Дипломная (вкр): Модернизация распределительной сети районной больницы микрорайона №8

М= (2.61)

Определяется момент сопротивления W, см3, для прямоугольных шин расположенных в одной горизонтальной плоскости и установленных плашмя, по формуле:

W= (2.62)

Определяется расчетное напряжение на изгиб σРАС, кг/см2, по формуле:

σРАС =. (2.63)

Для соблюдения условий термической стойкости шинопроводов необходимо, чтобы проходящий по ним ток к.з. не вызвал повышения температуры сверх допустимой при кратковременном нагревании [10].

Минимальное сечение шинопровода по термической стойкости SТ.С, мм², при расчетах определяется из выражения:

SТ.С.≈α·I(3)· (2.64)

где I(3) - установившийся ток трехфазного к.з., кА  tп - приведенное время к.з., с; tп=1,5 с

α - коэффициент термической стойкости, для алюминия α=11. tп - приведенное время к.з., с; tп=1,5 с α - коэффициент термической стойкости. Для α Выполним расчет для шин, которые устанавливаются в одной вертикальной плоскости с пролетом l=200 см и расстоянием между осями шин, а=25 см.

Принимаем шины марки АД 31Т-1 сечением 35х5:

>29,7 А.

Находим соотношения для того, чтобы определить коэффициент формы:

=0,5

=1,4

Соответственно по [7] коэффициент формы, КФ=0,95.

Находим силу действующую на шины, при протекании по ним ударного тока трехфазного к. з:

F(3)=1,76·0,95·48072··10-8=3,09 кг

Находим изгибающий момент:

М==61,8 кг·см

Определяется момент сопротивления:

==145,83 см³

Находим расчетное напряжение на изгиб:

σРАС == 0,42 кг/см².

> 0,42 кг/см²

Из расчетов следует, что шины механически устойчивы

.5.4 Изоляторы напряжением выше 1 кВ

При выборе изоляторов проводится проверка их пригодности по ряду параметров: по номинальному напряжению, по допустимой механической нагрузке, а для проходных изоляторов по номинальному току. Кроме того учитывается, для какой - наружной или внутренней - установки предназначены изоляторы.

Выбор изолятора по номинальному напряжению означает выполнение условия:

UН.ИЗ≥UН.УСТ, (2.65)

(5.22) Uн.из≥Uн.уст, (5.22)

где UН.ИЗ - номинальное напряжение изолятора;Н.УСТ - номинальное напряжение электроустановки.

По допустимой механической нагрузке изоляторы выбираются, исходя из условия [9]:

РАСЧ ≤ 0,6FРАЗР, (2.66)

где FРАСЧ - расчетная механическая нагрузка для опорных изоляторов;

F - сила, действующая на шины при протекании ударного тока, кг, которая определяется по формуле:

КО F - сила, действующая на шины при протекании ударного тока  трехфазного к.з. определяется по формуле [3]:

F=1,76kФi2(3)2 (2.67)

Fразр - механическая нагрузка, разрушающая изолятор.Fразр - механическая нагрузка, разрушающая изолятор. Выполним расчет для изоляторов. Условие по напряжению:

=10 кВ

Проверка изоляторов на механическую прочность, для этого определяется сила F, действующая на шины, при протекании по ним ударного тока трехфазного к. з [3]:

F(3)=1,76·0,95·48072··10-8=3,09 кг

Определяется расчетная механическая нагрузка для опорных изоляторов:

расч=3,09 кг

3,09<225 кг

Из расчетов следует, что изоляторы проходят по механической прочности.

.5.5 Автоматические выключатели напряжением 0,38 кВ

При выборе автоматических выключателей на ТП со стороны 0,38 кВ необходимо чтобы соблюдались условия по напряжению и току, а для нахождения номинального тока автоматического выключателя IН, А, используется следующая формула:

Н = 1,1·IР.MAX (2.68)

где IР.MAX - расчетный максимальный ток, А.

Максимальный расчетный ток IР.MAX, А, определяют по формуле:

Р.MAX = S / √3·UН (2.69)

где S - расчетная мощность, кВА;н - номинальное напряжение, кВ.

Определяем максимальный расчетный ток на шинах ТП:

IР.MAX = 350 / √3·0,38 = 532,4 АН = 1,1·532,4=585,7А

Выбранный автомат необходимо на отключающую способность, по условию:

ПР.ОТК > IК(3) (2.70)

где IПР.ОТК - предельный ток отключения автоматом, кА;К(3) - периодическая составляющая трехфазного тока короткого замыкания, кА.

Проверяем выбранный автоматический выключатель на отключающую способность:

> 11,69 кА

По результатам расчетов и выполнениям необходимых условий окончательно принимаем автоматический выключатель BD630NE. Аналогично производится выбор остальных автоматических выключателей, результаты выбора приведены в приложении. (смотри приложение Д)

.6 Защита сетей от аварийных режимов

.6.1 Релейная защита линий электропередачи напряжением выше 1 кВ

Защита от коротких замыканий линий 10 кВ осуществляется преимущественно с помощью максимальных токовых защит.

Произведем расчет релейной защиты ВЛ-10 кВ.

Ток срабатывания защиты IС.З., А, определяется по формуле:

С.З. = кОТС · IР.МАКС / кВОЗ. (2.71)

где кОТС - коэффициент отстройки для реле РТ - 80=1,2;р.макс - максимальный рабочий ток, А;

кВОЗ.- коэффициент возврата реле для РТ - 80=0,85.

С.З. = 1,2 · 29,7 / 0,85 = 41,9 А.

Определяем ток срабатывания реле IС.Р., А, по формуле:

С.Р = кС.Х. · IР.МАКС / КТ.Т (2.72)

где кС.Х - коэффициент схемы, для соединения вторичных обмоток трансформаторов тока на разность токов двух фаз,  .

С.Р = 1,73. · 29,7 / 30/5 = 8,5 А

Выбираем уставку тока для реле

РТ - 80/10 (А) IУ = 9 А.

Коэффициент чувствительности защиты по току на стороне 0,4кВ приведенный на сторону 10кВ, вычисляется по формуле:

КЧ = IК.МИН/ КТ.Т · IУ. (2.73)

где: IК.МИН - приведенное значение минимального тока короткого замыкания на стороне 10 кВ.

КЧ = 178,4/ 30/5 · 9 = 3,3.

По технической характеристике реле РТ-80, для эффективной работы, необходимо чтобы коэффициент чувствительности был не ниже 1,5.

В соответствии с приведенными расчетами следует, что коэффициент чувствительности:

,3 > 1,5

.6.2 Защита силовых трансформаторов

Защиту силовых трансформаторов от перегрузки и между витковых замыканий, мощностью более 250кВА, осуществляем газовой защитой, действующей на отключение, кроме того, в диапазон действия МТЗ для воздушных линий входит и силовой трансформатор.

.6.3 Защита оборудования системы электроснабжения от перенапряжений

Перенапряжениями называют такие повышения напряжения, которые представляют собой опасность для изоляции электрических установок.

Различают два вида перенапряжений в электрических установках: внутренние и атмосферные. Внутренние перенапряжения возникают в результате коммутации, как нормальных (включение и отключение нагруженных линий, отключение ненагруженных трансформаторов и реакторов), так и послеаварийных (дуговые замыкания на землю в системах с изолированной нейтралью, отключения КЗ, АПВ). Эти перенапряжения воздействуют на изоляцию сравнительно кратковременно, но значение их может превышать в несколько раз номинальное напряжение.

Атмосферные перенапряжения возникают в результате разрядов молнии в электроустановку или вблизи неё. Волны перенапряжения, возникающие токоведущих частях при ударах молнии, распространяются со скоростями, сравнимыми со скоростью света, проникая в обмотки трансформаторов, машин, воздействуя на изоляцию линии и аппаратов. Время воздействия атмосферных перенапряжений составляет от единиц до сотен миллионов долей секунды. Значение этих перенапряжений при отсутствии специальных мер защиты может достигать миллионов вольт.

К средствам и способам защиты от перенапряжений переходного режима относятся коммутационные (комбинированные) вентильные разрядники типа РВМК, выключатели, предотвращающие возникновение значительных перенапряжений, и устройства, управляющие моментом коммутации.

Вентильные разрядники выбираются по напряжению и их назначению.

Uн.с. Uн.р. (2.81)

кВ. 10 кВ.

где Uн.с - напряжение питающей сети, В;н.р. - напряжение разрядника, В.

Выбираются разрядники типа РВО-10 для защиты трансформаторной подстанции.

.6.4 Выбор головных автоматических выключателей на ТП со стороны 0,38 кВ

Основными условиями выбора головных автоматических выключателей являются, условия по току и по напряжению:

 (2.82)

где Iн.р - номинальный ток расцепителя, А [12];р.мах - расчетный максимальный ток, А.

Определяем максимальный расчетный ток:

 (2.83)

где S - расчетная мощность, кВА;н - номинальное напряжение, кВ.

Определяем максимальный расчетный ток для линии 0,38 кВ, участок ТП-РП1:

 А.

Предварительно принимаем к установке выключатель BD400NE и проверяем условия выбора:

 А.

Проверяем выбранный автомат по условию:

 (2.84)

где IПР.ОТК- предельный ток отключения автоматических выключателей, кА;К(3) - периодическая составляющая трехфазного тока короткого замыкания, кА.

Проверяем выбранный автомат по условию, (2.84):

Принимаем к установке выключатель марки BD400NE.

Выбранный автоматический выключатель проверяется по условию отключения однофазных коротких замыканий в конце кабельной линии 0,38 кВ:

 (2.85)

Из вычислений следует, что защита обеспечивается, поэтому окончательно принимаем к установке автоматический выключатель BD400NE.

Аналогичным образом производится выбор выключателей, которые устанавливаются на распределительных пунктах. Выбор оборудования приведен в приложении (смотри приложение Д).

3. Использование электроэнергии в производственных процессах

.1 Выбор электродвигателя

При выборе типа электродвигателя по условиям окружающей среды необходимо пользоваться классификацией помещений по взрыво- и пожаробезопасности [14].

Рассмотрим выбор двигателя для приточной вентсистемы.

При выборе электродвигателя основанием выбора мощности двигателя могут служить графики нагрузки или диаграммы, построенные показаниями регистрирующих приборов (амперметров, ваттметров, динамометров) или теоретические расчёты.

Для вентиляторов характерен продолжительный режим работы. При этом режиме рабочий период настолько длителен, что при неизменной температуре окружающей среды все части электрического двигателя достигают практически установившегося значения температуры [9]. При постоянном нагреве график этого режима представлен прямой (рис. 3.1).

Рис. 3.1 - График зависимости производительности Q (м³/с) от давления Р (Па).

Определим диаметр трубы:

d= (3.1)

где Ln-воздухообмен в помещении, м³/ч;

-скорость движения воздуха (12-15 м/с)

==0,8 м

Определим необходимый воздухообмен:

LВ= (3.2)

гдеLуд.-удельный воздухообмен, для помещений Lуд. =108 м³/ч.;площадь помещения

LВ==59616 м³/ч

Определим расчётное давление вентилятора:

Н= (3.3)

где - плотность воздуха (1,2 кг/м³);

х - коэффициент трения, для круглых металлических воздуховодов х=0,02;длина воздуховода, м;внутренний диаметр трубы, м;

-сумма коэффициентов местного сопротивления (1-1,5)

H==172,8 Н/м²

По расчётным значениям Lв и H выбираем вентилятор Ц4-1А [10].

Техническая характеристика вентилятора Ц4-1А

Н-полное давление, Па;

-КПДчастота вращения, об/мин;производительность, м³/ч.

Определим мощность на валу вентилятора:

Рв= (3.4)

РВ==6,2 кВт

Определим мощность электрического двигателя:

Р=КЗ (3.5)

где Кз - коэффициент запаса: 1.1;

-КПД передачи: 1

=1,1=6,82 кВт

Выбираем предварительно асинхронный электродвигатель 4А160М8 напряжением 380/220 кВ, у которого Р=7,0 кВт, n=730 об/мин [11].

Нагрузка на валу незначительная, поэтому дополнительной проверки по условиям пуска не проводим.

Электропривод вентилятора относится к длительному режиму, т.е. к режиму при неизменной номинальной нагрузке.

Проверим перегрузочные свойства двигателя, для чего определим номинальный момент:

МН= (3.6)

гдеР1-номинальная мощность двигателя, кВт;

-угловая скорость вращения вала двигателя, рад/с

= (3.7)