Электроснабжение деревообрабатывающего цеха

Электроснабжение деревообрабатывающего цеха

ВВЕДЕНИЕ

В энергетической программе РФ сформулированы важнейшие задачи развития промышленности путём всемирной интенсификации и повышения эффективности производства на базе ускорения научно-технического прогресса.

В области электроснабжения потребителей эти задачи предусматривают повышение уровня проектно- конструкторских разработок, внедрение и рациональную эксплуатацию высоконадёжного электроснабжения, снижение непроизводительных расходов электроэнергии при её передаче, распределений и потреблений.

Развитие и усложнение структуры систем электроснабжения, возрастающие требования к экономичности и надёжности их работы в сочетании с изменявшейся структурой и характером потребителей электроэнергии, широкие внедрение устройств управления распределением и потреблением электроэнергии на базе современной вычислительной техники ставят проблему подготовки высококвалифицированных инженеров по специальности «Электроснабжение промышленных предприятий, городов и сельского хозяйства».

Темой моего курсового проекта является электроснабжение деревообрабатывающего цеха.

1.      КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСОБЕННОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА

Деревообрабатывающий цех (ДЦ) предназначен для изготовления оконных блоков и является составной частью крупного домостроительного комбината.

Весь технологический процесс осуществляется двумя потоками, каждый поток состоит из трёх автоматизированных линий:

Готовая продукция проходит через малярную и идёт к потребителю. Транспортировка деталей по цеху осуществляется электрокарами, для подзаряда аккумуляторов которых имеется зарядная. Кроме этого предусмотрены производственные, вспомогательные и бытовые помещения.

Участок раскроя пиломатериалов и зарядная являются пожароопасными помещениями. Электроснабжение (ЭСН) цех получает от собственной комплектной трансформаторной подстанции (КТП), подключенной к ГПП комбината. По категории надёжности ЭСН - это потребитель 1 категории. Количество рабочих смен-3 (круглосуточно).

Грунт в ДЦ- суглинок с температурой +10 ̊С. Каркас здания сооружен из блоков- секций длиной 6 м. каждый.

Размеры цеха А˟В˟Н= 48˟30˟9 м. Все помещения, кроме технологических участков, двухэтажные высотой 3,2 м.

Перечень ЭО дан в таблице 1. Мощность электропотребления (Рᵌᵖ) указан для одного электроприёмника.

Расположение основного ЭО показано на плане.

Таблица 1- Перечень ЭО деревообрабатывающего цеха

1.1    Классификация помещений по взрыво, пожарной и электробезопасности

Таблица 2 Классификация помещений по взрыво, пожарной и электробезопасности

2       РАСЧЁТНО- КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Категория надёжности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения

Деревообрабатывающий цех является электроприёмником I категории электроснабжения. Прерыв в электроснабжении приведёт к массовому недоотпуску продукции, массовому простою рабочих, механизмов. Цех обеспечивается ЭЭ от ГПП завода.

Прерыв электроснабжения допустим на время для включения резервного питания, действиями дежурного персонала.

Для электроснабжения автоматизированного цеха выбрана радиальная схема электроснабжения. В целях повышения электроснабжения мы применяем двух трансформаторную подстанцию.

Радиальная схема электроснабжения

Рисунок 1- Радиальная схема электроснабжения

2.2 Расчет электро нагрузок, компенсурущего устройства и выбор трансформатора

В качестве основного метода определения электронагрузок принят метод упорядочённых диаграмм.

По этому методу расчётная максимальная нагрузка определяется в следующей последовательности: все электроприемники разбиваются на 3 распределительных пункта

электроприёмники работающие в длительном режиме.

Определяем среднюю активную и реактивную мощности за наиболее загруженную смену

Pсм = Ки × Рн (кВт).

Qсм = Pсм × tgφ (кВар).

Sсм =  (кВ×А).м = Sсм ⁄ Vл  (A)

Определяем среднюю активную и реактивную мощность РП1

.        Лифты вертикальные ДБ1

Pсм = Ки × Рн = 0,1×6 = 0,6 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 0,6×1,73 =1,03 кВар.

Sсм = = = 1,2 кВ.×А.м = Sсм ⁄ Vл  = 1,2 / 0,38×1,73 = 1,8 A.

.        Загрузочные устройства:

Pсм = Ки × Рн = 0,17×10= 1,7 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 1,7×1,17 = 1,9 кВар.

Sсм = = = 2,5 кВ.×А.м = Sсм ⁄ Vл  = 2,5 / 0,38×1,73 = 3,8 A.

.        Торцовые станки ДС1:

Pсм = Ки × Рн = 0,17×5,6 = 0,9 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 0,9×1,17 = 1,05 кВар.

Sсм = = = 1,4 кВ.×А.м = Sсм ⁄ Vл  = 1,4/ 0,38×1,73 = 2,1 A.

.        Транспортёры ДТ4:

Pсм = Ки × Рн = 0,17×10,4 = 1,7 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 1,7×1,17 = 1,9 кВар.

Sсм = = = 2,5 кВ×А.м = Sсм ⁄ Vл  =2,5 / 0,38×1,73 = 3,8 A.

.        Многопильные станки ЦМС:

Pсм = Ки × Рн = 0,17×10 = 1,7 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 1,7×1,17 = 1,9 кВар.

Sсм = = = 2,5 кВ.×А.м = Sсм ⁄ Vл  = 2,5 / 0,38×1,73 = 3,8 A.

.        Станки для заделки сучков:

Pсм = Ки × Рн = 0,14×4,8 = 0,8 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 0,8×1,73 = 1,4 кВар.

Sсм = = = 1,6 кВ.×А.м = Sсм ⁄ Vл  = 1,6 / 0,38×1,73 = 2,4 A.

Определяем среднюю активную и реактивную мощность РП2

Представляет однофазную нагрузку, включенную на линейное напряжение

Эту нагрузку необходимо привести к длительному режиму и к условной трехфазной мощности.

Сначала определяется номинальная мощность, приведенная к длительному режиму работы

Рисунок 2- Схема включения однофазных нагрузок на линейное напряжение

.        Установка окраски электрический:

Рн= Рн×cosφ= 4.8× 0.6 = 2.88 кВт.

К условной трехфазной мощности.

Сначала определяется наиболее загруженная фаза

Рв = Рф.нб = (2Рн + 2Рн) /2 = (2×2,88 + 2×2,88)/2= 8,64 кВт.

Ра = Рс = Рф.нм. = (Рн + 2Рн) /2 = (2,88 + 2×2,88)/2= 5,76кВт.

Неравномерность загрузки фаз составит:

Н=  *  =  =50% > 15% тогда:

Ру = 3Рф.нб = 3 · 8,64 = 25,92 кВт .

Ру = Рн Σ = 25,92 кВт.

Pсм = Ки × Рн = 0,16×25,92 = 4,1 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ =4,1×1,33= 5,4 кВар.

Sсм = =  = 6,8 кВ.×А.м = Sсм ⁄ Vл  = 6,8 / 0,38×1,73= 10,4 A.

.        Фуговальные станки:

Pсм = Ки × Рн = 0,17×7 = 1,2 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 1,2×1,17 = 1,4 кВар.

Sсм = = = 1,8 кВ.×А.м = Sм ⁄ Vл  = 1,8 / 0,38×1,73 = 2,7 A.

.        Транспортёры ДТ6:

Pсм = Ки × Рн = 0,17×16 = 2,72 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 2,72×1,17 = 3,2 кВар.

Sсм = = = 4,1кВ.×А.

Iм = Sсм ⁄ Vл  =4,1 / 0,38×1,73= 6,3 A.

10.    Шипорезные станки ДС35:

Pсм = Ки × Рн = 0,17×9 = 1,53 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 1,53×1,17 = 1,8 кВар.

Sсм = = = 2,36 кВ.×А.м = Sсм ⁄ Vл  = 2,36 / 0,38×1,73 = 3,6 A.

.        Станки четырёх сторонние ДС38:

Pсм = Ки × Рн = 0,17×8 = 1,36 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 1,36×1,17 = 1,6 кВар.

Sсм = = = 2,1 кВ×А.

Iм = Sсм ⁄ Vл  =2,1 / 0,38×1,73= 3,2 A.

.        Компрессор:

Pсм = Ки × Рн = 0,7×5 = 3,5 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 3,5×0,75 = 2,6 кВар.

Sсм = = = 4,4 кВ.×А.

Iм = Sсм ⁄ Vл  = 4,4 / 0,38×1,73 = 6,7 A.

.        Станки для постановки полупетель ДС39:

Pсм = Ки × Рн = 0,17×5,6 = 0,9 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 0,9×1,17 = 1 кВар.

Sсм = = = 1,3 кВ.×А.м = Sсм ⁄ Vл  =1,3 / 0,38×1,73= 2 A.

14.    Перекладчик ДБ14:

Pсм = Ки × Рн = 0,14×8 = 1,12 кВт.

Qсм = Pсм ×tgφ = 1,12×1,73 = 1,9 кВар.

Sсм = = = 2,2 кВ.×А.

Iм = Sсм ⁄ Vл  = 2,2 / 0,38×1,73= 3,3 A.

.        Сборочный полуавтомат ДА2:

Pсм = Ки × Рн = 0,17×52 = 8,8 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 8,8×1,17= 10,2 кВар.

Sсм = = = 13,4 кВ.×А.

Iм = Sсм ⁄ Vл  = 13,4 / 0,38×1,73= 20,6 A.

.        Станок для снятия провесов ДС40:

Pсм = Ки × Рн = 0,17×2,8 = 0,4 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ =0,4×1,17 = 0,46 кВар.

Sсм = = = 0,6 кВ.×А.м = Sсм ⁄ Vл  = 0,6 / 0,38×1,73= 0,9 A.

Определяем среднюю активную и реактивную мощность РП3

.        Зарядные агрегаты:

Рн= Рн×cosφ = 9×0.8 = 7,2кВт.

К условной трехфазной мощности.

Сначала определяется наиболее загруженная фаза

Рв = Рф.нб = (2Рн + 2Рн) /2 = (2×7,2 + 2×7,2)/2= 14,4 кВт.

Ра = Рс = Рф.нм. = (Рн + 2Рн) /2 = (7,2 + 2×7,2)/2= 10,8 кВт.

Неравномерность загрузки фаз составит:

Н=  *  =  =33% > 15% тогда:

Ру = 3Рф.нб = 3×14,4 = 43,2 кВт .

Ру = Рн Σ = 43,2 кВт.

Pсм = Ки × Рн = 0,7×43,2 = 30,24 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ =30,24×0,75 = 22,68 кВар.

Sсм = = = 37,8 кВ.×А.м = Sсм ⁄ Vл  = 37,8 / 0,38×1,73= 58,1 A.

.        Токарные станки:

Pсм = Ки × Рн = 0,14×3,6 = 0,45 кВт.

Qсм = Pсм× tgφ = 0,45×1,73 = 0,78 кВар.

Sсм = = = 0,9 кВ.×А.

Iм = Sсм ⁄ Vл  = 0,9 / 0,38×1,73 = 1,4 A.

.        Вентиляторы:

Pсм = Ки × Рн = 0,6×11 = 6,6 кВт.

Qсм = Pсм × tgφ = 6,6×0,75 = 4,9 кВар.

Sсм = =  = 8,2 кВ.×А.м = Sсм ⁄ Vл  = 8,2 / 0,38×1,73 = 12,6 A.

Определяем общее количество электроприёмников по цеху;

Ʃn = 48

Определяем суммарную номинальную мощность;

Рн = 243,92 кВт.

Определяем средневзвешенный коэффициент использования;

Ки.с.в. = ƩPсм / ƩРн = 41,3/243,92 = 0,17

сosφср. = РсмΣ / Scм Σ = 70,28 /97,66 = 0,7φср. = QсмΣ / РсмΣ = 76,29 / 70,28 = 1,08= Рн.нб / Рн.нм. = 26/1,4 = 18,5

nэ = F(n, m, Ки.ср,) =(4: 18.5: 0.17)

n<5 m>3 Ки>0,2

По величине nЭ и Ки.с.в. определяем по таблице коэффициент максимума:

Км = 1, 7

Максимальный ток:

Iм = Sм= Sсм ⁄ Vл  =97,66/ 0,38×1,73= 97,7A.

Таблица 3-Сводная таблица

Выбор мощности силового трансформатора

Потери активной мощности;

ΔРт = 0,02 × Sм = 0,02×97,66 = 1,9 кВт.

Потери реактивной мощности;

ΔQт = 0,1× Sм = 0,1×97,66 = 9,7 кВар.

Полные потери в трансформаторе;

ΔSт = =  = 9,8 кВт.×А.

Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности

т = 0,7 × Sм= 0,7×97,66= 68,3 кВт×А.

Выбран трансформатор

* ТМ-100/6-10

Определяется коэффициент загрузки трансформатора:

К3 = Sнн /n × Sном.т = 97,66 / 2×100 = 0,4

Таблица 4- Параметры трансформатора

Расчёт компенсирующего устройства

Мощность компенсирующего устройств определяется как разность между фактической наибольшей реактивной мощностью Qр.м. нагрузки предприятия и предельной реактивной мощностью Qэ представляемой предприятию энергосистемой по условиям режима её работы

Таблица 5-Сводная ведомость.

Определяется расчетная мощность компенсирующего устройства:

кр. = α Рм (tgφ - tgφк) = 0,9× 41,3 (1,08 -(- 0,38)) = 54,2 кВар.

После определения Qк выбираем необходимый конденсатор установки

Выбрали конденсатор

2*СВ-0,38-100-50УЗ 100×50

Таблица 6-Параметры конденсатора

.3.     Осветительная нагрузка участков предприятия

Для проведения грамотного светотехнического расчета воспользуемся методом коэффициента использования.

.        Выбираем источники света:

Рассмотрим три вида источников:

а) лампы накаливания;

б) люминесцентные лампы;

в) дуговые лампы (металлогалогеновые).

Лампы накаливания самые дешевые, но срок их службы в несколько раз меньше чем у остальных, слабее световой поток, следовательно, требуется устанавливать более мощные лампы и часто их менять, что очень не удобно и экономически не выгодно.

Люминесцентные лампы требуют пускорегулирующей аппаратуры, обладают высоким световым потоком, но малой мощностью из-за чего используются в помещениях со световым фоном и низкими потолками, где не требуется мощного освещения (здания административно-хозяйственного комплекса).

Дуговые лампы так же требуют пускорегулирующую аппаратуру, обладают высоким световым потоком, солнечным световым спектром (5200°С), длительным сроком эксплуатации (10000 ч.), высокой яркостью и мощностью, что делает их основными источниками света, которые применяют для освещения цеха.

Из сравнения предложенных вариантов делаем вывод, что для освещения цеха целесообразно применить дуговые металлогалогеновые лампы (ДРИ).

1.      Выбираем тип светильника:

Для использования ДРИ можно применить два типа светильников:

а) глубокоизлучатель эмалированный;

б) светильник СУ.

Глубокоизлучатель эмалированный предназначен для ламп мощностью до 100 Вт и нормальных условий эксплуатации. Имеет эмалированный отражатель, пыле-, влагозащищенный.

Светильник СУ - то же самое, что и предыдущий светильник, но отражатель не покрыт эмалью, вследствие чего происходит удешевление конструкции светильника.

Сделав сравнение приведенных вариантов принимаем к установке светильник СУ.

2.      Выбираем систему освещения:

Рассмотрим предлагаемые варианты:

а) общее освещение - освещение всего помещения;

б) местное освещение - освещение отдельных рабочих поверхностей и мест;

в) комбинированное освещение - совокупность общего и местного освещения.

Так как технологический процесс изготовления корпусной мебели не требует местного (детального) освещения, то принимаем к установке общее освещение.

3.  Определяем номинальную освещенность Ен по характеристике производимых зрительных работ

Ен = 100 Лк

. Определяем расстояние между светильниками Lа и рядами светильников Lв

Lа = λа * h;

Lв = λв * h,

где h - высота от рабочей поверхности до светильника;

λ - коэффициент экранирования светильников λа = 1÷1,5 и λв = 0,8÷1,2.

Lа = 1* 9= 9 м

Lв = 1 * 9 = 9 м

Определяем расстояние от крайних светильников до стен. Так как работа у стен не ведется, то выбираем формулу:

lа.в = (0,4÷0,5) * Lа,в

lа.в = 0,5 * 9 = 4,5 м

6.      Определяем число светильников в ряду и число рядов:

nа = (A - 2 * lа ) / Lа + 1

nв = (В - 2 * lв ) / Lа + 1

nа = (48 - 2 * 4,5 ) / 9 + 1 ≈ 5 шт.

nв = (30 - 2 * 4,5) / 9+ 1 ≈ 2 ряда

Количество светильников в ряду принято равным 4, а не 5, так как у стен не ведется работа и не установлено оборудование, никакой опасности более низкий уровень освещенности за собой не влечет и это выгодно по экономическим соображениям.

7.      Общее число светильников находим по формуле:

N = nа * nв

N = 5 * 2 = 10 шт.

.        Определяем расчетный световой поток:

Фр = Кз * Z * F * Eн /( η * N)

Фр = 1.5 * 1.1 * 1440 * 100 / 0.75 * 10= 31680 Лм

9.      По расчетному световому потоку определяем стандартный световой поток Фст и находим мощность лампы Рл

Фст = 36000Лм

Рл = 400 Вт

10. Находим максимальную расчетную активную мощность осветительной установки:

Рр max1 = Рл * N * Ксо,

где Ксо - коэффициент спроса по освещению

Рр max1 = 400 * 10 * 0,85 = 3,4 кВт

.Находим максимальную расчетную реактивную мощность осветительной установки:

Qр max1 = Рр max1 * tgφ max

Qр max1 = 3,4* 0.62 = 2,1 кВАр

. Находим полную мощность осветительной установки:

Sо у = Рр max1 / cosφ

Sо у = 3,4 / 0,85 = 4 Ква

Принимаем к установке лампы ДРИ-Т 400-5

2.4. Расчет и выбор элементов электроснабжения

.4.1 Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств

Требуется: составить расчетную схему электроснабжения; рассчитать и выбрать аппарат защиты; рассчитать и выбрать кабельную линию электроснабжения.

Ток в линии составит:

т = Sт ×  Vн = 100 / 1,73×0,4 = 144,5 А.н.а .≥ Iн.р.;

Выбран автоматический выключатель

*ВА 51Г-33

Таблица 7- Технические характеристики автомата ВА 51Г-33

По таблице для прокладки в помещении с нормальной зоной опасности при отсутствии механических повреждений выбирается кабель марки АВВГ

АВВГ (3* 175)

Сечение провода 55мм.

Выбираем шинопровод ШРМ -75-250-38-УЗ

Выбор распределительных пунктов производится на основании и количестве подключаемых электрических потребителей и значении расчётной нагрузки.

*ПР85-3-001-21-УЗ

Таблица 8-Выбран распределительный пункт

2.4.2 Выбор линий электроснабжения

Составляем расчётную схему ЭСН для приёмника, подключенного к ШРМ. Этот электроприёмник - сборочный полуавтомат

Рн =26 кВт.

сosφ= 0,65

ή= 0,9

- фазный ДР

На схему наносим известные данные;

Рассчитываем и выбираем АЗ типа ВА

Im= Sт/Vн = 68,3/1,73 × 0,4 = 98,3 А.

Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

н.а .≥ Iн.р.;

н.р. ≥ Iт = 98,3 А.

Так как на ШРМ количество ЭП более 5, а наибольшим по мощности является сборочный полуавтомат, то:

Iн.нб=Pн/ Vн cosφ × ή = 26/ 1,73×0,38× 0,65× 0,9 = 67,6 А.

Номинальный ток расцепителя:н.р ≥ 1,25 Iд = 1,25 × 67,6 = 84,5 А.

Выбран автоматический выключатель для РП2

* ВА 51Г-31

Таблица 9-Технические характеристики автомата ВА 51Г-31

По таблице для прокладки в помещении с нормальной зоной опасности при отсутствии механических повреждений выбирается кабель марки АВВГ

АВВГ (3* 90)

Сечение провода 16мм.

Выбираем шинопровод ШРМ -75-100-38-УЗ

Выбор линий электроснабжения

Составляем расчётную схему ЭСН для приёмника, подключенного к ШРМ. Этот электроприёмник - Многопильные станки ЦМС

Рн =10 кВт.

сosφ= 0,8

ή= 0,9

- фазный ДР

На схему наносим известные данные

Рассчитываем и выбираем АЗ типа ВА

Im= Sт/Vн = 68,3/1,73 × 0,4 = 98,3 А.

Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

н.а .≥ Iн.р.;

н.р. ≥ Iт = 98,3 А.

Так как на ШРМ количество ЭП более 5, а наибольшим по мощности является сборочный полуавтомат, то:

Iн.нб=Pн/ Vн cosφ × ή = 11/ 1,73×0,38× 0,8× 0,9 =23,3 А.

Номинальный ток расцепителя:

н.р ≥ 1,25 Iд = 1,25 ×23,3 =29,1 А

Выбран автоматический выключатель для РП1

*ВА 51-31

Таблица 10-Технические характеристики автомата ВА 51Г-31

По таблице для прокладки в помещении с нормальной зоной опасности при отсутствии механических повреждений выбирается кабель марки АВВГ

АВВГ (3* 38)

Сечение провода 4мм.

Выбираем шинопровод ШРМ -75-250-38-УЗ

Выбор линий электро снабжения

Составляем расчётную схему ЭСН для приёмника, подключенного к ШРМ. Этот электроприёмник -зарядные агрегаты:

Рн =43,2 кВт.

сosφ= 0,8

ή= 0,9

- фазный ДР

На схему наносим известные данные

Рассчитываем и выбираем АЗ типа ВА

Im= Sт/Vн = 68,3/1,73 × 0,4 = 98,3 А.

Автоматический выключатель 1 SF выбирается по условию:

н.а .≥ Iн.р.;н.р. ≥ Iт = 98,3 А.

Так как на ШРМ количество ЭП более 5, а наибольшим по мощности является сборочный полуавтомат, то:

Iн.нб=Pн/ Vн cosφ × ή = 43,2/ 1,73×0,38× 0,8× 0,9 =91,2А.

Номинальный ток расцепителя:

н.р ≥ 1,25 Iд = 1,25 ×91,2=114 А.

Выбран автоматический выключатель для РП3

*ВА 51Г-33

Таблица 11-Технические характеристики автомата ВА 51Г-33

По таблице для прокладки в помещении с нормальной зоной опасности при отсутствии механических повреждений выбирается кабель марки АВВГ

АВВГ 3* (3* 115)

Сечение провода 25мм.

Выбираем шинопровод ШРМ -75-250-38-УЗ

2.5 Расчёт токов короткого замыкания

.5.1 Выбор точек и расчёт короткого замыкания

Составляем расчётную схему и схему замещения, намечаем токи короткого замыкания. Сопротивление приводится к НН:

Rc= Rc  = 10 =16 мОм.

Хc= Хc  = 1,2 =1,9 мОм

Для трансформатора:

Rт = 31,5 мОм.

Хт =64,7 мОм.

Zт =779 мОм.

Для автоматов:

R1sf =1.3 мОм.

Rn1sf =0.75 мОм.

X1sf =1.2 мОм.

Для кабелей:

Х0= 0,09

R0 = 1,25

Так как в схеме 3 параллельных кабеля то :

= 1,25 =0,4 мОм .

Rкл1=0,4×5=2мОм.

Xкл1= 0.09 5 = 0.45 мОм.

Для шинопровода ШРМ -75-250-38-УЗ:

0,21

0,21

=0,42

=0,42

Rш= 0,21*2 =0,42

Xш= 0,21 *2=0,42

Для ступеней распределения:

Rcl= 15

Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между токами КЗ

Rэ1= Rc+Rt+R1sf+ Rn1sf+ Rcl= 16+31,5+1,3+0,75+15= 64,55 мОм.

Хэ1= Xc + Xt+ X1sf = 1,9+64,7+ 1,2 = 67,8 мОм.

Rэ2= R1sf+ Rn1sf+ RклI+ Rш+ Rc= 1,3+0,75+2+0,42+15= 19,5 мОм.

Хэ2= X1sf+ XклI+Xш= 1,2+0,45+0,42=2,07 мОм.

Rэ3= R1sf+ Rn1sf+ RклI=1,3+0,75+0,42=2,5 мОм.

Хэ3= X1sf+ XклI=1,2+0,45=1,65 мОм.

Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ:

Rк1= Rэ1=64,55 мОм.

Xк1= Хэ1 =67,8 мОм.

Zк1= = =93,6 мОм.

Rк2= Rэ1+ Rэ2=64,55+19,5=84,5 мОм.

Хк2= Хэ1+ Хэ2=67,8+2,07= 69,87 мОм.

Zк2= == 109,6 мОм.

Rк3= Rк2+Rэ3=84,5+2,5=87 мОм.

Хк3=Хк2+ Хэ3=69,87+1,65= 71,52 мОм.

Zк3=== 112,6 мОм.

= = 0.9

= =1,2

=  = 1,2

Определяем коэффициенты Ку и q:

Ку1= F= F(0.9)= 1.0

Ку2= F= F(1,2)= 1.0

Ку3= F= F(1,2)= 1.0=  ==12=q3=1

Определяются 3-фазные токи КЗ:

Iк1 =  = 2,3 кА.

Iк2 = = 2 кА.

Iк3 = = 1,9 кА.

Iук1 = q1 Iк1 =2,3 кА.

Iук2 = q2 Iк2 =2 кА.

Iук3= q3 Iк3 =1,9 кА.

iук1 = Ку1Iк1=1,411,02,3= 3,2 кА.

iук 2 = Ку2Iк2=1,411,02 =2,82 кА.

iук3 = Ку3Iк3=1,411,01,9 =2,6 кА.

Таблица 12- Сводная ведомость токов Кз:

Составляем расчётную схему и схему замещения, намечаем токи короткого замыкания.

Рисунок 3- Схема расчётная

Рисунок 4- Схема замещения упрощённая

2.5.2 Проверка элементов по токам короткого замыкания

Согласно условиям по токам КЗ АЗ проверяют:

)        На надёжность срабатывания:

SF : Iк1 ≥ 3 Iн.р. (1SF) = 2,3 > 3 0,16кА.

SF1 : Iк2 ≥ 3 Iн.р. (SF1) = 2 > 3 0,1 кА.

SF : Iк3 ≥ 3 Iн.р. (SF) = 1,9 > 3 0,063 кА.

Надёжность срабатывания автоматов обеспечена;

2)      На отключающуюся способность:

1SF: Iоткл(1SF) ≥  = 12,5 < 1,412,3

SF1: Iоткл(SF1) ≥  = 7  1,41  2

SF: Iоткл(SF) ≥  = 6 > 1,41

Автомат при КЗ отключается не разрушаясь

)        На отстройку от пусковых токов. Учтено при выборе К0 для Iу (кз) каждого автомата:

Iу(кз) ≥ Iп (для ЭД);

Iу(кз) ≥ Iпик (для РУ);

Согласно условиям проводники проверяются:

)        На термическою стойкость

Кл (ШНН - ШРМ) : Sкл1.тс ; 3  95  39,6

Sкл1.тс = aIк2  = 11    = 39,6

По таблице  = 3,5 с.

По термической стойкости кабельные линии удовлетворяют.

)        На соответствие выбранному аппарату защиты:

Учётно при выборе сечения проводника

Iдоп > ЛзшIу(п)

Согласно условию шинопровод проверяют:

) на диамитрическую стойкость:

Σш. доп ≥ Σш

Для медных шин Σдоп = 7   Н/

Σш =Ммаx/W = 5150/5,3= 972 Н/

Ммаx = 0,125 Fм1 = 0,125  137,3  = 5150 Нсм.

Шинопровод динамически устойчив.

)        на термическую стойкость:

Sш ≥ Sш.тс

Sш = bh = 5  80400

Sш.тс = aIк2  = 11  2   = 39,6

Sш  Sш.тс (39,6 ).

Шинопровод термически устойчив. Следовательно он выдержит кратковременный нагрев при КЗ до 200

2.5.3 Определяем потери напряжения для кабелей

Определяем потери в трансформаторах:

а) Реактивные потери холостого хода

Qxx= Sнт ixx/100 =100  2,6/100 = 2,6 кВар.

б) Реактивные потери короткого замыкания

Qкз= Sнт Uкз/100 =100  4,5/100 = 4,5 кВар.

Где: i- ток холостого хода в %

U- напряжение короткого замыкания в %

в) Приведённые потери холостого хода

∆P’хх=Pхх+Кэк Pкз = 0,49+0,07 1,97= 0,62 кВт.

Где: Кэк=0,05 - 0,07 кВт/кВар - экономический эквивалент;

Pхх- потери холостого хода, кВт;

Pкз- потери короткого замыкания.

Определяем полные потери мощности в трансформаторах:

∆Pт = n  (∆P’хх+ ∆Pкз)= 2(0,62+0,16+1,97) =5,5 кВт.

Где: n- число трансформаторов;

Кз- коэффициент загрузки трансформатора.

Определяем потери в линиях:

∆Pл =   L  ∆p  n =  1  3 2 = 5,9 кВт.

Где: ∆p -потери в кабеле на 1км длины;

L - длина кабельной линии;

n- число трансформаторов

Кз -коифециент загрузки

Кз=Ip/Iдоп = 114/115= 0,99

Где: Ip - расчётный ток;

Iдоп - длительно-допустимый ток для данного сечения

Определяем суммарные потери:

Ʃ∆P = ∆Pт + ∆Pл = 5,5+5,9= 11,4 кВт.

2.6 Расчёт заземления

Определяется расчётное сопротивление одного вертикального электрода

rв= 0.3pKсез.в= 0.31001.3 =39 Ом.

Определяем предельное сопротивление совмещенного ЗУ

Iз  =  = 20 А.

Rзу1 < =  = 6,25 Ом.

Требуемое по НН Rзу2< 4 Ом на НН

Принимается Rзу2 = 4 Ом.

Но так как P> 100 Омм то для расчёта принемается

Rзу< 4  = 4  = 4 Ом.

Определяется количество вертикальных электродов без учёта экранирования

Nв.р =  =  = 9,75 принимается Nв.р = 10

С учётом экранирования

Nв.р =  =  = 14.5 Принимается Nв = 15