм²

Iдоп=480А

Iр≤Iдоп

382,8А<480А- условие выполняется

∆U%=√3·100·Iр·ℓ/Uн·(r_о·cosφ+х_о·sinφ)= 1,73·100·382,8·0,042/380·(0,222·0,51+0,17·0,85)=1,88%

∆U%≤∆U%доп

1,88%<5%- условие выполняется
Выбираем шинопровод марки ШМА 40·4, проложенный в воздухе.

Питающая линия 3 (РП1)
Sэк=Iм/(1,4·jэк)=16/(1,4·1,4)=8,1мм²

Iдоп=38А

Iр≤Iдоп Sст=4мм

16А<38А- условие выполняется

∆U%=√3·100·Iр·ℓ/Uн·(r_о·cosφ+х_о·sinφ)= 1,73·100·16·0,008/380·(8,35·0,8+0,1·0,58)=0,39%

∆U%≤∆U%доп

0,39%<5%- условие выполняется

Выбираем кабель АВВГ 4х4мм
Таблица 4 Расчет кабелей

Наименование	Марка	Sэк мм²	Sст мм²	Iр А	Доп.ток		r_о Ом/км	х_о Ом/км	ℓ км
Наименование	Марка	Sэк мм²	Sст мм²	Iр А	з	в	r_о Ом/км	х_о Ом/км	ℓ км
От зав. до цех.	АСБ	16,5	16	23,1	75	─	2,08	0,07	0,7
Линия 1	ШМА	56,2	45	110,2	─	165	0,475	0,2	0,03
Линия 2	ШМА	195,3	160	382,8	─	480	0,222	0,17	0,042
Линия 3	АВВГ	8,1	16	16	─	38	8,35	0,1	0,008

2.4. Расчет ответвлений к станкам.

Рассчитываем ответвление к самому дальнему станку (имеется в виду путь тока). Для этого находим расчетный ток двигателя:

Iр=Р/(√3·Uн·cosφ·ŋ_ДВ) [A] (26)
где: Р- мощность двигателя [Вт]

Uн- номинальное напряжение.

Cosφ, ŋ_ДВ- коэффициент мощности и КПД в зависимости от мощности двигателя. Берем для ср. скорости 1500об/мин из таблицы.

Для данного тока по условиям нагрева выбираем стандартное сечение провода или кабеля для прокладки в трубе. Выбранное сечение проверяем на нагрев и на потерю напряжения, для чего находим r_o и х_о, длину ответвления ℓ. Далее для других станков и механизмов составляем таблицу.

Затем проверяем суммарную потерю напряжения в сети низкого напряжения от цеховой подстанции до самого удаленного электродвигателя.

Должно соблюдаться условие:

∑∆U%≤∆U%доп

т.е. ∆U%линии+∆U%ответвл.≤ ∆U%доп

Расчет

Расчет ответвления к самому дальнему станку: №37.

Iм=Р/(√3·Uн·cosφ·ŋ_ДВ)=3000/(1,73·380·0,65·0,8)=6,7А

Sэк=Iм/(1,4·jэк)=6,7/(1,4·1,4)=3,4мм²

Sст=4мм² Iдоп=27А

Iр≤Iдоп

6,7А≤27А- условие выполняется.
∆U%линии=√3·100·Iр·ℓ/Uн·(r_о·cosφ+х_о·sinφ)=1,73·100·6,7·0,042/380·(0,222·0,83+0,17·0,56)= 0,03%

∆U%ответвл=√3·100·Iр·ℓ/Uн·(r_о·cosφ+х_о·sinφ)= 1,73·100·6,7·0,006/380·(8,35·0,83+0,1·0,49)=0,12%

∆U%линии+∆U%ответвл.≤ ∆U%доп

0,03%+0,12%≤5%

0,15%<5%- условие выполняется.

Затем рассчитываем ответвления к остальным станкам:

№21,№1

Iм=Р/(√3·Uн·cosφ·ŋ_ДВ)=36/(1,73·0,38·0,9·0,91)=66,86А

Sэк=Iм/(1,4·jэк)=66,86/(1,4·1,4)=34,11мм²

Sст=25мм² Iдоп=75А

№2,№3,№22,№23 Iм=Р/(√3·Uнvcosφ·ŋ_ДВ)=3,2/(1,73·0,38·0,84·0,84)=6,89А

Sэк=Iм/(1,4·jэк)=6,89/(1,4·1,4)=3,5мм²

Sст=4мм² Iдоп=27А

№6,№28

Iм=Р/(√3·Uн·cosφ·ŋ_ДВ)=2/(1,73·0,38·0,83·0,8)=2,9А

Sэк=Iм/(1,4·jэк)=2,9/(1,4·1,4)=1,49мм²

Sст=4мм² Iдоп=27А

№7,№8,№26,№27

Iм=Р/(√3·Uн·cosφ·ŋ_ДВ)=2,2/(1,73·0,38·0,83·0,8)=5,03А

Sэк=Iм/(1,4·jэк)=5,03/(1,4·1,4)=2,57мм²

Sст=4мм² Iдоп=27А

№9,№10,№29,№30

Iм=Р/(√3·Uн·cosφ·ŋ_ДВ)=10/(1,73·0,38·0,87·0,875)=19,98А

Sэк=Iм/(1,4·jэк)= 19,98/(1,4·1,4)=10,1мм²

Sст=4мм² Iдоп=27А

№11,№12,№13,№14

Iм=Р/(√3·Uн·cosφ·ŋ_ДВ)=13/(1,73·0,38·0,89·0,88)=25,2А

Sэк=Iм/(1,4·jэк)=25,2/(1,4·1,4)=12,8мм²

Sст=4мм² Iдоп=27А

№15..№20

№33...№37

Iм=Р/(√3·Uн·cosφ·ŋ_ДВ)=30/(1,73·0,38·0,82·0,83)=6,7А

Sэк=Iм/(1,4·jэк)=6,7/(1,4·1,4)=3,4мм²

Sст=4мм² Iдоп=27А

№24,№25

Iм=Р/(√3·Uн·cosφ·ŋ_ДВ)=7/(1,73·0,38·0,86·0,875)=14,15А

Sэк=Iм/(1,4·jэк)=14,45/(1,4·1,4)=7,2мм²

Sст=4мм² Iдоп=27А

№31,№32

Iм=Р/(√3·Uн·cosφ·ŋ_ДВ)=10/(1,73·0,38·0,87·0,875)=19,9А

Sэк=Iм/(1,4·jэк)=19,9/(1,4·1,2)=10,1мм²

Sст=4мм² Iдоп=27А

№38,№39,№40

Iм=Р/(√3·Uн·cosφ·ŋ_ДВ)=75 /(1,73·0,38·0,9·0,93)=136,3А

Sэк=Iм/(1,4·jэк)=136,3/(1,4·1,4)=69,5мм²

Sст=70мм² Iдоп=140А

№41

Iм=Р/(√3·Uн·cosφ·ŋ_ДВ)=5 /(1,73·0,38·0,86·0,855)=10,34А

Sэк=Iм/(1,4·jэк)=10,34 /(1,4·1,4)=5,2 мм²

Sст=4мм² Iдоп=27А
№ 42,№43

Iм=Р/(√3·Uн·cosφ·ŋ_ДВ)=4,5 /(1,73·0,38·0,86·0,855)=9,3 А

Sэк=Iм/(1,4·jэк)=9,3/(1,4·1,4)=4,7мм²

Sст=4мм² Iдоп=27А

Выбор предохранителей.
№1,№21

Iр=Iн=66,86А

Iп=7·Iн=7·66,86=468А

Iвс=Iп/2,5=468/2.5=187,2А

№2 ,№3,№22,№23

Iн=6,89А

Iп=7·6,89=48,2А

Iвс=48,2/2,5=19,2А

№6,№28

Iн=2,9А

Iп=7·2,9=20,3А

Iвс=20,3/2,5=8,1А

№7,№8,№26,№27

Iн=5А

Iп=7·5=35А

Iвс=35/2,5=14А

№9,№10,№29,№30

Iн=19,98А

Iп=7·19,9=139,3А

Iвс=139,3/2,5=55,72А

№11,№12,№13,№14

Iн=25,2

Iп=7·25,2=176,4А

Iвс=176,4/2,5=70,56А

№15..№20

№33...№37

Iн=6,7А

Iп=7·6,7=46,9А

Iвс=46,9/2,5=18,76А

№24,№25

Iн=14,15А

Iп=7·14,15=99А

Iвс=99/2,5=39,6А

№31,№32

Iн=19,9А

Iп=7·19,9=139,3А

Iвс=139,3/2,5=55,7А

№38,№39,№40

Iн=136,3А

Iп=7·136,3=954,1А

Iвс=954,1/2,5=381,64А

№41

Iн=10,34А

Iп=7·10,34=72,38А

Iвс=72,38/2,5=28,95А

№42,№43

Iн=9,3А

Iп=7·9,3=65,1

Iвс=65,1/2,5=26А

Магнитные пускатели для каждого двигателя рассчитываем по расчетному току двигателя. Выбранный пускатель заносим в таблицу 5.
Для выбора автоматов пользуемся формулой:

Iрасц=1,25·Iп
№1,№21 Iрасц=1,25·Iп=1,25·468=585А

№2,№3,№22,№23 Iрасц=1,25·48,2=60,25А

№ 6,№28 Iрасц=1,25·20,3=25,3А

№7,№8,№26,№28 Iрасц=1,25·35=43,7А

№9,№10,№29,№30 Iрасц=1,25·139,3=174,1А

№31,№32 Iрасц=1,25·139,3=174,1А

№11,№12,№13,№ 14 Iрасц=1,25·176,4=220,5А

№15..№20

№33..№ 37 I расц=1,25·46,9=58,6А

№24,№25 Iрасц=1,25·99=123,75А

№38,№39,№40 Iрасц=1,25·954,1=1192,6А

№41 Iрасц=1,25·72,38=90,4А

№42,№43 Iрасц=1,25·65,1=81,3А

2.5. Расчет токов короткого замыкания.

Sс= 190МВА

Х_*С=1,4

Sтр=6.3МВА
Uкз%=10,5%

ℓ

=0,7км
Х_О=0,07Ом/км
R_o=2.08 Ом/км

Sтр=400кВА
∆Рм=5,5кВт
Uкз%=4,5%

Расчет токов К.З. производится для выбора аппаратов и проводников. Для расчета токов К.З. на однолинейной схеме электроснабжения выбираются точки К.З. с таким расчетом, чтобы по величинам токов К.З. можно было выбрать и проверить всю аппаратуру с высокой и низкой стороны.

Расчет токов К.З. ведем в последовательности:

Вычерчиваем схему замещения с указанием точек К.З. На схеме обозначаем все активные и индуктивные сопротивления отдельных элементов.
Задаемся базисной мощностью. Если дана мощность системы, то за базисное напряжение принимается напряжение той ступени, где находится напряжение увеличенное на 5%.
Находим отдельные сопротивления, в отдельных единицах, приведенных к базисной мощности по формулам:
Сопротивление кабельных и воздушных линий:

х=х_о·ℓ·Sб/Uб² (27)

r=r_o·Sб/Uб² (28)

где: х_о и r_о- из таблицы 4 [Ом/км]

ℓ-длина линии [км]

Sб-базисная мощность [МВА]

Uб- базисное напряжение [кВ]

Сопротивление заводских трансформаторов и цеховых мощностью 630кВА и более (когда не учитывается):

х= х=Uк.з.%/100*Sб/Sн

где: Uк.з.%- из каталога в зависимости от мощности трансформатора.

Sн- номинальная мощность трансформатора [МВА]

Сопротивление цеховых мощностью меньше 630кВА.

х=√ (Uк.з.²-r_*²)* Sб/ Sн (30)

где: Uк.з.= Uк.з.%/100

r_*=∆Рм/ Sн

где: ∆Рм- потери в меди трансформатора [кВА]

Sн- номинальная мощность тр-ра [кВА]

r=r_*· Sб/ Sн

Определяем базисный ток (для каждой точки К.З.)

Iб= Sб/(√3·Uб) [кА] (31)

Определяем результирующее сопротивление до каждой точки К.З. При этом активные и индуктивные сопротивления суммируем отдельно:

Если ∑r<∑x/3- то ∑r не учитывается.

Если ∑r>∑x/3- то ∑r учитывается и тогда определяется полное сопротивление:

Z=√ ∑х²+ ∑r² [Ом] (32)

Находим токи и мощность К.З. для каждой точки.
Начальное значение тока К.З:

I"=Iб/ ∑хили I"=Iб/ Z [кА] (33)

б) Ударный ток:

i_УД=Куд·√2· I" [кА] (34)

в) Действующее значение ударного тока:

Iуд= I"·√1+2·(Куд-1)² [кА] (35)

Значение ударного коэффициента Куд принимается:

На шинах электростанций - 1,9

На установках выше 1000В

(когда r не учитывается) - 1,8

На установках выше 1000В

(когда r учитывается) - по графику в зависимости r/х

в пределах - 1,3-1,8

На низшей стороне трансформатора:

1 2 3 4 5