Дипломная работа: Проектирование электроснабжения предприятия

Согласно полученному рабочему току А выбирается по АД31-Тоднополюсные шины, выполненные из алюминия сечением 80х6 с длительно допустимым током равным 1150 А.

где - ток КУ номинальный, указан в таблице

- номинальная полная мощность трансформатора, кВА.

Таким образом, максимальный рабочий ток в случае временной допустимой перегрузки трансформатора, c подсоединенным КУ к шинам, составляет на 1 секции 995,92 А и на 2 секции 939,63 А, и теперь, нам необходимо выбрать алюминиевые шины большего сечения. Выбираем шины на обе секции АД31-Т с сечением 80х6 с длительно-допустимым током равным 1150 А.

1.4.4 Выбор защитной аппаратуры КТП -10/0,4 кВ.

Комплектация КТП определяется заводом изготовителем и при проектировании системы электроснабжения приходиться проверять возможность их применения в конкретной схеме и при заданных режимах работы.

Электрические аппараты работают в трех основных режимах: длительном номинальном режиме, в режиме перегрузки (с повышенной нагрузкой, которая для некоторых аппаратов достигает значений до 1,4 номинальной) и в режиме короткого замыкания.

При выборе аппаратов следует обязательно учитывать род установки, температуру окружающей среды, влажность и загрязненность, высоту установки аппаратов над уровнем моря.

Произведем выбор следующих автоматических выключателей: АВ1 - вводные автоматические выключатели к секциям шин 1 и 2. АВ2 - секционный выключатель, АВ3 - автоматический выключатель на отходящую линию от КТП до ШС-1.

- Номинальное напряжение выключателя не должно быть ниже напряжения сети:

где - номинальное напряжение автоматического выключателя, В;

- номинальное напряжение установки, В.

где - номинальный ток автоматического выключателя, А;

- расчетный ток установки, А.

-Номинальный ток расцепителя должен быть больше пикового тока нагрузки, длительно протекающего по защищаемому элементу.

Результат выбора автоматических выключателей представлен в таблице 16.

Таблица 18 - Выбор автоматических выключателей 0,4 кВ

1.4.5 Выбор защитной аппаратуры линий потребителей 0,4 кВ

Силовые шкафы цеха выполненные на базе ШРС-1 предназначены для приема и распределения электрической энергии в трехфазных сетях переменного тока частотой 50 Гц с номинальным напряжением 380 В. Шкафы рассчитаны на номинальный ток до 400 А и обеспечивают защиту отходящих линий автоматическими выключателями серии ВА.

Автоматические выключатели выбираются по параметрам нормального режима и проверяются из условия пиковых режимов и режимов коротких замыканий Соответствие номинального напряжения автоматического выключателя номинальному напряжению сети:

где - номинальное напряжение автоматического выключателя согласно

таблице П.6.2 в [16], В;

- номинальное напряжение сети, В.

Соответствие номинального тока автоматического выключателя расчетному току защищаемой цепи:

где - номинальный ток автоматического выключателя, А;

- максимальный расчетный ток цепи, защищаемой автоматом, А.

Тепловой расцепитель автоматического выключателя выбирают из условия отстройки от рабочих и пиковых токов электроприемников.

Для электрических цепей электродвигателей и смешанной нагрузки:

где - пиковый ток одного электродвигателя, группы электродвигателей или смешанной нагрузки, А.

Электрический расцепитель автоматического выключателя выбирают из

условий отстройки от пиковых токов электроприемников:

где - ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А;

- коэффициент надежности отстройки.

где 1,05 - коэффициент, учитывающий отклонение номинального напряжения электроприемника на 5% выше в нормальном режиме;

- коэффициент запаса, принимается равным 1,1 [16] ;

- коэффициент, учитывающий наличие апериодической составляющей в пиковом токе электроприемника равный 1,4;

- коэффициент, учитывающий возможный разброс тока срабатывания отсечки относительно уставки. Принимается по каталожным данным. Для автоматических выключателей общего применения серий ВА равняется 1,4-1,5 [16].

Следовательно, для защиты цепей с двигательной нагрузкой:

Проверка эффективности защиты электрических цепей от перегрузки.

Защита от перегрузки будет эффективна, если выполняются условия:

где - ток срабатывания от перегрузки, А;

-длительно допустимая электрическая нагрузка проводников электрической цепи, А. [1].

Ток срабатывания от перегрузки определяется по каталожным данным автоматических выключателей.

Расчет и выбор автоматических выключателей представлен в таблице 19.

Таблица 19 - Выбор автоматических выключателей ЭП

Основные соотношения при выборе

Iпик /К

Iпд - пусковой ток двигателя

К - коэффициент, равный для двигателей с легким пуском 2,5

Iпик /К

К - коэффициент, равный для двигателей с тяжелым пуском 1,6…2.

Iпд - определяется по паспорту, каталогам или непосредственным измерением

186,55/1,6=116,59А

Автоматы имеют несколько характеристик, самыми распространенными из которых являются:

 Тип B - величина тока срабатывания электромагнитного расцепителя кратности k = 3 - 6. Для бытового применения, где ток нагрузки невысокий и ток КЗ может попасть в зону работы теплового, а не электромагнитного расцепителя. 

Тип C - величина тока срабатывания электромагнитного расцепителя кратности k = 5 - 10. Для бытового и промышленного применения: для двигателей со временем пуска до 1 с, нагрузок с малыми индуктивными токами (холодильных машин и кондиционеров). 

Тип D - величина тока срабатывания электромагнитного расцепителя кратности k > 10. Применяется для мощных двигателей с затяжным временем пуска. 

1.5 Расчет токов коротких замыканий на стороне 0,4 кВ

Значительные по амплитуде токи короткого замыкания представляют большую опасность для всех элементов электрической системы, так как вызывают чрезмерный нагрев токоведущих частей и создают большие механические усилия.

Последствия воздействия токов короткого замыкания проявляются:

- в резком увеличении токов в ветвях системы, особенно в месте КЗ;

- в значительном снижении напряжения в узлах ЭС;

- в искажении симметрии напряжений и токов при несимметричных коротких замыканиях, в результате которого увеличивается электромагнитное и электростатическое влияние линий электропередачи на линии связи и другие объекты;

- в тепловом действии токов КЗ, приводящим к повреждению изоляции;

- в динамическом действии токов КЗ, в появлении механических усилий, повреждающих конструкцию машин и аппаратов.

Для расчета составим однолинейную схему электроснабжения цеха, со всеми приведенными элементами, участвующими в снабжении электроприемника.

Рисунок - 2 Схема сети с точками КЗ

1.5.1 Схема замещения и определение параметров цепи

Составим эквивалентную схему замещения и определим ее параметры.

Рисунок 3 - Схема замещения сети 0,4 кВ

Точки расчета короткого замыкания:

- К1 - для проверки кабельной линии КЛ1 и автоматов приемников;

- К2 - для проверки кабельной линии КЛ2 и автомата отходящей линии;

- К3 - для проверки вводного автомата секции.

Параметры элементов.

Трансформатор ТП-10/0,4:

В КТП установлен трансформатор ТМГ-400/10 со схемой соединения обмоток ?/Y0. Параметры трансформатора приведены к классу напряжения 0,4 кВ и взяты из таблиц П.4.2 в [5].

= =5,6 Ом = 55,6 мОм

= =17,1Ом =148,7 мОм

Сборные шины:

Шины щитовой цеха выполнены из шин типа АД-31Т 80x6с небольшим запасом по допустимому току . Их параметры взяты из http://www.websor.ru/shina.html .

= 0,077 мОм

= 0,182 мОм

Эквивалентные сопротивления сборных шин

= = • l

где l - общая длина шин, м.

= • l

= 0,077 • 5 = 0,385 мОм

= • l

= 0,182 • 5 = 0,91мОм

Автоматические выключатели:

Параметры выбранных выключателей определены согласно [8] и приведены в таблице 20.

Таблица 20 - Значения активных и индуктивных сопротивлений выключателей

Расчет параметров кабельных линий КЛ1 и КЛ был произведен ранее при выборе кабеля и проверки его по потере напряжения.

Выбор сопротивления автоматических выключателей взят http://forca.ru/info/spravka/soprotivlenie-avtomaticheskih-vyklyuchatelei.html

1.5.2 Расчет токов короткого замыкания в точке К3

Ток металлического трехфазного короткого замыкания в точке К3:

где = 0,4 кВ - номинальное напряжение на зажимах НН трансформаторов;

- суммарное активное сопротивление до точки К3, мОм;

- суммарное реактивное сопротивление до точки К3, мОм.

Ток неметаллического трехфазного короткого замыкания в точке К3:

где - сопротивление электрической дуги и неучтенных контактов сети, мОм.

= 15 мОм.

Токи металлического и неметаллического двухфазного короткого замыкания в точке К3

1.5.3 Расчет токов короткого замыкания в точке К2

Ток металлического трехфазного короткого замыкания в точке К3:

Ток неметаллического трехфазного короткого замыкания в точке К3:

где Rпер - сопротивление электрической дуги и неучтенных контактов сети, Ом. Rпер = 15 Ом.

Ток металлического однофазного короткого замыкания в точке К2:

где ? фазное напряжение системы;

? сопротивление трансформатора однофазному короткому замыканию, мОм;

?сопротивление петли фаза-нуль КЛ1, мОм;

=194,71мОм

Ток неметаллического однофазного короткого замыкания в точке К2:

=214,36 мОм

1.5.4 Расчет токов короткого замыкания в точке К2

Ток металлического трехфазного короткого замыкания в точке К1:

Ток неметаллического трехфазного короткого замыкания в точке К3:

Ток металлического однофазного короткого замыкания в точке К2:

?сопротивление петли фаза-нуль КЛ2, мОм;

Ом

Ток неметаллического однофазного короткого замыкания в точке К2:

Значения токов КЗ кабельных линий цеха представлены в таблице 19.

Ударный ток короткого замыкания в точке К3:

где - ударный коэффициент; - постоянная времени цепи. 

При известном отношении  значения и можно получить по рис. 1

Из графика постоянная времени приблизительно равна 0,01

На стороне 0,4 кВ выбираем стандартную панель ЩО-70-2АТ.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗДЕЛИИ

Панели распределительные щитов серии ЩО предназначены для приема и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц напряжением 380/220В, защиты от перегрузок и токов короткого замыкания и применяются для комплектования распределительных устройств с глухозаземленной нейтралью. 

Степень защиты оболочки по ГОСТ