МОЙ КУРСАЧ ПО СНАБЖЕНИЮ


Оглавление
Введение
1.Техническое задание4
2. Анализ учебных мастерских 5
3. Определение расчетных нагрузок мастерской 6
4. Выбор схемы цеховой распределительной сети 9
5. Компенсация реактивной мощности10
6. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов12
7. Определение требуемых сечений питающих и распределительных кабелей16
8. Расчет токов короткого замыкания21
9. Выбор коммутационного оборудования28
10. Схема электроснабжения36
Заключение37
Библиографический список38
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
2
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
Разраб.
Петров.А.С Провер.
Исаков.Д.В,


ЭСН и ЭО учебных мастерских
Лит.
Листов SECTIONPAGES \* LOWER 1

Введение
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
PAGE \* LOWER 3
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15

Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.
Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приёмники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.
Первые электрические станции сооружались в городах для целей освещения и питания электрического транспорта, а также при фабриках и заводах. Несколько позднее появилась возможность сооружения электрических станций в местах залежей топлива или местах использования энергии воды, в известной степени независимо от мест нахождения потребителей электрической энергии – городов и промышленных предприятий. Передача электрической энергии к центрам потребления стала осуществляться линиями электропередачи высокого напряжения на большие расстояния.
В настоящее время большинство потребителей получают электрическую энергию от энергосистем. В то же время на ряде предприятий продолжается сооружение и собственных ТЭЦ.
По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов, осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электрической энергии.
Проектирование систем электроснабжения промышленных предприятий велось в централизованном порядке в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования возникли типовые решения.
В настоящее время созданы методы расчёта и проектирования цеховых сетей, выбора мощности трансформаторов, методика определения электрических нагрузок, выбора напряжения, сечений проводов и жил кабелей и т.п.
1. Техническое задание
Таблица №1
№ на плане наименование Рн кВт n шт. примечание
1…3 Деревообрабатывающие станки 3,5 3 4…7 Заточные станки 3,2 4  1-фазные
8…11 Сверлильные станки 4,2 4  
12 Вентилятор вытяжной 3,2 1  
13 Вентилятор приточный 4,5 1  
14…17 Сварочные агрегаты 16кВ·А 4  1-фазные ПВ=60%
18…21 Токарные станки 5,7 4 22…25 Круглошлифовальные6,5 4  
26…28 Фрезерные станки 4,8 3 29…33 Болтонарезные станки 2,5 5  
34…38 Резьбонарезные станки 4,2 5  
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
PAGE \* LOWER 4
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15

Анализ учебных мастерских
По заданию курсового проекта необходимо спроектировать схему электроснабжения электрооборудования учебных мастерских.
Учебные мастерские не предназначены для серийного выпуска продукции, они предназначены для практической подготовки обучаемых и выполнения несложных заказов силами учащихся.
В учебных мастерских предусматривается наличие производственных, учебных, служебных и бытовых помещений. Учебно-подготовительный процесс односменный, то есть пик нагрузок приходится на начало и конец рабочего дня.
Коэффициент мощности электрооборудования мастерских низок (порядка 0.5), кроме того в наличии имеются достаточно мощные однофазные электроприемники с низким коэффициентом мощности (сварочные агрегаты). Другими словами цех потребляет достаточно большое количество реактивной энергии, поэтому возможно понадобится установка компенсирующих устройств – батарей конденсаторов.
Большинство электроприемников питается от 3-х фазного напряжения 220В.
Помещение где расположено оборудование соответствует классу - помещение с нормальной окружающей средой. Помещение является пожаро-, электро- и взрывобезопасным. ЭСН мастерских осуществляется от ТП, расположенной на расстоянии 50 м от здания.
ТП подключена к подстанции глубокого ввода (ПГВ), установленной в 4 км от нее, напряжение 10 кВ. Учебно-подготовительный процесс — односменный. Основные потребители ЭЭ — станки различного назначения.
Грунт в районе цеха — супесь с температурой +20 °С. Каркас здания и ТП сооружен из блоков-секций длиной 8 и 6 м каждый.
Размеры цеха А×В×Н= 40·30·9 м, все помещения двухэтажные высотой 4 м.
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
PAGE \* LOWER 5
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15

Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
PAGE \* LOWER 6
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
3. Определение расчетных нагрузок мастерской
При определении расчетных нагрузок предприятия в основном пользуются методом коэффициента использования.
Метод применяется в тех случаях, когда известны номинальные данные всех электропотребителей предприятия и их расположение на плане цеха. Сначала установленное электрооборудование разбивается на группы. Эти группы могут быть выделены по функциональному или территориальному признаку. На практике каждая группа определяется по подключению к промежуточным распределительным пунктам.
Для расчета нагрузок разделим все электропотребители учебного цеха на 5 групп, каждая из которых питается от своего распределительного пункта (РП), которые в свою очередь питаются от щитовой.
Рассмотрим расчет электрических нагрузок для РП13.1. Приведем однофазную мощность к эквивалентной трехфазной.
Количество однофазных электроприемников 4, следовательно не симметрия нагрузки 50%, следовательно эквивалентная трехфазная мощность приемников будет равна трем мощностям самой загруженной фазы.
;
3.2. Пересчитываем номинальную мощность оборудования к ПВ = 100%
;
;
;
;
3.3. Определяем коэффициент использования и средние значение cos f. По книге из литературы [1].
Ки
0.14 0,5
0.14 0.5
0.14 0,5
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
PAGE \* LOWER 7
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
3.4. Определяем установленную мощность
;
;
Ру = 3.2 · 4 = 7.2кВт;
;
3.5. Определим среднюю активную мощность
;
;
Рср = 7.2 · 0.14 = 1.00кВт;
Рср = 10.5 · 0.14 = 1.47кВт;
3.6. Определяем среднюю реактивную мощность
;
;
Qср = 1.47 · 1.73 = 2.54 кВАр;
Qср = 1.00 · 1.73 = 1.73 кВАр;
Аналогичные расчеты проводим для всех РП.
3.7. Определяем групповой коэффициент использования
;

Ки.гр=2.35+1+1.4716.8+7.2+10.5=0.14 3.8. Определим эффективное число электроприемников = 16,8+7,2+10,52 16,82+7,22+10,52=2 ;
3.9. Определим коэффициент максимума активной нагрузки
;
;
;
Кмр=1+163=1.0963.10. Определяем расчетную нагрузку активную, реактивную и полную.
Ррасч = Км · Рср ;Ррасч = 3.1 · 33.6868 = 104.429
Qрасч = Кмр · Qср;
Qрасч = 1.096 · 59.355 = 65.05
Sрасч=Qрасч2+Pрасч2=65.052+104.4292=123.0321кВА;
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
8
НАЗВАНИЕ ДОКУМЕНТА
Расчет мощъностейн.п\пнаименование Рн кВт n шт. ПВ Ру 100 Кucos φ Рср кВт Qср кВарРу100^2
1 Деревообрабатывающие станки 3,5 3 1 10,5 0,14 0,5 1,47 2,546115 110,25
2 Сверлильные станки 4,2 4 1 16,8 0,14 0,5 2,352 4,073783 282,24
3 Заточные станки 3,2 4 1 12,8 0,14 0,5 1,792 3,103835 163,84
4 Сварочные агрегаты 16 4 0,6 49,57419 0,2 0,4 9,914837 22,71775 2457,6
5 Вентилятор вытяжной 3,2 1 1 3,2 0,6 0,8 1,92 1,44 10,24
6 Вентилятор приточный 4,5 1 1 4,5 0,6 0,8 2,7 2,025 20,25
7 Токарные станки 5,7 4 1 22,8 0,14 0,5 3,192 5,528706 519,84
8 Круглошлифовальные станки 6,5 4 1 26 0,14 0,5 3,64 6,304665 676
9 Фрезерные станки 4,8 3 1 14,4 0,14 0,5 2,016 3,491814 207,36
10 Болтонарезные станки 2,5 5 1 12,5 0,14 0,5 1,75 3,031089 156,25
11 Резьбонарезные станки 4,2 5 1 21 0,14 0,5 2,94 5,092229 441
сумарная мощьность      194,0742     33,68684 59,35498 37664,79
4. Выбор схемы цеховой распределительной сети.
Данное помещение относится к 2-3 категории надежности электроснабжения.
Поэтому возможно применение одного трансформатора для питания электрооборудования мастерской.
Электроприемники II категории – электро-приемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.
Электроприемники III категории – все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий. Это приемники вспомогательных цехов, несерийного производства продукции и т.п. Распределение оборудования равномерное и стационарное, количество электроприемников более 10.
Все электрооборудование будет снабжаться электроэнергией от 5 РП.
Потребители РП-1: деревообрабатывающие станки (1-3), заточные станки (4-7), сверлильные станки (8-11). Потребители будут снабжаться электричеством по радиальной схеме. Выбор этой схемы обусловлен близостью нахождения РП от потребителей электроэнергии. Кроме этого данная схема подключения более надежна, чем магистральная.
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
9
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
Потребители РП-2: сварочные агрегаты (14-17). Данный потребитель электроэнергии представляют собой однофазную нагрузку, поэтому можно их объединить в одну группу. Так как режим работы данной группы повторно-кратковременный с периодом включения 0.6, каждый отдельный потребитель группы следует питать отдельным проводом, т.е. по радиальной схеме, для уменьшения влияния их друг на друга.
Потребители РП-3: вентилятор вытяжной (12), вентилятор приточный (13). Будут снабжаться электричеством по радиальной схеме, так как количество электроприемников небольшое, а также данные электроприемники относятся ко 2 категории надежности обеспечения электроснабжения.
Потребители РП-4: токарные станки (18-21), круглошлифовальные (22-25), фрезерные станки (26-28). Схема электроснабжения потребителей – радиальная. Так как станки расположены близко друг к другу и неравномерно, из-за этого применение магистральной схемы в данном случае невыгодно.
Потребители РП-5: болтонарезные станки (29-33), резьбонарезные (34-38). Схема электроснабжения - радиальная. Так как количество станков невелико (менее 10), и потребители расположены близко друг к другу и неравномерно.
Все РП будут подсоединены к общей щитовой по радиальной схеме.
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
10
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
5. Компенсация реактивной мощности
Реактивная мощность характеризует интенсивность обмена энергией между источником питания и реактивными элементами (индуктивной и емкостной нагрузкой). При больших объемах реактивной мощности необходимо предусматривать компенсацию реактивной мощности.
Необходимо выбрать компенсирующее устройство таким образом, чтобы cos φ ср. был на уровне 0,95.
5.1. Определяем приблизительную мощность компенсирующего устройства.
Qк=Ррасч∙к;


Qк = 1.403 · 104.429 = 146.51кВАр;
где к – коэффициент, получаемый из таблицы:

Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
11
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
текущее значение;
cosφ=РсрSср=cosφ=33.686868.24=0.50;Коэффициент мощности предприятия довольно низкий, следовательно следует компенсировать реактивную мощность путем установки батарей конденсаторов.
5.2. Уточняем расчетную и среднюю нагрузки:
Qрасч=Qср*Кмр=59.355*1.096=65.05 кВАр Qср=59.355 кВАр Ррасч=Рср*Кма=33.6868*3.1=104.429Вт Рср=33.6868Вт Sрасч=Ррасч2+Qрасч 2=123.032 кВА Sср=Рср2+Qср 2=68.24 кВАПри больших объемах потребления реактивной мощности необходимо предусмотреть компенсирующее устройство.
Так как средняя величина реактивной мощности более 50кВАр, требуется компенсация.
5.3. Устанавливаем компенсатор реактивной мощности регулируемые КРМ-0.4-125-4-Т-У3 [2] (установка конденсаторная с номинальным напряжением 380 В, и номинальной мощностью 50 кВАр)
5.4.При низких мощностях потребителей наиболее рациональна централизованная схема компенсации.
Уточняем расчетную и среднюю нагрузку:
Sр=Ррасч2+(Qрасч-Qк)2 =104.4292+(65.05-125)2=120.41 кВАрSср=Рср2+(Qср-Qк)2 =33.68682+(59.355-125)2=73.78 кВАр Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
12
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
6. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов
В (УМ) потребители 2 и 3 категории надежности электроснабжения, но количество потребителей 2 категории мало и так как у нас учебная мастерская, то устанавливаем один трансформатор в цеховую трансформаторную подстанцию, расположенную на расстоянии 50 м от ТП.
По ПУЭ пункт 1.2.21: для электроприемников 3 категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают одних суток.
Требуется определить число и мощность силовых трансформаторов при следующих условиях:
Sр=123.032 кВА расчетная мощность
Sср=34.46 кВА средняя мощность
К1,2=0.8 число потребителей 2 и 3 категории
КQдоп=1,4 аварийный коэфф.
n=2 число трансформаторов, т.к. потребители 2 и 3 категории;
6.1 Выбираем ближайшие стандартные сухие трансформаторы со следующими номинальными мощностями: 100кВА,160кВА ([http://www.ues.su]).
Находим Sтр-ра:
Sтр-ра=Sр0.7*nSтр-ра=123.0320.7*2=87.88 кВАПроверяем на аварийную перегрузку:

Стандартный меньший трансформатор из стандартного ряда 100 кВА КQ= Sр*КSтр-ра=123.032*0,8100=0.98
- что меньше чем 1,4 значит трансформатор по условиям подходит.
6.2 Определим потери мощности и энергии в трансформаторах.
Первый вариант: ТСН - 100/10;
Тип
трансформатора и
мощность, кВАНоминальное напряжение, кВΔР.ВтUк.з. % ί х.х.%
ВН НН Холостого хода Короткого замыкания ТСН-100 10 0.4 515 1600 4 2.7
6.2.1. Потери мощности в трансформаторе:
Принимаем: Ки.п = 0.05 (5%) кВт/квар - коэффициент изменения потерь, для трансформаторов для данного завода (Федоров, Старкова стр.91).
;
;
;
.
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
13
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
Второй вариант: ТСН - 160/10;
Тип
трансформатора и
мощность, кВАНоминальное напряжение, кВΔР.ВтUк.з. % ί х.х.%
ВН НН Холостого хода Короткого замыкания ТСН-160 10 0.4 670 2300 4 2.3
6.2.2. Потери мощности в трансформаторе:
Принимаем: Ки.п = 0.05 (5%) кВт/квар - коэффициент изменения потерь, для трансформаторов для данного завода (Федоров, Старкова стр91).
;
;
;
.
Сводим полученные расчетные данные в таблицу:
Расчетные значения ТСН-100 ТСН-160
ΔQх.х.2.7 3.68
ΔQк.з.4 6.4
ΔР'х.х.0.65 0.85
ΔР'к.з.1.8 2.62
Определяем общие потери в трансформаторах:
Для ТСН-100 кВА:
ΔР=ΔР'х.х.*n+ΔР'к.з.*Кз².=0.65*2+1.8*0.17=1.61 кваргде Кз = Sсрn*Sн = 0.17
Для ТСН-160 кВА:
ΔР=ΔР'х.х.*n+ΔР'к.з.*Кз².=0.85*2+2.62*0.107=1.98 кваргде Кз = Sсрn*Sн =0,107Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
14
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
Сводим полученные расчетные данные в таблицу:
Расчетные значения ТСН-100 ТСН-160
Кз17% 10.7%
ΔР1.61 1.98
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
15
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
Вывод: Трансформатор меньшей мощности ТСН-100 кВА обладает меньшими потерями по сравнению с трансформатором ТСН-160 кВА, а также то что учебно-подготовительный процесс односменный. Поэтому выбираем трансформатор ТСН – 100/10, его и принимаем к установке т.к. его установка является экономически выгодной.
7. Определение требуемых сечений питающих
и распределительных кабелей
7.1Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
16
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
. Сечение питающего кабеля от ПГВ до трансформатора выбирается по допустимой плотности тока:
;
Расчетный ток питающего кабеля:
А;
Экономическую плотность тока –определяем по ПУЭ, табл. 1.3.36.
Время использования максимума нагрузки: число смен – одна,
Тм = 1000…3000 ч/год.
Принимаем, кабель с бумажной изоляцией:
Jэк = 1.6 А/мм2;
Экономически целесообразное сечение
qпр мм2;
Так как для силового кабеля установлено сечение проводника не менее 16 мм2, то принимаем: qпр = 16 мм2 .
Максимальный ток, который может протекать по кабелю, определяем по ПУЭ, таб. 1.3.16: Iкаб = 75А.
По сечению и номинальному напряжению Uном = 10 кВ производим выбор марки кабеля по [3]: кабель с бумажной пропитанной (нестекающей) изоляции ААШв 3х16(ож)-10, длина кабеля 4 км.
Конструкция:
А - Алюминиевая токопроводящая жила
А - Алюминиевая оболочка
Шв - Защитный покров в виде шланга из поливинилхлоридного пластиката.
До трансформаторной подстанции прокладываем алюминиевый кабель в траншее. Прокладку в траншее применяют в случаях малой вероятности повреждения кабелей землеройными механизмами, коррозией и блуждающими токами.
Достоинства траншейной прокладки:
малая стоимость линий;
хорошие условия охлаждения кабеля.
Недостатки этого вида прокладки:
меньшая надежность по сравнению с другими видами прокладки;
неудобство осмотров.
Необходимость учета разности уровней поверхностей, при прокладке кабелей
7.2. Распределительный кабель от ТП до щитовой, выбираем по допустимой электрической плотности тока. До щитовой прокладываем медный силовой кабель в траншее.
Сечение определяем по ПУЭ, табл. 1.3.5: прокладываем в одной трубе один трехжильный кабель с сечением токопроводящей жилы q = 25 мм2 .
По сечению и номинальному напряжению Uном = 0.4 кВ производим выбор марки кабеля по [3]: силовой кабель с пластмассовой изоляцией ПВГ (число жил: 3, напряжение = 0.66 кВ, сечение основных жил = 25 мм2).
Длина кабеля от трансформатора до щитовой l = 50 м.Произведем проверку на допустимую просадку напряжения:
Согласно ПУЭ допустимая потеря напряжения в линии электропередач должна быть не более 5%.
;
Активное и индуктивное сопротивление алюминиевой жилы выбираем по номинальному сечению жилы q = 25 мм2 , определяем активное сопротивление
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
17
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
;
- удельное сопротивление провода на км;
;
Индуктивное сопротивление:
;
- удельное индуктивное сопротивление провода на м;
;
Полное сопротивление:
;
Определим падение напряжения:
;
;
Следовательно, кабель выбран правильно и проверку на допустимую просадку напряжения прошел.
7.3. Распределительный кабель от щитовой до РП1 выбирается по допустимой плотности тока.
Расчетный ток распределительного кабеля
;
;
До РП1 прокладываем алюминиевый кабель. Сечение определяем по ПУЭ, табл. 1.3.5: прокладываем в трубе один трехжильный кабель с сечением токопроводящей жилы q = 10 мм2 . Кабель прокладываем вдоль стены.
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
18
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
По сечению и номинальному напряжению Uном = 0.4 кВ производим выбор марки кабеля по [3]: кабель с пластмассовой изоляцией АПВГ (число жил 3, напряжение = 0.66 кВ, сечение основных жил = 10 мм2).
Длина кабеля от трансформатора до щитовой l = 36 м.Произведем проверку на допустимую просадку напряжения:
Согласно ПУЭ допустимая потеря напряжения в линии электропередач должна быть не более 5%.
;
Активное и индуктивное сопротивление алюминиевой жилы выбираем по номинальному сечению жилы q = 10 мм2 , определяем активное сопротивление:
;
- удельное сопротивление провода на м;
;
Индуктивное сопротивление:
;
- удельное индуктивное сопротивление провода на м;
;
Полное сопротивление:
;
Определим падение напряжения:
;
;
Следовательно, кабель выбран правильно и проверку на допустимую просадку напряжения прошел.
7Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
19
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
.4. Распределительный кабель от РП1 до сверлильного станка выбирается по допустимой плотности тока.
Расчетный ток распределительного кабеля
;
;
До станка прокладываем алюминиевый кабель.
Сечение определяем по ПУЭ, табл. 1.3.5: прокладываем в трубе один трехжильный кабель с сечением токопроводящей жилы q = 2.5 мм2 .
По сечению и номинальному напряжению Uном = 0.4 кВ производим выбор марки кабеля по [3]: кабель с пластмассовой изоляцией АПВГ (число жил 3, напряжение = 0.66 кВ, сечение основных жил = 2.5 мм2).
Длина кабеля от РП1 до станка l = 6 м.
Произведем проверку на допустимую просадку напряжения:
Согласно ПУЭ допустимая потеря напряжения в линии электропередач должна быть не более 5%.
;
Активное и индуктивное сопротивление алюминиевой жилы выбираем по номинальному сечению жилы q = 2.5 мм2 , определяем активное сопротивление:
;
- удельное сопротивление провода на м;
;
Индуктивное сопротивление:
;
- удельное индуктивное сопротивление провода на м;
;
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
20
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
Полное сопротивление:
;
Определим падение напряжения:
;
;
Следовательно, кабель выбран правильно и проверку на допустимую просадку напряжения прошел.
Кабельный журнал

8. Расчет токов короткого замыкания
8.1. Выбираем базисные единицы. За базисное напряжение выбираем то, на котором произошло короткое замыкание (напряжение трансформатора) Uб=0.4кВ. За базисную мощность можно принять полную мощность трансформатора, находящегося перед точкой короткого замыкания.
Определяем базисный ток по формуле:
;
;
8Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
21
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
.2. Составляем расчетную схему (рис. 3), на которой указываем все элементы, участвующие в формировании тока короткого замыкания. Напротив каждого элемента записываются паспортные и технические характеристики.



Рис. 1. Расчетная схема
8.3. Составляем схему замещения, в которой вместо элементов системы электроснабжения указываются активные и реактивные сопротивления в относительных единицах.
8.4. Определим сопротивление элементов в базисных единицах.
Линия электропередач (Кл1):
;
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
22
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
;
;
Трансформатор Т:
;
;
Кабельная линия до щитовой:
;
;
;
Кабельная линия от щитовой до РП1:
;
;
;
Кабельная линия от РП1 до сверлильного станка:
;
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
23
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
;
;
Определим суммарное сопротивление до точки К1:
;
;
;
Ток в точке К1:
;
Определим ударный ток в точке К1:
;
;

;
Ударный ток в точке К1:
;
Определим суммарное сопротивление до точки К2:
;
;
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
24
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
;
Ток в точке К2:
;
Определим ударный ток в точке К2:
;
;
;
Ударный ток в точке К2:
;
Определим суммарное сопротивление до точки К3:
;
;
;
Ток в точке К3:
;
Определим ударный ток в точке К3:
;
;
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
25
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15

Ударный ток в точке К3:
;
Определим суммарное сопротивление до точки К4:
;
;
;
Ток в точке К4:
;
Определим ударный ток в точке К4:
;
;
;
Ударный ток в точке К4:
;
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
26
НАЗВАНИЕ ДОКУМЕНТА

Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
27
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15

Рис. 2. Схема замещения
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
28
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
9. Выбор коммутационного оборудования
9.1. На стороне высокого напряжения
Камеры КСО-209 предназначены для установки в трансформаторные подстанции или другие распределительные устройства электрических сетей классом напряжения 6 (10) кВ частотой 50 Гц с изолированной нейтралью или заземленной через дугогасительный реактор.Камеры КСО-209 комплектуются выключателями нагрузки, разъединителями, заземляющими устройствами, предохранителями, измерительными трансформаторами тока и напряжения и другими электротехническими аппаратами высокого напряжения в соответствии с техническими требованиями.
В соответствии с техническими требованиями в комплект поставки могут входить торцевые панели и шинные мосты.
Выбираем камеру марки КСО 209 – 10 – 3 – УХЛ4 – камера стационарная одностороннего обслуживания, модификация 3, 2009 год разработки, схема главных цепей 7.2ВВ-1000 (Ввод, отходящая линия с боковым вводом), номинальное напряжение 10 кВ, номинальный рабочий ток трансформаторов тока 20 А, для умеренного климата.
Камеры KCO-209 изготавливаются по принципиальным схемам главных цепей в соответствии с параметрами заказа (опросного листа) по типовым схемам. По заказу возможно изготовление камер по нетиповым схемам.
Камеры представляют собой сварную металлоконструкцию из гнутых стальных профилей. Внутри камеры размешена аппаратура главных цепей, на фасаде привода выключателей и разъединителей.
Приводы установлены на одной фасадной стоике камеры (левой или правой) друг на другом. Такое расположение приводов позволяет выполнить дополнительную механическую блокировку рукоятки привода заземляющих ножей (невозможность их включения при включенных главных ножах), что повышает безопасность камеры при ее эксплуатации.
Доступ в камеру КСО осуществляется через дверь, на которой имеется смотровое окно для обзора внутренней зоны камеры. Вверху на фасаде камеры расположен короб, в котором установлен блок зажимов и прокладываются магистрали вспомогательных цепей. Все аппараты и приборы установленные в камере КСО, подлежащие заземлению, заземлены.
На фасаде камеры в нижней части имеется зажим заземления для присоединения переносного заземления. Каркас камеры приваривается непосредственно к металлическим заземленным конструкциям.
Для выполнения других видов блокировок (оперативных, безопасности) по заказу могут быть установлены блок-замки.
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
29
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
Каждая камера с левой стороны закрывается обшивным листом. Распредустройство с боковых сторон закрывается торцевыми панелями, которые ограждают шины с торцов распредустройства.
Оснастим данный шкаф устройством микропроцессорной защиты:
Сириус-2-М-220В-RS.
Микропроцессорное устройство защиты Сириус-2-М, предназначено: для выполнения функций релейной защиты, автоматики, управления и сигнализации присоединений напряжением 6 - 35 кВ. для установки в релейных отсеках КРУ, КРУН и КСО, на панелях и в шкафах в релейных залах и пультах управления электростанций и подстанций 6 - 35 кВ. Устройство Сириус-2-М - это комбинированный микропроцессорный терминал релейной защиты и автоматики. Применение в устройстве модульной мультипроцессорной архитектуры наряду с современными технологиями поверхностного монтажа обеспечивают высокую надежность, большую вычислительную мощность и быстродействие, а также высокую точность измерения электрических величин и временных ин-тервалов, что дает возможность снизить ступени селективности и повысить чувствительность терминала.
Реализованные в устройстве алгоритмы функций защиты и автоматики, а также схемы подключения устройства разработаны по требованиям к отечест-венным системам РЗА в сотрудничестве с представителями энергосистем и проектных институтов, что обеспечивает совместимость с аппаратурой, выпол-ненной на различной элементной базе, а также облегчает внедрение новой тех-ники проектировщикам и эксплуатационному персоналу.

Рис. 3. Схема главных цепей
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
30
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15

Технические данные КСО-209
Наименование Значение
Номинальное напряжение (линейное), кВ6; 10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ7,2; 12
Номинальный ток главных цепей при частоте 50 Гц, А 630; 1000; 1600
Номинальный ток главных цепей камер КСО с выключателями нагрузки при частоте 50 Гц, А 400; 630
Номинальный ток трансформаторов тока, А 20; 30; 40; 50; 75; 100; 150: 200; 300; 400; 600; 800; 1000 и т.д.
Номинальный ток сборных шин, А 630; 1000; 1600
Номинальный ток отключения высоковольтного выключателя при частоте 50 Гц , кА 20; 25
Ток электродинамической стойкости , кА 51
Ток термической стойкости , кА 20; 25
Время протекания тока термической стойкости , с: для камер на 630; 1000А 1
Номинальное напряжение вспомогательных цепей: цепи трансформаторов напряжения (защиты, измерения, учета, АВР), В220
цепи освещения внутри камер КСО, В36
Габаритные размеры (длинна x высота x ширина), мм1000 x 2050 x 800
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
31
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
Проверим вакуумный выключатель ВВ-10-20/630-У3:
Ток КЗ:
;
;
Отключающая способность:
;
;
;
Ток термической стойкости:
;
Таким образом:
;
;
;
;
Выбираем выключатель нагрузки со стороны высокого напряжения трансформатора.

Выбираем выключатель нагрузки ВНА-Л-10/630-20зп У3:
ВНА - выключатель нагрузки автогазовый
Л - тип расположения привода левое
10 - номинальное напряжение, кВ
630 - номинальный ток, А
20 - ток отключения короткого замыкания, кА
з - количество ножей заземления: з - один нож заземления; 2з - два ножа заземления;
п - наличие полурамы для крепления предохранителей;
У3 - климатическое исполнение и категория размещения;
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
32
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
Выбираем выключатель нагрузки со стороны низкого напряжения трансформатора

Выбираем выключатель нагрузки Compact NS400NA:
Номинальное напряжение: 380В;
Допустимый ток включения Icm (kA удаp.): 7.1кА;
Допустимый сквозной ток Icw (A действ.): 5кА.
9.2. На стороне низкого напряжения.
В качестве вводного щита выбираем ЩО 09-1-50-УЗ – панель распределительного щита 2009 года разработки, с электродинамической стойкостью 30 кА, номер схемы соединения 50, для районов с умеренным климатом.
В состав входит:
Амперметр 0...400А
Вольтметр 0...500В
Разъединитель РЕ 19-37 400А
Трансформатор тока 400/5А
Выключатель автоматический ВА 51-39 400А

Рис. 4. Схема соединения ЩО 09-1-50-УЗ
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
33
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
Так как у нас всего в состав цеха входит 5 РП при этом в помещении щитовой располагается лишь 2 РП, то выбираем два таких щита и еще один щит для распределения энергии между двумя этими щитами и компенсационной установкой.
Выберем Распределительные Устройства:
Для РП1: ЩО 09-1-06-УЗ;

Рис. 5. Схема ЩО 09-1-06-УЗ
В состав входит:
Амперметры 0...100А
Разъединители РЕ 19-37 400А
Выключатели автом. ВА 51-35 100А
Трансформаторы тока 100/5А
РП1.2: ЩО 09-1-07-УЗ;
В состав входит:
Амперметры 0...200А
Разъединители РЕ 19-37 400А
Выключатель автом. ВА 51-35 200А
Трансформаторы тока 200/5А
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
34
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15

Рис. 6. Схема ЩО 09-1-07-УЗ
Для РП2: ЩО 09-1-06-УЗ;
Для РП 3: ЩО 09-1-24-УЗ;
В состав входит:
Амперметры 0...400А;
Разъединители РЕ 19-37 400А;
Выключатель автом. ВА 51-39 400А;
Трансформаторы тока 400/5А.

Рис. 7. Схема ЩО 09-1-24-УЗ
Для РП4: ЩО 09-1-06-УЗ;
РП 4.1: ЩО 09-1-06-УЗ;
РП 4.2: ЩО 09-1-06-УЗ;
Для РП 5: ЩО 09-1-06-УЗ;
РП 5.1: ЩО 09-1-06-УЗ;
Выберем автоматические выключатели для каждой группы нагрузки
Рассмотрим РП1.

Выбираем выключатель ВА04-31Про на токи от 16 до 100 А предназначен для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при коротких замыканиях, перегрузках, недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастых оперативных включения и отключения электрических цепей и рассчитаны для эксплуатации в электроустановках с номинальным напряжением до 600 В переменного тока частоты 50 Гц.Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
35
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15

Номинальный ток 50 АНоминальное напряжение 600 ВПКС до 35 кА
Категория применения A
Количество полюсов 3
Для остальных РП аналогично
№ РП , А Тип выключателя Данные выключателя
РП133.32 ВА04-31Про I=63А, U=600 B
РП1.1 30.3 ВА04-31Про I=40А, U=600 B
РП1.2 42.3 ВА04-31Про I=50А, U=600 B
РП234.13 ВА04-31Про I=50А, U=600 B
РП3 14.125 ВА04-31Про I=25А, U=600 B
РП425.519 ВА04-31Про I=32А, U=600 B
РП4.1 19.3 ВА04-31Про I=32А, U=600 B
РП4.2 16.93 ВА04-31Про I=25А, U=600 B
РП5 13.527 ВА04-31Про I=20А, U=600 B
РП5.1 10.4 ВА04-31Про I=16А, U=600 B
Компенсатор 95.6 ВА04-35Про I=125А, U=600 B
От первого щита питается РП1-3, а от второго РП4-5, компенсационное устройство питается от вводного щита.
10Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
36
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
. Схема электроснабжения

Рис.8. Схема электроснабжения цеха
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
37
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
Заключение
В курсовой работе был произведен расчет электроснабжения учебных мастерских, целью которого является выбор наиболее оптимального варианта схемы, параметров электросети и ее элементов, позволяющих обеспечить необходимую надежность электропитания и бесперебойной работы цеха.
В ходе выполнения работы мы произвели расчет электрических нагрузок. Выбрали количество и мощность трансформаторов, с учетом оптимального коэффициента их загрузки. Выбрали наиболее надежный вариант сечения кабелей питающих и распределительных линий. Произвели расчет токов короткого замыкания и рассчитали допустимую просадку напряжения.
На основе произведенных расчетов можно сделать вывод, что выбран наиболее оптимальный и рациональный вариант электроснабжения.
Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
38
КП140610.65ВТВ 410703 ЭиЭ 09.00.15
Библиографический список
1. Шеховцев В. П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. – М.: ФОРУМ: ИНФРА – М, 2005. – 214с., ил.
2. www.ruselt.ru;
3. Справочник «КАБЕЛИ, ПРОВОДА и МАТЕРИАЛЫ для КАБЕЛЬНОЙ ИНДУСТРИИ» (издание 3) НКП «Эллипс», 2006г;
4. Правила устройства электрооборудования. Шестое издание. М.: ЗАО «Энергосервис».
5. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию (Том 2). А.А. Федоров М.:Энергоиздат, 1987 г;

Приложенные файлы

  • docx 7823761
    Размер файла: 744 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий