Курсовая работа: Электроснабжение цехов механического завода

Iн4===13,9А Iд.д.=25 А ПВ5(12,5)

Iн7===7,1 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

Iн11===2,9 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

Iн12===4,2 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

Iн13===15 А Iд.д.=25 А ПВ5(12,5)

Iн14===15 А Iд.д.=25 А ПВ5(12,5)

Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=32,1 А, Iд.д.=75 А, ВВГ416

ШР – 2

Iн5===13,9 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

Iн6===7,1 А Iд.д.=16А ПВ5(11,5)

Iн8===50,6 А Iд.д.=75 А ПВ5(116)

Iн9===3,9 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

Iн10===5,4А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

Iн15===35,7 А Iд.д.=40 А ПВ5(16)

Iн16===71,4А Iд.д.=75А ПВ5(116)

Iн17===71,4 А Iд.д.=75 А ПВ5(116)

Iн18===71,4 А Iд.д.=75 А ПВ5(116)

Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=69,3 А, Iд.д.=145 А, ВВГ316+1*25

ШРА – 1

Iн19===11,4 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

Iн20===26,8 А Iд.д.=30 А ПВ5(14)

Iн21===11,8 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

Iн22===53,6 А Iд.д.=75 А ПВ5(116)

Iн23===53,6 А Iд.д.=75 А ПВ5(116)

Iн24===6,1 А Iд.д.=16А ПВ5(11,5)

Iн25===7,9 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

Iн26===17,9 А Iд.д.=20 А ПВ5(12)

Iн27===17 А Iд.д.=20А ПВ5(12)

Iн28===2,3 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

Iн29===3,3 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

Iн30===1,7 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

Iн31===50 А Iд.д.=50А ПВ5(110)

Iн32===7,9 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

Iн33===26,8 А Iд.д.=30 А ПВ5(14)

Iн33===60,7 А Iд.д.=75 А ПВ5(116)

Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=76,3А, Iд.д.=145 А, ВВГ350+1*25

ШР – 5

Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=31, 7 А, Iд.д.=75 А, ВВГ416

ШРА – 6

Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=39, 5 А, Iд.д.=75 А, ВВГ 416

ШР А– 7

Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=95, 2 А, Iд.д.=180 А, ВВГ370+135

ШР А– 8

Выбираем ВВГ для шкафа: Iш=124,8А, Iд.д.=220А, ВВГ395+135

Выбор автоматических выключателей.

Проверяем выбранный автоматический выключатель по 4-м условиям:

1) Iтр≥Iн

2) Iтр≥IнК

3) Iэмр≥1,25Iкр

4) Iдд≥IтрКз

ШР – 1

2. Станок

Iн=7,1 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

а) Iтр≥Iн; 8≥7,1; ВА51-31

б) Iтр≥IнК; 8≥7,11,35; 8≥10,1 – условие не выполнено, следовательно, увеличиваем тепловой расцепитель до необходимого: 12,5≥10,1; ВА51-31

в) Iэмр≥1,25Iкр; Iэмр=IтрК=12,57=87,5 А; Iкр=Iн6,5=7,16,5=46,2 А

87,5≥1,2546,2;

87,5≥57,7 – условие выполнено.

г) Iдд≥IтрКз; 16≥12,51; 16≥12,5 – условие выполнено.

3. Станок

Iн= 10,7 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

а) Iтр≥Iн; 16≥13,9; ВА51-31

б) Iтр≥IнК; 16≥10,71,35; 12,5≥14,4 – условие не выполнено, следовательно, увеличиваем тепловой расцепитель до необходимого: 20≥14,4; ВА51-31

в) Iэмр≥1,25Iкр; Iэмр=IтрК=207=140 А; Iкр=Iн6,5=10,76,5=69,6А

140≥1,2569,6;

140≥86,9 – условие выполнено.

г) Iдд≥IтрКз; 25≥201; 25≥20 – условие выполнено.

4) Станок

Iн= 13,9А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

а) Iтр≥Iн; 16≥13,9; ВА51-31

б) Iтр≥IнК; 16≥13,91,35;18,8 ≥4,8 – условие выполнено следовательно, увеличиваем тепловой расцепитель до необходимого: 20≥18,8; ВА51-31

в) Iэмр≥1,25Iкр; Iэмр=IтрК=207=140 А; Iкр=Iн6,5=13,96,5=90,4А

140≥1,2590,4;

140≥112,9 – условие выполнено.

г) Iдд≥IтрКз; 25≥201; 25≥20 – условие выполнено.

7) Станок токарный

Iн=7,1 А Iд.д.=16 А ПВ5(11,5)

а) Iтр≥Iн; 8≥7,1; ВА51-31

б) Iтр≥IнК; 8≥7,11,35; 10≥9,6 – условие не выполнено, следовательно, увеличиваем тепловой расцепитель до необходимого: 10≥12,8; ВА51-31

в) Iэмр≥1,25Iкр; Iэмр=IтрК=167=112 А; Iкр=Iн6,5=9,56,5=61,75 А

112≥1,2561,75;

112≥77,19 – условие выполнено.

г) Iдд≥IтрКз; 16≥161; 16≥16 – условие выполнено.

11) Воздушная завеса.

Iн= 2,9А, Iдд=16 А, ПВ5(11,5)

а) Iтр≥Iн; 6,3≥2,9; ВА51-31

б) Iтр≥IнК; 6,3≥2,91,35; 6,3≥3,9 – условие выполнено.

в) Iэмр≥1,25Iкр; Iэмр=IтрК=6,37=44,1 А; Iкр=Iн6,5=2,96,5=18,9 А

44,1≥1,2518,9;

44,1≥23,6 – условие выполнено.

г) Iдд≥IтрКз; 16≥6,31; 16≥6,3 – условие выполнено.

12) Воздушная завеса.

Iн= 4,2А, Iдд=16 А, ПВ5(11,5)

а) Iтр≥Iн; 6,3≥4,2; ВА51-31

б) Iтр≥IнК; 6,3≥4,21,35; 6,3≥5,7 – условие выполнено.

в) Iэмр≥1,25Iкр; Iэмр=IтрК=6,37=44,1 А; Iкр=Iн6,5=4,26,5=27,3 А

44,1≥1,2518,9;

44,1≥34,1 – условие выполнено.

г) Iдд≥IтрКз; 16≥6,31; 16≥6,3 – условие выполнено.

13) Печь муфельная.

Iн=15 А Iд.д.=25А ПВ5(12,5)

а) Iтр≥Iн; 16≥15; ВА51-31

б) Iтр≥IнК; 16≥7,11,35; 16≥920,3 – условие не выполнено, следовательно, увеличиваем тепловой расцепитель до необходимого: 25≥20,3; ВА51-31

в) Iэмр≥1,25Iкр; Iэмр=IтрК=257=175 А; Iкр=Iн6,5=156,5=97,5 А

175≥1,2597,5;

175≥121,9 – условие выполнено.

г) Iдд≥IтрКз; 25≥251; 25≥25– условие выполнено.

13) Печь муфельная.

Iн=15 А Iд.д.=25А ПВ5(12,5)

а) Iтр≥Iн; 16≥15; ВА51-31

б) Iтр≥IнК; 16≥7,11,35; 16≥920,3 – условие не выполнено, следовательно, увеличиваем тепловой расцепитель до необходимого: 25≥20,3; ВА51-31

в) Iэмр≥1,25Iкр; Iэмр=IтрК=257=175 А; Iкр=Iн6,5=156,5=97,5 А

175≥1,2597,5;

175≥121,9 – условие выполнено.

г) Iдд≥IтрКз; 25≥251; 25≥25– условие выполнено

Остальные шкафы считаются аналогично.

Дано:

Uс(б)=10.5 кВ

Sс(б)=25 МВА

L0=1.5 км

Uн=0,4 кВ

Xс=0,6

X0=0,09 Ом/км

F=16 мм2

R0=1.98

 ё  

Составляем расчётную схему и схему замещения электрической цепи (расчёт Iкз в случае 2-х трансформаторной подстанции производится аналогично, как и для 1-о трансформаторной подстанции). Выбираем базисные условия и рассчитываем Iкз для точки К1 в относительных единицах.

1) Определяем относительное реактивное и активное сопротивление линии для второго элемента цепи – в/в кабеля:

Xс=X0L0Sб/Uб2=0,08160/6,32=0,12

R*б2=R0L0Sсб/Uб2=0.84160/6,32=1,3

R0=1000/Y*S=1000/34*35=0.84

2) Определяем общее сопротивление до точки К1:

Z*б.к1===1,4

3) Определяем базисный ток и сверхпереходной ток для точки К1:

Iб1=Sб/(Uб)=60/(1,736,3)=5.5 кА

I”к1=Iб1/Zк1=5.5/1,4=3.9 кА

4) Определяем ударный ток для точки К1 и мощность КЗ в точке К1:

===0,3

По графику Ку= определяем Ку=1,05

iу=КуI”к1=1,051,43.9=5.7 кА

Sк1=I”к1Uб=1,733.96,3=42.5 МВА

5) Определяем сопротивления энергосистемы и в/в кабеля в точке К2:

Xc=Xб1Uн2/Sc=0,30,42/60=0,0008 Ом=0.8 мОм

X2=Xб2Uн2/Uб2=0,120,42/6,32=0,0005 Ом=0,5 мОм

R2=Rб2Uн2/Uб2=1.30,42/6,32=0,005 Ом=5 мОм

6) Определяем активное и индуктивное сопротивление вторичной обмотки силового трансформатора в относительных и именованных единицах:

R*тр-ра=∆Pм/Sтр-ра=5,5/400=0,01

Rтр=R*тр-раUн2/Sтр-ра=0,010,42106/400=4 мОм

X*тр-ра= ==0,04

Xтр-ра=X*тр-раUн2/Sтр-ра=0,040,42106/400=16 мОм

Для низковольтных шин.

L=1,5 м

7) Определяем активное и индуктивное сопротивление низковольтных шин КТП:

Rш=R0L=0,1421,5=0.2 мОм

Xш=X0L=0,1371,5=0.2 мОм

8) Выбираем алюминиевую шину по длительно допустимому току:

Iтр-ра.===571,4 А

Iдоп≥Iтр-ра

665≥571,4

SAl 505

9) Определяем полное сопротивление схемы замещения до точки К1:

ΣRк2=Rш+Rк+Rтр-ра+R2=0.2+0,4+4+5=9.6 мОм

ΣXк2=Xш+Xс+Xтр-ра+X2=0,2+0.3+16+0.5=17 мОм

Zк2===19.5 мОм

10) Определяем ударный и сверхпереходной ток при КЗ в точке К2:

I”к2===11.9 кА

iу=КуI”к2=1,41,211.9=20 кА

11) Определяем мощность КЗ в точке К2:

Sк2=I”к2Uн=1,7311.90,4=8.2 МВА

Сводим все расчётные данные в таблицу:

Проверка автоматического выключателя на н/в стороне ТМ.

Расчётные данные. Паспортные данные.

U=6,3кВ ≤ U=6,3 кВ

Iном. тр-ра=571,4 А  ≤ Iном. авт.=1000 А

iуд=15,29 кА ≤ Iотк. эмр=25 кА

Вк=I”2tпр=11,920,6=85 кА2с ≤ Вк =96 кА2с

Условия выполняются.

Вывод: автоматический выключатель удовлетворяет защитным функциям.

Выбор высоковольтного оборудования.

Разъединитель.

ВНП –10УЗ- 400/10

 Расчётные данные. Паспортные данные.

Uном=6,3 кВ  ≤ Uном=6,3 кВ

Iном=36,7 А ≤ Iном=400 А

Iуд=5,7 кА ≤ imax= 41кА

iуст=I”2tпр=10,624=449,4 кА2 ≤ iуст=I2терм. t=1624=1024кА2с

Условия выполняются.

Предохранитель.

ПКТ102-6-31,5У3

Расчётные данные. Паспортные данные.

Uном=6,3 кВ  ≤ Uном=6,3 кВ

Iн=Sн. тр-ра/·U=400/1,73·6,3=36,7 А ≤ Iн=40 А

iуд(K1)=5,7 кА ≤ Iоткл.=31,5 А

Sрасч.(К1)=42,5 МВА ≤ Sоткл.=·Iоткл.·Uн=1,73·31,5·6,3=326,9 МВА

Условия выполняются.

Проверка на действие токов К.З. в/в и н/в электрооборудования КТП.

ВА55-41

Расчётные данные. Паспортные данные.

Sст. тр-ра=362,35 кВА ≤ Sтр-ра=400 кВА

Uн.1сист.=6,3 кВ  ≤ Uн.1КТП=6,3 кВ

Uн.2тр-ра=0,4 кВ  ≤ Uн.2КТП=0,4 кВ

Iдин. ст-ти=15,29 кА ≤ I=25 кА

Iтер.ст-ти=9,01 кА ≤ I=10 кА

Условия выполняются.

Вывод: при выполнении этих условий КТП имеет гарантию 3 года.

Проверка шин на токи К.З.

А505

А505=250 мм2

Sт.с.=αI”, где α=11, tпр=1

Sт.с.=119,01=99,11 мм2

250>99,11 – условие выполняется.

Вывод: шина выдерживает расчетный ток К.З.

Проверка в/в кабеля на термическую стойкость

Smin=; где С=85, tпр=1

Smin=45,9= мм2

35>45,9 – условие не выполнено, следовательно, выбираем

сечение кабеля на порядок выше.

ААШВУ – 3*50

50>45,9

Вывод: в/в кабель выдерживает расчётный ток К.З.

9. Расчёт заземляющего устройства

Наибольшее допустимое значение сопротивление заземляющих устройств электроустановок (трансформаторная подстанция) – 4 Ом.

Дано:

ρ (суглинок)=100 Омм

l=5 м

Rдоп.=4 Ом

Rв===20 Ом

П===5, где П – число электродов.

10. Релейная защита

Устройство автоматического включения резерва.

В сетях промышленных предприятий с раздельным питанием потребителей I категории от двух ИП широко применяются устройства АВР, которые повышают надёжность электроснабжения и сокращают время простоя электрооборудования.

По назначению устройства АВР разделяются на АВР линий, трансформаторов, электродвигателей, секционных выключателей на подстанциях. Оперативным током может быть постоянный или переменный ток. Все устройства АВР должны удовлетворять следующим основным требованиям: время действия должно быть минимально возможным; все выключатели, оборудованные АВР, должны иметь постоянный контроль исправности цепи включения; действие АВР должно быть однократным, чтобы не допускать дополнительных включений на неустранившиеся КЗ; действие АВР должно быть обязательным при любой причине исчезновения напряжения на шинах подстанции, исключая отключения цепей с целью проведения ремонтов, осмотров и т. п.

Согласно [40] устройство АВР для потребителей I категории является обязательным.

Рассмотрим наиболее распространённую на промышленных предприятиях схему АВР на секционном выключателе с пружинным приводом. В нормальном режиме выключатели Q1 и Q2 первой и второй секции подстанции включены, секционный выключатель Q3 отключен. В схеме имеется электродвигатель М для завода пружины привода, отключаемый конечным выключателем SQ. Реле блокировки KBS, служащее для обеспечения однократности действия АВР, получает питание от выпрямительного моста VT. Готовность схемы АВР к работе сигнализируется лампой HL. Ключи SA1 и SA2 установлены в положение АВР. Реле минимального напряжения KV1 – KV4 и реле блокировки включены. Контакт привода SQM замкнут.

При аварии на первой секции и исчезновении на ней напряжения срабатывают реле KV1 и KV2, включая реле времени KT1, которое своим контактом КТ1:1 с выдержкой времени включает промежуточное реле KL1. Контакт KL1:1, замыкаясь, включает цепь электромагнита отключения YAT1 выключателя Q1, который отключается. Вспомогательный контакт выключателя Q1:3 включает электромагнит YAC3 секционного выключателя Q3, чем освобождается пружина привода этого выключателя, который, включаясь, восстанавливает питание на первой секции от линии 2, оставшейся в работе. Одновременно срабатывает двигатель М, заводя пружину и подготовляя схему к новому циклу срабатывания. При исчезновении напряжения на второй секции схема работает аналогично.

Однократность АВР обеспечивается за счёт того, что при отключении выключателя Q1 или Q2 реле блокировки KBS размыкает с выдержкой времени цепь включения электромагнита YAC3.

11. Мероприятия по технике безопасности и охране окружающей среды

В охране труда большое значение предаётся к стандартам безопасности труда (СС ТБ), что представляет собой комплекс взаимосвязанных стандартов, содержащих требования, нормы и правила, направленные на обеспечение безопасности, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Стандарт устанавливает требования по организации работ, обеспечивающие безопасность труда:

1. Требования и нормы по видам опасных и вредных производственных факторов.

2. Требования к зданиям и сооружениям.

3. Требования безопасности к производственному оборудованию и производственным процессам.

4. Требования к средствам защиты работающих.

Основными мероприятиями для обеспечения нормальной среды в рабочей зоне должны быть:

1. Механизация тяжёлых ручных работ.

2. Защита от источников вредного излучения.

3. Перерывы в работе для отдыха.

Все промышленные отходы металлов, дерева, пластмасс и других материалов должны быть утилизированы. В современном обществе резко возросли роль и задача экологии на основе оценки степени труда, приносимых природе.

Охрана от вредных воздействий промышленных отходов и выбросов – одна из самых серьёзных проблем. Мир встревожен уроном, который человечество приносит природе. При работе ТЭЦ в атмосферу выбрасывается более 60% исходной энергии топлива в виде горячей воды и горячих дымовых газов. С ними выделяются окиси углерода, сернистые соединения, пыль, шлак.

ГЭС изменяют уровень грунтовых вод, затопляют селения, происходит ухудшение состояния почвы. Линии эл. передач отчуждают территории в радиусе нескольких десятков метров, создаются эл. магнитные поля, которые неблагоприятно влияют на человека и создают помехи в сетях связи.

Задачи по охране окружающей среды:

1. Ускоренное развитие ядерной энергетики, переход на газ ТЭЦ вместо угля.

2. Очистка вод в отстойниках.

3. Фильтры-самоуловители.

4. Создание систем замкнутого оборотного водоснабжения, что исключает сброс промышленных вод в водоёмы.

5. В дымовых трубах должны быть установлены фильтры (задержка золы).

6. Необходимо создавать безотходные технологические процессы.

7. Производить эл. энергию с использованием солнечных, ветровых, геотермальных источников.

Россия принимает активное участие в работе природоохранительных организаций, сотрудничает в области охраны окружающей среды на основе межправительственных соглашений США, Бельгии.

Развитие международного сотрудничества в области охраны окружающей среды будет способствовать успешному решению национальных и международных проблем охраны природы.

12.    Схема принципиальная электрическая КТП

Литература

1. «ПУЭ». Энергоиздат, 2000 г.

2. Цигельман И.Е. «Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий», МВШ 1988 г.

3. Тульчин и Нудлер. «Электрические сети и электрооборудование жилых и общественных зданий», 1990 г.

4. ВСН 59-88. «Электрооборудование жилых и общественных зданий». Нормы проектирования.

5. ГОСТ 2.755-87. «Условные графические обозначения контактов коммутационных устройств».

6. ГОСТ 21.614-88. «Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах».

7. Справочник «Электромонтажные устройства и изделия». Энергоатомиздат, 1988 г.

8. Шаповалов И.Ф. «Справочник по расчёту электрических сетей». Киев 1986 г.

9. Беляев А.В. «Выбор аппаратуры защиты и кабелей в сетях 0,4 кВ». Энергоатомиздат 1988 г.

10. «Справочник по электроснабжению и электрооборудованию». Энергоатомиздат Т.П., 1987 г.

11. Рожкова, Коновалова. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок». Энергоатомиздат 1989 г.

12. Дьяков В.И. «Типовые расчёты по электрооборудованию» МШВ 1991 г.

13. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля под редакцией Клюева. Энергоатомиздат 1991 г.

14. Пособие по курсовому и дипломному проектированию под редакцией Блока. МШВ 1990 г.

15. «Определение категорий помещений и зданий по взрывоопасной и пожарной безопасности», НПБ 105-95.

16. «Электроустановки зданий». ГОСТ 50571.01-15.

17. Сертификация электроустановок. Госстандарт 16.07.1995.