ЭСН и ЭО автоматизированного цеха

 

Qкр. = α Рм (tgφ – tgφк) = 0,9× 247,4 (1,08 –(- 0,38)) = 325 кВар

После определения Qк выбираем необходимый косинусный конденсатор в трехфазном исполнении

Выбрали  конденсатор

2*КМ-0,38-450

Таблица 6. Параметры конденсатора

Тип	Номинальное напряжение, кВ	Номинальная мощность, кВар
КМ-0,38-450	0,38	3×150

 

2.3. Расчет и  выбор элементов электроснабжения

2.3.1 Выбор аппаратов  защиты и распределительных устройств

Требуется: составить расчетную схему электроснабжения; рассчитать и выбрать аппарат защиты; рассчитать и выбрать кабельную линию электроснабжения.

 

Ток в линии составит:

Iт = Sт ×  Vн = А.

Iн.а .≥ Iн.р.;

Iн.р. ≥ Iт =А.

Номинальный ток расципителя

Iн.р.≥1,25=А

Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

Выбран автоматический выключатель

44*ВА 51Г-31

 

Vн.а., В.	Iн.а., А.	Iн.р., А.	Iу(п), А.	Iу(кз), А.	Iоткл, В.×А.
380	100	80 ,100	1,35	3, 7, 10	1

Таблица 7.  Технические характеристики автомата ВА 51Г-31 

 

Выбор распределительных пунктов производится на основании и количестве подключаемых электрических потребителей и значении расчётной нагрузки

Выбран распределительный пункт

ПР85-3-001-21-УЗ

         Таблица 8. Выбран распределительный пункт.

Номер схемы	Iн А	IP21	IP54
1	160	120	120

 

2.3.2 Выбор линий  электроснабжения

Составляем расчётную схему ЭСН для приёмника, подключенного к ШМА. Этот электроприемника – Анодно-Механические станки

Рн = кВт.

сosφ=

ή=

3- фазный ДР

 

На схему наносим известные данные

Рассчитываем и выбираем АЗ типа ВА

Im= Sт/ Vн =

Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

Iн.а .≥ Iн.р.;

Iн.р. ≥ Iт = А.

Так как на ШМА количество ЭД более 2, а наибольшим по мощности является краны мостовые, то:

Iн.нб=Pн/ Vн cosφ × ή = А.

Номинальный ток расцепителя:

 

Iн.р ≥ 1,25 Iд = А.

 

Принимается I н.р =  А

 

По таблице для прокладки в помещении с нормальной зоной опасности при отсутствии механических повреждений выбирается кабель марки АВВГ

АВВГ 2* (2* 19)

Сечение провода 2,5мм

Выбираем Шинопровод ШТА -76 -100-38-УЗ

 

 

 

2.4.  Расчёт токов  короткого замыкания 

2.4.1. Выбор точек и расчёт короткого замыкания

 

Составляем расчётную схему и схему замещения, намечаем токи короткого замыкания

 

Рисунок 2. радиальная схема

 

 

 

 

 

Рисунок 3. Схема замещения

 

Сопротивление приводится к НН:

 

Rc= Rc = мОм.

Хc= Хc = мОм.

 

Для трансформатора:

 

Rт = мОм.

 

Хт = мОм.

 

Zт = мОм.

 

Для автоматов:

R1sf =мОм.

Rn1sf =мОм.

X1sf =мОм.

 

Для кабелей:

Х0=

R0 =   

 

Так как в схеме 3 параллельных кабеля то :

= мОм .                                                                                                               

Rкл1=мОм.                                                                                                                 Xкл1= мОм.                                                                                                                

Для шинопровода  ШРМ -75-250-38-УЗ:

=

=

Rш=

Xш=

Для ступеней распределения:

Rcl=

Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между токами КЗ

Rэ1= Rc+Rt+R1sf+ Rn1sf+ Rcl= мОм.

 

Хэ1= Xc + Xt+ X1sf = мОм.

 

Rэ2= R1sf+ Rn1sf+ RклI+ Rш+ Rc= мОм.

 

Хэ2= X1sf+ XклI+Xш= мОм.

 

Rэ3= R1sf+ Rn1sf+ RклI=1,3+0,75+0,42=2,5 мОм.

 

 

Хэ3= X1sf+ XклI=мОм.

 

Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ:

 

Rк1= Rэ1=мОм.

 

Xк1= Хэ1 =105,1 мОм.

 

Zк1= = мОм.

 

Rк2= Rэ1+ Rэ2= мОм.

 

Хк2= Хэ1+ Хэ2=мОм.

 

Zк2= =Место для формулы.мОм.

 

Rк3= Rк2+Rэ3=мОм.

 

Хк3=Хк2+ Хэ3=мОм.

 

Zк3= =Место для формулы.мОм.

 

 

= =

 

= =0.5

 

= =0.5

Определяем коэффициенты Ку и q:

Ку1= F = F

 

Ку2= F = F(

 

Ку3= F = F(

 

q1= =

 

q2=q3=

 

Определяются 3-фазные токи КЗ:

 

Iк1 = кА.

 

Iк2 = кА.

 

Iк3 = кА.

 

Iук1 = q1 Iк1 =кА.

 

Iук2 = q2 Iк2 =0,9 кА.

.

Iук3= q3 Iк3 =0,9 кА.

 

 

iук1 = Ку1 Iк1=1,41 1,0 1,6 = 2,5 кА.

iук 2 = Ку2 Iк2=1,41 1,0 0,9 =1,2 кА.

 

iук3 = Ку3 Iк3=1,41 1,0 0,9 =1,2 кА.

 

Составляем расчётную схему и схему замещения, намечаем токи короткого замыкания

       Таблица 9.  Сводная ведомость токов Кз:

Точка КЗ	Rк мОм	Хк мОм	Zк мОм	Rк/Хк	Ку	q	Iк кА	iу.кА	I кА
К1
К2
К3

 

2.4.2 Проверка элементов  по токам короткого замыкания

 

Согласно условиям по токам КЗ АЗ проверяют:

1. На надёжность срабатывания:

 

1SF : Iк1 ≥ 3 Iн.р. (1SF) = кА.

SF1 : Iк2 ≥ 3 Iн.р. (SF1) = кА.

SF : Iк3 ≥ 3 Iн.р. (SF) = кА.

 

Надёжность срабатывания автоматов обеспечена;

 

2. На отключающуюся способность:

 

1SF: Iоткл(1SF) ≥ =

SF1: Iоткл(SF1) ≥ = 1 < 1,41 0,9

SF: Iоткл(SF) ≥ = 1 < 1,41

 

Автомат при КЗ отключается не разрушаясь

 

3. На отстройку от пусковых токов. Учтено при выборе К0 для Iу (кз) каждого автомата:

 

Iу(кз) ≥ Iп (для ЭД);

Iу(кз) ≥ Iпик (для РУ);

 

Согласно условиям проводники проверяются:

 

4. На термическою стойкость

 

Кл (ШНН – ШРА) : Sкл1.тс

Sкл1.тс = aIк2 = 

 

По таблице = 3,5 с.

 

По термической стойкости кабельные линии удовлетворяют.

 

5. На соответствие выбранному аппарату защиты:

 

 

 

Учётно при выборе сечения проводника

Iдоп > ЛзшIу(п)

Согласно условию шинопровод проверяют:

6)   на диамитрическую  стойкость:

Σш. доп ≥ Σш

Для медных шин Σдоп = 7 Н/

Σш =Ммаx/W = 5150/5,3= 972 Н/

Ммаx = 0,125 Fм1 = 0,125 137,3 = 5150 Н см.

Шинопровод динамически устойчив.

7. на термическую стойкость:

 

Sш ≥ Sш.тс

 

Sш = bh =

 

Sш.тс = aIк2   = 

 

Sш Sш.тс ( ).

 

Шинопровод термически устойчив. Следовательно он выдержит кратковременный нагрев при КЗ до 200

 

 

3. Определяем потери напряжения для кабелей

Определяем потери в трансформаторах:

а) Реактивные потери холостого хода

Qxx= Sнт ixx/100 = кВар.

б) Реактивные потери короткого замыкания

Qкз= Sнт Uкз/100 =кВар.

Где: i- ток холостого хода в %

       U- напряжение короткого замыкания в %

в) Приведённые потери холостого хода

∆P’хх=Pхх+Кэк Pкз = кВт.

Где: Кэк=0,05 – 0,07 кВт/кВар – экономический эквивалент;

        Pхх- потери холостого хода, кВт;

        Pкз- потери короткого замыкания.

Определяем полные потери мощности в трансформаторах:

∆Pт = n (∆P’хх+ ∆Pкз)= кВт.

Где: n- число трансформаторов;

       Кз- коэффициент  загрузки трансформатора.

Определяем потери в линиях:

 

 

∆Pл = L ∆p n = кВт.

Где: ∆p –потери в кабеле на 1км длины;

        L – длина кабельной линии;

        n- число трансформаторов

        Кз  –коифециент загрузки 

Кз=Ip/Iдоп =

Где: Ip – расчётный ток;

Iдоп – длительно-допустимый ток для данного сечения

Определяем суммарные потери:

Ʃ∆P = ∆Pт + ∆Pл = кВт.

 

2.5  Расчет заземления.

 

Расчет заземления устройств производится с учетом естественных заземлений  производится в следующей последовательности:

а) определяем необходимое допустимое сопротивление заземляющего устройства: R3 = U3/l3= 125/36 = 4 Us = 125

b) - напряжение на заземлителе, если заземляющее устройство одновременно используют для электрических у ставок до и выше

1000В. L = Цн.в(351каб + 1воз)/350 = 400(35 ×1+ 4)/350 = 36 

Uh.b - напряжение в кВ. 1Каб — длинна кабельной линии в км.

 1Воз - длина воздушной линии в км. Определяем расчетное удельное сопротивление грунта:  р = риз - = 700 -2,4= 1680 риз - измеренное сопротивление грунта; \|/ - коэффициент повышения.

c) - Определяем сопротивление одиночного электрода, для электрода из угловой стали 50-50-5 длинной 2,5 м. Ro - 0,0034р = 0,0034 × 1680 = 5,7

d) - Определяем сопротивление искусственных электродов с учетом естественных: Rh = Re × R3/Re -Rs = 4-4/4-4 = 2 Определяем число заземлителей: n = R0/R3 = 5.7/4 = 2

Определяем сопротивление искусственных заземлителей с учетом коэффициента экранирования: Rm = Ro/n = 5,7/2 × 0,8 = 1,67 п – число заземлителей.

2.6 Расчет молнии защиты.

 

Все здания и сооружения по выполнению Молниезащита подразделяются на 3 категории. Молнии защита зданий и сооружений 2 категории выполняется отдельно стоящими стержневыми и тросовыми молниеотводами.

Порядок расчета стержневой Молниезащита

Определяем импульсное напряжение в точке, которая расположена на уровне высоты защищаемого объекта:

Umax = W2[Rh + Vr2h + р] = в.

 Rh - 10 Ом - импульсное сопротивление заземлителя;

1ш- 150 кА - максимальный ток  молнии;

1 - высота рассматриваемой  точки молниеотвода над уровнем земли. Определяем расстояние по воздуху от молниеотвода до здания:

 1в = Umax/Евоз = 1 кА. Евоз = 500 кВ/м.

 Определяем радиус  защиты: