Проектирование схем электроснабжения механического цеха серийного производства

Электроприёмники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания, при отключении одного из них переключение на резервный должно осуществляться автоматически.

Электроприёмники второй категории рекомендуется обеспечивать от двух независимых источников питания, переключение можно осуществлять не автоматически.

Электроснабжение электроприёмников третьей категории может выполняться от одного источника при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта и замены поврежденного оборудования, не превышают одних суток.

Т.коборудование относится к II и III категории надежности, то ТП должна быть 2-х трансформаторной, а между секциями низкого напряжения устанавливается устройство АВР. Такой выбор схемы позволяет уравнять нагрузки на секциях и сформировать схему электроснабжения.

Т.к. трансформаторы должны быть одинаковы, нагрузка всех электроприемников распределяется по секциям ШМА1 и ШМА2 одинаково.

 

Таблица 4. Распределение нагрузки по секциям, кВт.

1-я секция		2-я секция
ШМА1 РП 1	288,4 3,4	279,5 20,86 3,4	ШМА2 ЩО РП2
Итого	291,8	303,8

Рис 3.Распределение нагрузки по секциям

 

Определяем потери мощности в трансформаторе.

3,24 кВт

16,2 кВАр

 

 

 

 

 

Расчет и выборкомпенсирующего устройства.

 

 

 

 

Так как <, то выбираем компенсирующее устройство.

 

 

 

 

Выбираем компенсирующее устройство УК-0,38-75УЗ, с двумя трансформаторами ТМ - 250/10/0,4

 

Расчет и выбор аппаратов защиты и линий электроснабжения.

Для выбора аппарата защиты нужно знать ток в линии, где он установлен и число его фаз. Проведем расчет для выбора аппаратов защиты на линии электроснабжения,рассчитываем линию Т1 ШНН, 1SFлиния без электродвигателя.

- сразу  после трансформатора

где: Sт – номинальная мощность трансформатора, кВ∙А;

Vн.т – номинальное напряжение трансформатора, кВ. Принимается Vн.т = 0,4 кВ.

Выбираем А3730

IНА=400 А

 

Для линии Т2 ШНН, 2SFлиния без электродвигателя выбираем автомат защиты той же марки т.е. А3730

Определим ток в линии ШНН-ШМА1, линия с несколькими ЭД:

- линия к РУ

где: Sм.РУ — максимальная расчетная мощность РУ, кВ∙А;

Vн.РУ— номинальное напряжение РУ, кВ.

Принимается Vн.РУ = 0,38 кВ.

Iн.а≥Iн.р

Iн.р≥1,25·Iм = 1,25·212,7 = 265,87А.

Выбираем автомат А3730.

IНА=400 А

Аналогично выбираются автоматы для ШМА2, РП1, РП2, ЩО и сводятся в таблицу 5.

 

Таблица 5. Марки автоматов защиты.

электропотребитель	наименование автомата	IНА,А
T1 – ШНН, 1SF без ЭД	а3730	400
ШНН – ШМА1, с группой ЭД	а3730	400
РП1	АЕ2030	25
Т2 – ШНН, 2SF , без ЭД	а3730	400
ШНН – ШМА2, с группой ЭД	а3730	400
РП2	АЕ2030	25
ЩО	а3160	50

 

Выбор кабельных линий и проводников.

Проводники для линий ЭСН выбираются с учетом соответствия аппарату защиты согласно условиям:

Iдоп≥ Кзщ∙Iу(п)

- для линии, защищенной автоматом с комбинированным расцепителем;

где: Iдоп- допустимый ток проводника, А;

Кзщ- коэффициент защиты.

Принимают Кзщ = 1,25 - для взрыво- и пожароопасных помещений;

Кзщ = 1 - для нормальных (неопасных) помещений;

Кзщ = 0,33 - для предохранителей без тепловых реле в линии.

По типу проводника, числу фаз и условию выбора формируется окончательно марка аппарата защиты.

 

Проведем расчет линии с выключателем 1SF

 

Для прокладки в помещении с нормальной зоной опасности и отсутствии механических повреждений выбираем по справочнику кабель АВВВ - 3×95

Iдоп=3×185=555 А

 

Аналогично проводится расчет для всех электроприемников. Результаты сведены в таблицу 6.

 

Таблица 6. Марки кабелей

электропотребитель	марка кабеля	Iдоп,А
T1 – ШНН, 1SF без ЭД	АВВВ - 3×185	400
ШНН – ШМА1, с группой ЭД	АВВВ - 3×185	400
РП1	АВВВ - 3×2,5	25
Т2 – ШНН, 2SF , без ЭД	АВВВ - 3×185	400
ШНН – ШМА2, с группой ЭД	АВВВ - 3×185	400
РП2	АВВВ - 3×2,5	25
ЩО	АВВВ - 3×10	50

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет токов короткого замыкания.

Рассчитать токи короткого замыкания(КЗ) — это значит:

– по расчетной схеме составить схему замещения, выбрать точки КЗ;

– рассчитать сопротивления;

– определить в каждой выбранной точке 3-фазные, 2-фазные и 1-фазные токи КЗ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                  К1

 

 

 

 

 

 

 

Выбираем трансформатор 2*ТДН-16000/110

Uвн=115 кВ

Uнн=11 кВ

Uк%=10,5%

РПН  ±9*1,78%

U=10 кВ

 

Определяем номинальный ток трансформатора

 

 

 

Выбираем выключатель BB/TEL – 10 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наибольший пик В=32

 

 

 

Расчет токов короткого замыкания на стороне 10 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбираем выключатель BB/TEL – 10 кВ.

Uн=10 В, Iном=630 А, Iном отк=12,5 А

 

Iпо=1,8 А<Iном ОТК=12,5 А

Наибольший пик В=32

 

 

Расчет заземляющего устройства электроустановок

Расчет производим по следующим данным

А×В=48×32м

Uлэп=10 кВ

Lлэп(кл)=12км

Uн=0,4кВ

ρ=40 Ом*м (глина)

t=0,7 м

Климатический район-3

Вертикальный электрод-уголок (50×50), LВ=3м

Вид ЗУ - контурное

Горизонтальный электрод- полоса (40×4мм)

Где А, B - ширина и длина объекта, м.

Uлэп- напряжение внешней линии, кВ.

Lлэп(кл)-длина линии, м.

ρ- удельное сопротивление грунта, Ом*м.

1.Определяем расчетное сопротивление  одного вертикального электрода 

rв= 0,3ρрКсез.в.=0,3*40*1,5=18 Ом

где:  ρр — расчетное удельное сопротивление грунта Ом ∙ м;

Ксез — коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта.

2. Определяем  предельное сопротивление совмещенного  ЗУ

R3 ≤

,

где:  Rз— сопротивление заземляющего устройства, Ом ;

Iз — расчетный ток замыкания на землю, А (не более 500 А).

Расчетный (емкостный) ток замыкания на землю определяется приближенно

Iз=

Iз=

где: Uн — номинальное линейное напряжение сети, кВ;

Lлэп— длина линии электропередачи, км.

R3 ≤ (Для ЛЭП ВН) ,

 

Требуемое по НН Rзу 4 Ом на НН

Принимаем Rзу=4 Ом (Наименьший из двух)

Т.к. ρ > 100 Ом*м, то принимаем

3. Определяем количество вертикальных  электродов:

без учета экранирования (расчетное)

 принимается =5

с учетом экранирования

По таблице 2.5.1 =F(тип ЗУ, вид заземления, , Nв)=F(контурное, вертикальное, 2,12)≈0,69.

Размещаем ЗУ на плане (рис.1) и уточняются расстояния, наносятся на план.

Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1 м, то длина по периметру закладки равна

 

 

Тогда расстояние между электродами уточняется с учетом формы объекта. По углам устанавливают по одному вертикальному электроду, а оставшиеся – между ними. Для равномерного распределения электродов окончательно принимается Nв=18, тогда

  

где  аВ– расстояние между электродами по ширине объекта, м;

аА– расстояние между электродами по длине объекта, м;

nВ – количество электродов по ширине объекта;

nА– количество электродов по длине объекта;

 

Для уточнения принимается среднее значение отношения

Тогда уточняются коэффициенты использования

=F(Конт.;3; 18) = 0,71;

=F(Конт.;3; 18) = 0,45

Определяются уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов

По таблице Ксез.г= 1,5.

Определяется фактическое сопротивление ЗУ

Rзу.ф(0,84)<Rзу(4)

следовательно, ЗУ эффективно.

Рис 4. План ЗУ подстанции

Расчет молниезащиты

Рассчитать молниезащиту – это значит определить тип защиты, ее зону и параметры. По типу молниезащита может быть следующей:

• одностержневой;
• двухстержневой одинаковой или разной высоты;
• многократной стержневой;
• одиночной тросовой;
• многократной тросовой.

Для расчета данного объекта перечислим исходные данные:

h=28м

hх=8м

В=32м

n=4

тип молниезащиты - одностержневая

Где h- полная высота стержневого молниеотвода, м;

hх- высота защищаемого сооружения, м;

В- ширина объекта;

n- среднегодовое число ударов молнии в 1 км2 земной поверхности в месте нахождения здания или сооружения (т.е. удельная плотность ударов молнии в землю), 1/(км2год).

Определяем параметры молниезащиты для зон.

В масштабе изображаем зоны А и Б (рисунок 5).

Зона А:

h0=0,85h=0,85×28=23,8 м

r0=(1,1-2×10-3×h) ×h=(1,1-2×10-3×28) ×28=29,23 м

rх=(1,1-2×10-3×h)(h-1,2×hх)=(1,1-2×10-3×28)(28-1,2×8)=19,21м

hм=h-h0=28-23,8=4,2 м

hа=h-hх=28-8=20м

Зона Б:

h0=0,92h=0,92×28=25,76 м

r0=(1,5h)=1,5×28=42 м

rх=1,5(h-1,1hх)=1,5×(28-1,1×8)=28,8 м

hм=h-h0=28-25,76=2,24 м

hб=h-hх=28-8=20 м

Определяем габаритные размеры защищаемого объекта в каждой зоне монезащеты. Для этого на расстоянии от средней линии параллельно проводится линия до пересечения с окружностью rх (рисунок 5).

Зона А:

А×В×Н=21,5×32×8

Зона Б:

А×В×Н=47,8×32×8

Определяем возможную поражаемость защищаемого объекта в зонах при отсутствии молниезащиты.

В зоне молниезащиты Б количество поражений в год больше.

 

Рисунок 5 Зона одиночного стержневого молниеотвода

Заключение

В ходе работы над данным курсовым проектом мы приобрели ряд важнейших умений, необходимых высококвалифицированному специалисту. В курсовом проекте был произведен расчёт освещения помещений. Был также произведён расчёт электрических нагрузок, в ходе которого были выбран трансформатор типа ТМ - 250/10/0,4. Рассчитаны и выбраны аппараты защиты на стороне высшего и низшего напряжения. Произведён расчёт токов короткого замыкания. Были рассчитаны и выбраны кабели. В расчёте заземления был спланирован план ЗУ подстанции.

Используя, умения полученные в ходе выполнения данного курсового проекта мы можем выбрать и спроектировать схему энерго и теплоснабжения предприятия.

Большой интерес вызывает внедрение нового и современного оборудования, и схем энергосбережения–что является востребованным в нашей стране на сегодняшний день и является одной из приоритетных направлений политики государства в области энергетики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы