Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Мая 2013 в 11:08, курсовая работа
В своем курсовом проекте произвела расчет и выбор аппаратов электроснабжения для сварочного участка. Он оборудован электроустановками: термическими, сварочными, вентиляционными, а также металлообрабатывающими станками. Транспортные операции осуществляются с помощью кран-балки, ленточных конвейеров. Участок имеет механическое, термическое отделение, сварочный пост, отделение импульсной наплавки, где размещено основное оборудование. ЭСН обеспечивается от цеховой трансформаторной подстанции 10/0,4 кВ, расположенной на расстоянии 50 м от здания участка. Электроприемники, обеспечивающие жизнедеятельность (вентиляционные установки, кондиционирование) относятся к 2 категории надежности ЭСН, а остальные - к 3. Грунт в районе цеха песок. Размер цеха А×В×Н=48×30×8.
Максимальный ток I, А | |
Максимальная расчетная мощность |
Smax, кВА |
Qmax, кВар | |
Рmax, кВт | |
Коэффициент максимума Kmax | |
|
Эффективное число электроприемников nэ | |
|
Средняя максимальная мощность за смену |
Σ Qсм |
|
Σ Рсм | |
|
Тригонометрическая функция cosφ/tgφ | |
Коэффициент использования Кис | |
|
Модуль силовой сборки m | |
Мощность при ПВ=100% |
ΣРном кВт |
Рном, кВт | |
Кол-во ЭП | |
Наименование узлов питания и групп ЭП | |
41,15 |
ЩР5 (ПР8501-073) |
128,74 |
565 | |||
27,16 |
84,97 |
372,9 | ||||
18,25 |
46,04 |
178,91 | ||||
20,11 |
71,42 |
327,2 | ||||
1,61 |
1,28 |
1,23 | ||||
15,3 |
- |
14,1 | ||||
16,59 |
4,05 |
5,4 |
41,85 |
55,68 |
178,91 | |
12,49 |
5,4 |
7,2 |
55,8 |
168,75 |
266,02 | |
0,8/0,75 |
0,8/0,75 |
0,95/0,33 |
||||
0,19 |
0,6 |
0,6 |
0,6 |
0,75 |
2,35 | |
m>3 |
m<3 |
|||||
66,5 |
45 |
48 |
93 |
225 |
555,25 | |
24,4 |
9 |
12 |
21 |
75 |
231,85 | |
7 |
5 |
4 |
9 |
3 |
42 | |
Всего |
Вентиляционные установки |
Кондиционеры |
Всего |
Электропечи сопротивления |
Итого |
2.2.3 Выбор трансформатора и КТП
Имея максимальную мощность после компенсации, определяем мощность трансформатора с учетом коэффициента загрузки по формуле, кВ×А
, |
(32) |
где S’max – максимальная компенсированная мощность, кВ.А;
βT – коэффициент загрузки, который зависит от категории электроприемников ([4], c.281 таблица 4.6)
Определяем мощность трансформатора с учетом коэффициента загрузки по формуле 32, кВ×А
βT = 0,75
С учетом мощности выбираем марку трансформатора
ТКЗ – 630/10 ∆Рм =7,3 кВт; Uкз=5,5% ([8], с.215, таблица 2.106).
Количество трансформаторов составило 2 мощностью 630 кВ×А
С учетом марки трансформатора выбираем тип подстанции
2КТП–630-81 ([2], таблица 9.12) с защитной аппаратурой на высокой и низкой стороне ([2], таблица 9.12) А3710Ф, А3720Ф, ПК – 10.
2.3 Расчет и выбор элементов электроснабжения
Определяем номинальные токи электроприемников Iном, на примере приемника 2 по формуле , А
, |
(33) |
где Рном-номинальная мощность электроприемника, кВт;
Uном-номинальное напряжение электроприемника, кВ;
h-коэффициент полезного действия электроприемника;
cosj-коэффициент мощности электроприемника.
После того как токи электроприемников определены, выбираем из ([5], таблица 1.3.7) сечения кабелей для прокладки в трубах.
2.3.1 Выбор
аппаратов защиты и проводов (кабелей)
на соответствие аппарату
Для примера рассчитаем сечение кабеля к электроприемнику №2, для чего определим ток по формуле 33
По найденному току выбираем пятижильный кабель АВВГ сечением 16 мм2; для прокладки провода в одной трубе Ду=50 мм.
Выбираем автоматические выключатели ВА51-31, устанавливаемые в шкафах серии ПР8501.
Номинальный
ток теплового расцепителя Iн.
, |
(34) |
где Кп – тепловой поправочный коэффициент по ([2], с.60) Кп = 1,25.
Пиковый ток рассчитываем по формуле, А
, |
(35) |
где КI – Коэффициент пускового тока, А.
Ток отсечки выбираем по условию, А
, |
(36) |
где Iпик – пиковый ток электроприемника, А;
Iср.отс– ток срабатывание отсечки принимаем ближайшее стандартное значение тока ([2], с.77), А.
Выбор автоматических выключателей показываем на примере приемника №2. Определяем пиковый ток сварочного полуавтомата по формуле 35
.
Принимаем ближайшее стандартное значение срабатывания тока отсечки Iс.о.=345,7.
Рассчитываем
номинальный ток теплового
.
Принимаем ближайшее стандартное значение тока расцепителя ([2], с.77) Iн.р.=50.
50>43,21.
345,7>129,64.
Так как условия 34, 36 выполнены, то автомат выбран верно. Аналогичным образом производим расчет автоматов для остальных приемников.
Выбор автомата на вводе в шкаф, аналогичен выше указанному. Различием является определение пускового тока.
Выбираем автомат для шкафа ШР1 по формуле, А
, (37)
где Imax –максимальный ток шкафа, А;
åIном – сумма номинальный токов приемников, А.
Рассмотрим определение пускового тока на примере ШР1.
По формуле 37 находим пусковой ток для шкафа
Iпуск1шк=46,8+48,57-16,19Í(46,
Пиковый ток рассчитываем по формуле, А
, |
(38) |
По формуле 38 находим пиковый ток для шкафа
Iпик1шк=1,25Í113,17=141,46.
По формуле 34 находим ток срабатывания теплового расцепителя для вводного автомата шкафа ШР1
.
Принимаем ближайшее стандартное значение тока теплового расцепителя Iн.р.=63А и устанавливаем автомат ВА51-31.
По найденному току выбираем кабель ВВГ сечением 16 мм2.
Данные выбора проводов и аппаратов защиты приводим в таблице 4
Таблица 4
Линии к ЭП, тип автомата |
Расчётный ток линии; А |
Номинальный ток расцепителя; А |
Ток мгновенного срабатывания отсечки; А |
Коэф КЗ |
Допустимая токовая нагрузка; А |
Марка и сечения кабеля; (мм2) | ||||||
Iном. |
Iпуск |
Iрасч.р |
Iном.р |
Iпик |
Iс.о. |
Кз |
Iрасч.теп. |
Iпров. | ||||
|
ЩР1 (ПР 8501-073) | ||||||||||||
5 ВА 51-31 |
16,19 |
48,56 |
20,23 |
25 |
60,7 |
202,3 |
1 |
25 |
29,4 |
АВВГ (5Í6) | ||
8 ВА 51-31 |
13,14 |
91,98 |
16,42 |
20 |
114,97 |
164,2 |
1 |
20 |
24,8 |
АВВГ (5Í4) | ||
9 ВА 51-31 |
4,92 |
29,5 |
6,15 |
16 |
36,88 |
61,5 |
1 |
16 |
17,5 |
АВВГ (5Í2,5) | ||
12 ВА 51-31 |
8,37 |
58,61 |
10,47 |
16 |
73,26 |
104,7 |
1 |
16 |
17,5 |
АВВГ (5Í2,5) | ||
Линия к ЩР1 |
46,8 |
113,17 |
58,5 |
63 |
141,46 |
585 |
1 |
63 |
75 |
ВВГ (4Í16) | ||
ЩР2 (ПР 8501-091) | ||||||||||||
1 ВА 52-31 |
41,32 |
123,96 |
51,65 |
63 |
154,95 |
516,5 |
1 |
63 |
69 |
АВВГ (5Í25) | ||
2 ВА 51-31 |
34,57 |
103,71 |
43,21 |
50 |
129,64 |
432,1 |
1 |
50 |
55,2 |
АВВГ (5Í16) | ||
4 ВА 51-31 |
20,51 |
143,56 |
25,64 |
31,5 |
179,45 |
256,4 |
1 |
31,5 |
38,6 |
АВВГ (5Í10) | ||
10 ВА 51-31 |
15,49 |
108,4 |
19,36 |
20 |
135,5 |
193,6 |
1 |
20 |
24,8 |
АВВГ (5Í6) | ||
Линия к ЩР2 |
92,3 |
201,77 |
115,38 |
125 |
252,2 |
1153,8 |
1 |
125 |
140 |
ВВГ (4Í50) | ||
ЩР3 (ПР 8501-067) | ||||||||||||
8 ВА 51-31 |
13,14 |
91,98 |
16,42 |
20 |
114,97 |
164,2 |
1 |
20 |
24,8 |
АВВГ (5Í6) | ||
9 ВА 51-31 |
4,92 |
29,5 |
6,15 |
16 |
36,88 |
61,5 |
1 |
16 |
17,5 |
АВВГ (5Í2,5) | ||
11 ВА 51-31 |
6,47 |
38,8 |
8,08 |
16 |
48,51 |
80,8 |
1 |
16 |
17,5 |
АВВГ (5Í2,5) | ||
12 ВА 51-31 |
8,37 |
58,61 |
10,47 |
16 |
73,26 |
104,7 |
1 |
16 |
17,5 |
АВВГ (5Í2,5) | ||
Линия к ЩР3 |
17,85 |
102,7 |
22,3 |
25 |
128,4 |
223 |
1 |
25 |
36 |
ВВГ (4Í6) | ||
ЩР4 (ПР 8501-067) | ||||||||||||
8 ВА 51-31 |
13,14 |
91,98 |
16,42 |
20 |
114,97 |
164,2 |
1 |
20 |
24,8 |
АВВГ (5Í6) | ||
9 ВА 51-31 |
4,92 |
29,5 |
6,15 |
16 |
36,88 |
61,5 |
1 |
16 |
17,5 |
АВВГ (5Í2,5) | ||
11 ВА 51-31 |
6,47 |
38,8 |
8,08 |
16 |
48,51 |
80,8 |
1 |
16 |
17,5 |
АВВГ (5Í2,5) | ||
12 ВА 51-31 |
8,37 |
58,61 |
10,47 |
16 |
73,26 |
104,7 |
1 |
16 |
17,5 |
АВВГ (5Í2,5) | ||
13 ВА 51-31 |
17,38 |
52,15 |
21,73 |
25 |
65,19 |
217,3 |
1 |
25 |
29,4 |
АВВГ (5Í4) | ||
14 ВА 51-31-1 |
32,8 |
98,4 |
41 |
50 |
123 |
410 |
1 |
50 |
55,2 |
АВВГ (5Í16) | ||
Линия к ЩР4 |
41,15 |
123,35 |
51,44 |
63 |
154,2 |
514,4 |
1 |
63 |
75 |
ВВГ (4Í16) | ||
ЩР5 (ПР 8501-073) | ||||||||||||
3 ВА 51-31 |
17,98 |
107,9 |
22,48 |
25 |
134,88 |
224,8 |
1 |
25 |
29,4 |
АВВГ (5Í6) | ||
6 ВА 51-31 |
23,44 |
164,07 |
29,3 |
31,5 |
205,08 |
293 |
1 |
31,5 |
38,6 |
АВВГ (5Í10) | ||
Линия к ЩР5 |
128,74 |
219,95 |
160,93 |
250 |
274,94 |
1609,3 |
1 |
250 |
270 |
ВВГ (4Í150) | ||
7 ВА 51-35 |
134,81 |
943,64 |
168,51 |
250 |
1179,55 |
1685,1 |
1 |
250 |
270 |
ВВГ (4Í150) | ||
2.3.2 Расчет и выбор питающей сети напряжением выше 1 кВ. Проверка
Расчет питающих сетей высокого напряжения сводится к определению токов.
Напряжение на стороне высокого напряжения трансформатора составляет 10кВ, подвод от ГПП до трансформатора осуществляется кабелем в земле.
Номинальный ток трансформатора на стороне высокого напряжения определяем по формуле, А.
(39)
где SТ - мощность трансформатора, кВ×А;
Uном - номинальное напряжение, В.
Номинальный ток трансформатора на стороне высокого напряжения определяем по формуле 39, А.
По номинальному току выбираем кабель от ГПП до трансформатора АСШв 4´50,0/10 ([4], таблица П 2.1).
Проверим сечение кабеля с алюминиевыми жилами по экономической плотности тока по формуле, мм2.
,
Проверим сечение кабеля с алюминиевыми жилами по экономической плотности тока по формуле 40, мм2.
Выбранный кабель АСШв 4´50,0 проходит.
Проверяем выбранное сечение кабеля по потере напряжения с учетом номинальной нагрузки трансформатора по формуле, В.
, (41)
где Iном - номинальный первичный ток трансформатора,×А;
l - длина кабельной линии, км;
r0- удельное активное сопротивление, Ом/км;
х0- удельное индуктивное сопротивление, Ом/км;
Проверяем выбранное сечение кабеля по потере напряжения с учетом номинальной нагрузки трансформатора по формуле 41, В.
Потеря напряжения составила 2,02 В, что меньше 5%Uном
2.4 Расчет токов короткого замыкания и проверка элементов сети
В электроустановках могут возникать различные виды коротких замыканий, сопровождающихся резкими бросками тока. Электрооборудование, устанавливаемое в системах электроснабжения должно выбираться с учетом этих токов.
2.4.1 Выбор точек и расчет токов КЗ
Поэтому рассчитаем их по схеме электроснабжения рисунок 2
ГПП 2КТП-630-81 0,4кВ
Рисунок 2
Рассчитаем сопротивление системы по формуле, Ом.
Рассчитаем сопротивление системы по формуле 42, Ом.
Для
расчета токов короткого
где хсис. - сопротивление системы (хсис= 0,32 Ом);
rк.в. – активное сопротивление линии высокого напряжения;
хк.в. – индуктивное сопротивление линии высокого напряжения.
Рисунок 3
Определяем активное сопротивление кабеля на высокой стороне по формуле, r0=0,64 Ом/км ([4], с.511);
Определяем активное сопротивление кабеля на высокой стороне по формуле 43
Определяем индуктивное сопротивление кабеля на высокой стороне по формуле, x0 =0,09 Ом/км ([4], с.513).
Определяем индуктивное сопротивление кабеля на высокой стороне по формуле 44
Определяем результирующее сопротивление линии в точке К1 по формуле, Ом
Определяем результирующее сопротивление линии в точке К1 по формуле 45, Ом
Определяем трёхфазный ток короткого замыкания в точке К1 по формуле, кА
где Uср.ном – номинальное напряжение линии + 5%, кВ
Определяем мгновенное значение ударного тока короткого замыкания с учётом ударного коэффициента Ку по формуле, кА
iу к1= Ку× Ö 2× I(3)к1
,
Находим ударный коэффициент по кривым ([5], рис.7.4) Ку=1,08.
iу к1= 1,08× Ö 2× 30,3=46,3
Для расчётов токов короткого замыкания в точке К2 составляем схему замещения рисунок 4
Информация о работе Электроснабжение промышленных предприятий