- •А.С. Панченко
- •Сызрань 2010
- •Введение
- •Оформление курсового проекта
- •Общие положение
- •1.2. Правила оформления курсового проекта
- •1.3. Общие требования к оформлению текста
- •Р и с. 1.1. Параметры текстовой страницы
- •Р и с. 1.2. Форма основной надписи на листах чертежей и схем
- •2. Курсовой проект «электроснабжение цеха промышленного предприятия или гражданских зданий»
- •2.1. Общие положения
- •Сводка основных положений по определению максимальных активных и реактивных электрических нагрузок
- •Среднеквадратичная нагрузка пары фаз
- •2.2.2. Расчет электрических нагрузок зданий
- •2.2.3. Выбор напряжения силовой и осветительной сети
- •2.2.3. Выбор и обоснование схемы силовой сети
- •2.2.4. Выбор числа, мощности и места расположения цеховых трансформаторных подстанций с учетом компенсации реактивной мощности
- •Выбор числа и мощности трансформаторов гпп
- •2.2.5. Расчет распределительной сети, выбор и расчет защитных устройств на стороне низкого напряжения
- •Для автоматов типа аз100
- •2.2.6. Расчет освещения цеха. Светотехнический расчет освещения цеха: выбор освещенности, типа ламп и светильников; расчет осветительной сети цеха
- •2.2.7. Расчет токов кз в сети низкого напряжения и проверка выбранной аппаратуры на действие токов кз
- •2.2.8 Расчет релейной защиты
- •2.2.9. Расчет искусственного заземления
- •Приложение
- •Среднее значение коэффициентов для расчета нагрузок
- •Комплектные конденсаторные нерегулируемые установки напряжением 0,38 кВ
- •Комплектные конденсаторные установки напряжением
- •0,38 КВ с автоматическим регулированием по напряжению
- •Значения коэффициентов защиты
- •Ремонтно-механические и ремонтно-монтажные цехи, цехи металлоконструкций ремонтных блоков и строительных баз
- •Ориентировочные значения сопротивлений первичных обмоток катушечных трансформаторов тока напряжением ниже 1 кВ
- •Сопротивление понижающих трансформаторов со вторичным напряжением 0,4 кВ
- •Значения сопротивлений троллейных шинопроводов напряжением 660 в
- •Значения сопротивлений комплектных шинопроводов
- •Значения сопротивлений автоматических выключателей
- •Приближенные значения активных сопротивлений разъемных контактов коммутационных аппаратов напряжением до 1 кВ
- •Значение активных переходных сопротивлений неподвижных контактных соединений
- •Формулы для определения сопротивления растеканию тока различных заземлителей
- •Коэффициенты использования ηВ вертикальных заземлителей, размещенных в ряд, без учета влияния горизонтальных электродов связи
- •Коэффициенты использования ηВ вертикальных заземлителей, размещенных по контуру, без учета влияния горизонтальных электродов связи
- •Коэффициенты использования ηГ горизонтальных соединительных электродов в ряду из вертикальных электродов
- •Коэффициенты использования ηГ горизонтальных соединительных электродов в контуре из вертикальных электродов
- •Оглавление
Выбор числа и мощности трансформаторов гпп
Номинальная мощность трансформаторов ГПП:
(2.66)
где полная расчетная мощность предприятия, которая определяется по выражению:
(2.67)
Расчетная активная мощность:
(2.68)
Оптимальная реактивная мощность рассчитывается по выражению:
(2.69)
где а – расчетный коэффициент, определяемый по [1], для Среднего Поволжья а=0,28
Проверяем перегрузочную способность трансформаторов в аварийном режиме:
(2.70)
Если условие выполняется, следовательно трансформатор выбранной номинальной мощности проходит проверку по допустимой перегрузке в послеаварийном режиме.
Коэффициент загрузки трансформатора:
(2.71)
2.2.5. Расчет распределительной сети, выбор и расчет защитных устройств на стороне низкого напряжения
Расчет цеховой распределительной сети сводится к выбору стандартных сечений токопроводов по техническим и экономическим соображениям. Исходными данными для расчета служат определенные ранее нагрузки и схема силовой сети.
Сечения токопроводов выбирают по нагреву расчетным током:
I р I дл доп,, (2.72)
где I дл доп – длительно допустимый ток токопровода, опреде- ляемый по [1].
Величина Iдл доп зависит от проводникового материала, способа изоляции, условий прокладки токопровода и других факторов.
Выбор комплектных шинопроводов. Комплектные шинопроводы типа ШМА для главных магистралей выбирают по расчетному току силового трансформатора, к которому подключена магистраль.
Выбор сечения проводов и жил кабелей. Сечения проводов и жил кабелей цеховой сети выбирают таким образом:
- по нагреву длительным расчетным током
I р КпI доп, (2.73)
- по условию соответствия выбранному защитному устройству
КпI доп ≥ КзащI з,, (2.74)
где Iр – расчетный ток линии; I доп – длительно допустимый ток проводника; Iз – параметр защитного устройства (ток срабатывания, номинальный ток); Кп – поправочный коэффициент на условия прокладки проводов и кабелей [1], Кзащ – коэффициент защиты, представляющий собой отношение длительного тока для провода или жил кабеля к параметру защитного устройства (табл. П4).
Сечение проводов и кабелей для ответвления к одиночному двигателю с короткозамкнутым ротором во всех случаях выбирается по условию нагрева длительным расчетным током. При этом длительный расчетный ток линии Iдл.р для невзрывоопасных помещений равен номинальному току двигателя:
Iном.дв = Iдл.р; (2.74)
для взрывоопасных помещений
1,25Iном.дв = Iдл.р. (2.75)
Число часов использования максимума нагрузки для цеховых распределительных сетей обычно невелико (<4000-5000 часов), что согласно ПУЭ освобождает от необходимости их проверки по экономической плотности тока. Кроме того, цеховые распределительные сети не проверяются на термическую устойчивость к току короткого замыкания, так как они являются концевыми участками системы электроснабжения и в соответствии с принципом обеспечения селективности выдержка времени максимальной токовой защиты не будет превышать 1 с. С другой стороны, разветвленность распределительных сетей цеха и значительная удаленность потребителей от источника питания обусловливают необходимость проверки выбранных сечений по допустимой потере напряжения. Выбранное сечение должно соответствовать параметрам защитной аппаратуры на данном участке сети.
Отклонения напряжения на зажимах электроприемников регламентированы ГОСТ 13109-97 на качество электроэнергии.
Проверка величины отклонения напряжения производится на зажимах электроприемника, наиболее удаленного от цехового трансформатора.
Необходимо соблюдение условия
∆Uобщ % ∆Uдоп %, (2.76)
где ∆Uдоп - допустимое отклонение напряжения от номинального по ГОСТ 13109-97.
Общая величина отклонения напряжения от цехового трансформатора до электроприемника
∆Uобщ % = ∆Uс % + Uт %., (2.77)
Потеря напряжения на участках от источника до электроприемника
(2.78)
где Imaх i — расчетный максимальный ток i-той нагрузки; п — число подключенных нагрузок; li — длина участка сети до i-той нагрузки; cosφi — коэффициент мощности i-той нагрузки; r0 i, х0 i — погонные активное и реактивное сопротивления участков сети; Ui — фактическая величина напряжения в точке подключения i-той нагрузки.
При отсутствии достоверных данных о величине Ui можно ориентироваться на номинальное напряжение.
Для проверки кабелей сечением менее 25 мм2 учет реактивного сопротивления ввиду его относительно малой величины не имеет практического смысла. Если сечение от 25 до 70 мм2, то вопрос учета решается в зависимости от отношения r и х: при х < r/3 реактивным сопротивлением можно пренебречь. При сечениях, больших 70 мм2, учитывать реактивное сопротивление проводов и кабелей необходимо всегда.
Отклонение напряжения в трансформаторе, %, определяем по формуле
∆Uт = β (lа cosφ2 + lр sin φ2), (2.79)
где lа - активная составляющая напряжения короткого замыкания, %.
1а =(Рк/Sном т)100, (2.80)
β — коэффициент загрузки трансформатора в долях единицы; Рк - потери короткого замыкания, кВт; Sном т — номинальная мощность трансформатора, кВА; lр — реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %,
(2.81)
lк – напряжение КЗ в % от номинального напряжения трансформатора; cosφ2 – коэффициент мощности на зажимах вторичной обмотки трансформатора.
Результаты расчетов сводятся в таблицу произвольной формы.
Согласно ПУЭ защите от перегрузки и токов КЗ подлежат: сети внутри помещений, выполненные открыто проложенными незащищенными изолированными проводниками с горючей оболочкой; сети внутри помещений, выполненные защищенными проводниками, проложенными в трубах, в несгораемых строительных конструкциях и т. п., в следующих случаях:
- осветительные сети в жилых и общественных зданиях, а также в пожароопасных производственных помещениях;
- силовые сети, когда по условиям технологического процесса может возникнуть длительная перегрузка;
- сети всех видов во взрывоопасных помещениях независимо от условий технологического процесса.
Все остальные сети не требуют защиты от перегрузки и защищаются только от токов КЗ, в частности кабели и проводники в трубах в невзрывоопасных помещениях.
Если допустимая токовая нагрузка, найденная по условию соответствия выбранному аппарату максимальной токовой защиты, не совпадает с данными таблиц допустимых токовых нагрузок, разрешается применение проводника меньшего сечения. Однако это сечение не должно быть меньше требуемого при определении допустимой нагрузки по условию нагрева длительным расчетным током.
Защиту сетей от КЗ могут обеспечить плавкие предохранители и воздушные автоматические выключатели с электромагнитным или комбинированным расцепителями. Предохранителями и автоматами комплектуются силовые пункты и шинопроводы.
Защиту от перегрузки можно выполнить автоматами с тепловыми или комбинированными расцепителями, а также предохранителями, если их плавкие вставки могут быть выбраны по максимальному току без загрубления по пиковому.
Предохранители напряжением до 1 кВ выбираются по следующим условиям.
Номинальное напряжение
Uном Uном.уст. (2.82)
1. Номинальный ток плавкой вставки Uном.вст выбирается по двум условиям:
- по длительному максимальному току линии Iр.тах
Iном.вст Iр.тах, (2.83)
- по пусковому Iпуск (или пиковому Iпик) току:
а) при защите ответвления, идущего к одиночному двигателю с нечастыми пусками и длительностью пускового периода не более 2,5 с:
Iном.вст (Iпуск/2,5); (2.84)
б) при защите ответвления, идущего к одиночному двигателю с частыми пусками или большой длительностью пускового периода:
Iном.вст (Iпуск/1,6); (2.85)
в) при защите линии, питающей силовую или смешанную нагрузку:
Iном.вст (Iпик/2,5). (2.86)
2. Номинальный ток предохранителя:
Iном.пр Iном.вст. (2.87)
Если в сети установлено несколько последовательно включенных предохранителей, то при КЗ в какой-либо точке сети перегорать должен ближайший к точке КЗ предохранитель. Для получения селективного действия большинства типов предохранителей напряжением до 1 кВ необходимо выбирать плавкие вставки с номинальными токами, отличающиеся не менее чем на две ступени.
Автоматические выключатели выбираются по следующим условиям.
1. Номинальное напряжение
Uном Uном.уст, (2.88)
где Uном.уст – номинальное напряжение уставки.
2. Номинальный ток расцепителя
Iном Iр.ф. Iр.тах, (2.89)
где Iр.тах – рабочий максимальный ток; Iр.ф – расчетный ток форсированного (послеаварийного) режима.
3. Номинальный ток автоматического выключателя
Iном.а Iном. (2.90)
4. Ток срабатывания расцепителя:
а) выбор тока срабатывания по пиковому току
Iсраб 1,25Iпик, (2.91)
где Iпик – кратковременный пиковый ток в линии при пуске двигателя.