Проект электроснабжения мостового электрического крана

Проект электроснабжения мостового электрического крана

Содержание

Введение

.        Исходные данные

.1      Заданные исходные данные

.        Выбор мощности питающего трансформатора

.        Расчёт кабельной сети

.1      Высоковольтная кабельная сеть

.1.1   Расчёт кабелей питающих ТП

.1.2   Расчёт и выбор кабелей по длительной нагрузке и длительно-допустимой температуре нагрева жил

.1.3   Выбор сечений кабелей по условию экономичности

.2      Низковольтная кабельная сеть

.2.1   Расчёт кабелей по допустимой нагрузке и длительно допустимой температуре нагрева жил

.        Расчёт токов короткого замыкания

.1      Определение приведённых длин кабелей

.2      Расчёт токов КЗ в сетях ВН

.3      Расчёт токов КЗ в сетях НН

.        Расчёт сети по потере напряжения при нормальной работе электроприёмников

.        Выбор аппаратуры управления и защиты

.1      Выбор магнитных пускателей

.2      Выбор автоматических выключателей

Заключение

Список литературы

Введение

Основным потребителем электроэнергии является промышленность, на её долю приходится более 60 % всей вырабатываемой в стране электрической энергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмов, освещаются помещения, осуществляется автоматическое управление производственными процессами и др. Сейчас существуют технологии (электрофизические и электрохимические способы обработки металлов и изделий), где электроэнергия является единственным энергоносителем.

В условиях ускорения научно-технического прогресса потребление электроэнергии в промышленности значительно увеличивается благодаря созданию гибких роботизированных и автоматизированных производств.

Все эти потребители электроэнергии нуждаются в электроснабжении.

Электроснабжение характеризуется надёжностью и качеством. К понятию качества в первую очередь относится качество электроэнергии, на которое влияют различные нарушения и искажения формы питающего напряжения. Эти нарушения могут поступать из энергосистемы: например, грозовые импульсы, коммутационные перенапряжения вследствие коммутации участков электрической сети, провалы и отклонения напряжения во время автоматического включения резерва и переключения потребителей на другие источники питания. Надёжность системы электроснабжения и отдельных её элементов зависит от самых различных факторов, определяемых как внутренними особенностями системы, так и воздействием внешних условий.

Требования по надёжности электроснабжения потребителей изложены, прежде всего, в таком основополагающем нормативном документе, как «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ). В качестве главного показателя надёжности электроснабжения вводится категория надёжности. В ПУЭ различают три категории в зависимости от требований к надёжности и времени устранения неисправностей, при этом в первой категории выделяют особую группу.

Качество электроэнергии (качество напряжения) нормируется в ГОСТ 13109-97 «Нормы качества электроэнергии в системах электроснабжения общего назначения». В стандарте определяются показатели и нормы качества электроэнергии в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трёхфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках присоединения электрических сетей, находящихся в собственности различных потребителей электроэнергии.

Показатели качества электроэнергии в электрических сетях, находящихся в собственности потребителей, регламентируются отраслевыми стандартами и иными нормативными документами, но они не должны быть ниже норм ГОСТа для точек общего присоединения.

Электрическая сеть должна быть гибкой, т.е. приспособленной для разных режимов распределения мощности, возникающих в результате изменений нагрузок потребителей, а также приспособленной для плановых и аварийных отключений отдельных элементов сети. Схема электрической сети должна обеспечивать возможность её последующего развития без коренных изменений.

Наряду с обеспечением работоспособности, гибкости, надёжности электроснабжения и качества поставляемой потребителям электроэнергии электрическая сеть должна быть экономичной. Это требование заключается в обеспечении минимального расхода финансовых, энергетических, трудовых и других ресурсов на сооружение электрической сети, передачу и распределение по ней электроэнергии.

1.     
Исходные данные

Проект электроснабжения мостового электрического крана г/п 10/5 т

Исходные данные

Высоковольтный кабель - от источника питания до трансформатора - 125 м

Низковольтный кабель от трансформатора до ПР - 1 - 25 м

Низковольтный кабель от трансформатора до ПР - 2 - 25 м

Температура окружающей среды К= -15 °С

Продолжительность максимальной нагрузки Т= 6000 часов в год.

.2 Заданные исходные данные

Для определения суммарной установленной мощности электроприёмников, питающихся от трансформаторной подстанции составляем таблицу с указанием их технических данных.

Таблица № 1. Технические данные электроприёмников

№ п/п       Тип электроприёмника   P

(кВт)I

Для удобства расчёта электроприёмники в таблице расположены в очерёдности их включения в работу.

Напряжение кабеля питающего трансформатор 6 кВ. Напряжение кабелей распределительных пунктов, питающих электроприёмники 0,4 кВ.

Электродвигатели главного, второго и третьего подъёмов, а также электродвигатели передвижения тележки и передвижения моста по степени надёжности электропитания относятся ко второй категории. Ремонтная кран-балка № 11 и сварочные трансформаторы относятся к третьей категории надёжности электропитания.

Температура окружающей среды -15 °С. Продолжительность максимума нагрузки составляет 6000 часов в год. Напряжение питания электроприёмников U=0,4 кВ.

Обозначение электроприёмников (их нумерация) и значения длин кабелей приведены в таблице № 2.

Таблица № 2. Длины кабелей

 - коэффициент спроса мостового крана;

 - коэффициент спроса кран-балки;

 - коэффициент спроса сварочного трансформатора.

2.     
Выбор мощности питающего трансформатора

трансформатор кабель нагрузка замыкание

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов должен быть технически и экономически обоснованным. При выборе трансформатора необходимо учитывать затраты на приобретение трансформатора и годовые эксплуатационные расходы. Номинальная мощность питающего трансформатора подбирается таким образом, чтобы обеспечить надёжное электропитание всего оборудования, подключённого к нему.

При выборе расчётной мощности питающего трансформатора следует учитывать продолжительность включения каждого из электроприёмников, а также средневзвешенный коэффициент мощности и коэффициент спроса группы электроприёмников.

Для расчёта номинальной мощности трансформатора используется формула (2.1):

,             (2.1)

где  - коэффициент спроса группы электроприёмников, определяется по следующей формуле:

;                    (2.2)

 - средневзвешенный коэффициент мощности группы электроприёмников, он равен:

 (2.3)

Рассчитываем коэффициент спроса и коэффициент мощности исходя из заданных данных и формул (2.2) и (2.3), соответственно:

;

Вычислим сумму номинальных мощностей всех электроприёмников. Умножим сумму мощностей все электроприёмников на корень из 0,4, так как продолжительность включения всех электроприёмников равна 40 %.

 кВт.

Подставим ранее вычисленные значения в формулу (2.1) и вычислим номинальную расчётную мощность трансформатора:

 кВА.

Итак, после того, как мы определили номинальную расчётную мощность, выбираем по справочнику трансформатор, ближайший по мощности (по верхнему пределу). В данном случае мощность должна быть выше 152,2 кВА. Поэтому силовой понижающий трансформатор должен иметь мощность не менее 160 кВА. По условиям данного курсового проекта первичное напряжение составляет 6 кВ. Значит, наиболее подходящим, по техническим характеристикам, трансформатором является ТМ-160/6.

Используя формулу нахождения номинальной мощности трёхфазного трансформатора, выведем формулы нахождения номинальных токов обмоток высшего и низшего напряжения:

 (2.4)

               (2.5)

Подставив числовые значения (исходя из паспортных данных на силовой трансформатор) в формулы (2.4) и (2.5) определим номинальные токи для обмоток ТМ-160/6:

 А

 А

Согласно [ 2 табл. 8.10 ] определяем значения активного и индуктивного сопротивлений трансформатора, исходя из номинальной мощности 1000 кВА:

 мОм

 мОм.

Выбор трансформатора также производится по экономической загрузке. Наивыгоднейшая (экономически) загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории электроприёмников, от числа трансформаторов и способов резервирования.

Если известна расчётная максимальная мощность объекта и коэффициент загрузки трансформатора, то номинальная мощность трансформатора находится по формуле:

                (2.6)

Найдём коэффициент загрузки трансформатора исходя из данной формулы:

Такой коэффициент загрузки рекомендуется при преобладании нагрузок второй категории при наличии централизованного (складского) резерва трансформаторов, а также при нагрузках третьей категории. Произведём проверку выбора трансформатора по коэффициенту перегрузки, при правильном выборе трансформатора β должен находиться в следующих пределах:

Ранее вычисленный коэффициент загрузки трансформатора, равный 0,95, полностью удовлетворяет вышеприведённому условию. Значит, расчёт и выбор трансформатора был произведён верно, как по техническим, так и по экономическим показателям.

3.      Расчёт кабельной сети

При расчёте кабельной сети основной целью является определение такого поперечного сечения кабелей, которое обеспечивало бы подвод к потребителям электроэнергии с напряжением, достаточным для их нормальной работы; и при котором жилы не перегревались бы сверхдопустимой меры и удовлетворяли бы техническим и экономическим условиям.

К техническим условиям относят выбор сечений по нагреву расчётным током, механической прочности, нагреву от кратковременного выделения тепла током КЗ, потерям напряжения в нормальных и послеаварийных режимах.

Экономические условия выбора заключаются в определении сечения линии, приведённые затраты на сооружение которой будут минимальными.

Выбор сечений по нагреву осуществляется по расчётному току, в зависимости от которого, по справочным данным определяют ближайшее стандартное сечение. Это сечение приводится для конкретных условий среды и способа прокладки проводов и кабелей.

Для питания трансформаторов следует выбирать трёхжильные кабели, с бумажной изоляцией, пропитанной изоляционным составом.

Для питания отдельно стоящих электроприёмников и распределительных устройств применяются четырёхжильные кабели в резиновой оболочке.

По условиям механической прочности минимальное сечение кабелей не должно быть меньше:

для питания КТП напряжением 6 кВ - 16 мм²;

для стационарных электроприёмников - 10 мм²;

- для электроприёмников, периодически перемещающихся - 16 мм²;

- для сетей освещения - 2,5 мм².

3.1 Высоковольтная кабельная сеть

Высоковольтный одиночный кабель КВ 1 с бумажной изоляцией прокладывается непосредственно в земле с удельным тепловым сопротивлением 120 см К/Вт. Температура окружающей среды по нормам, составляет 15 °C.

Расчётный ток для высоковольтного кабеля определяется по формуле:

         (3.1)

где  - расчётная номинальная мощность трансформатора

 - номинальное напряжение высокой стороны трансформатора (6 кВ).

Подставим уже известные числовые значения в формулу (3.1) и вычислим расчётный ток кабеля КВ 1:

 А.

В данном курсовом проекте в качестве силового высоковольтного кабеля был выбран кабель марки ААБвУ, рассчитанный на напряжение 6 кВ.

Кабель ААШвУ - это силовой кабель с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией пропитанной маслоканифольным составов, в алюминиевой оболочке.

.1.1 Расчёт кабелей питающих ТП

Расчёт высоковольтных кабелей, питающих трансформаторную подстанцию, заключается в выборе площади сечения проводников по нагреву и по экономической плотности тока.

Выбор по нагреву длительным током сводится к сравнению расчётного тока с допустимым (который определяется по табличным данным), с учётом марки провода или кабеля и температурных условий его прокладки.

Выбор сечений кабелей по условию экономичности осуществляется с использованием следующей формулы:

 (3.2)

где  - экономическая плотность сечения, мм²;

 - расчётный ток линии, А;

 - экономическая плотность тока, А/мм².

В случае использования данной формулы при расчёте сетей напряжением ниже 1 кВ следует учитывать продолжительность максимальной нагрузки.

.1.2 Расчёт и выбор кабелей по длительной нагрузке и длительно-допустимой температуре нагрева жил

Электрический ток, проходя по проводнику, выделяет тепловую энергию, часть которой расходуется на повышение его температуры, а часть выделяется в окружающую среду.

При изменении величины тока в проводнике или при изменении условий его охлаждения меняется температура самого проводника. Нагрев изменяет физические свойства проводника. Повышается его сопротивление, а значит, увеличивается бесполезный расход энергии на нагрев токоведущих частей. Чрезмерный нагрев проводников опасен для изоляции и для контактных соединений.

Выбор площади поперечного сечения проводников по нагреву длительным током сводится к сравнению расчётного тока с допустимым.

, (3.3)

где k - поправочный коэффициент, вводимый в формулу, если температура воздуха отличается от 25 °C, а земли - от 15 °C; при нормальных условиях k = 1.

Отсюда следует, что:

 (3.4)

Кабель прокладывается в земле, температура которой меньше 15 °C (по исходным данным температура окружающей среды равна - -15 °C). Поэтому нам необходимо определить k. Поправочный коэффициент определяется по таблице 1.3.3 ПУЭ. Для определения этого коэффициента нам необходимо знать температуру нагрева жил кабеля.

ПУЭ устанавливает предельную температуру нагрева проводников в зависимости от длительности прохождения тока, материала токоведущей части и изоляции кабеля. Для кабеля с бумажной пропитанной изоляцией, рассчитанного на напряжение 6 кВ длительная температура нагрева составляет 65 °C. Значит k = 1,18 (по таблице 1.3.3 ПУЭ 6-е Издание).

Определим, больше какого значения должен быть допустимый ток:

 А.

Теперь, по таблице 1.3.16 ПУЭ, определим допустимый длительный ток для высоковольтного кабеля (6 кВ) с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией, пропитанной маслоканифольной смесью, в алюминиевой оболочке, прокладываемого в земле. Наиболее близким значением, удовлетворяющим выше приведённому условию является 60 А, то есть

 А.

Сечение токопроводящей жилы, соответствующее этому току, равно 10 мм² (по той же таблице 1.3.16).

.1.3 Выбор сечений кабелей по условию экономической плотности тока

Потери электрической энергии, при передаче, возрастают с увеличением сопротивления линии, которое в свою очередь определяется поперечным сечением провода. Чем больше сечение провода, тем меньше потери. Но при этом возрастают расходы на цветной металл и капитальные затраты на сооружение линии.

Потери, а, следовательно, и стоимость потерь, уменьшаются при увеличении сечения провода; величины же отчислений на амортизацию, текущий ремонт и обслуживание возрастают, с увеличением поперечного сечения проводов и жил кабелей, так как при этом увеличиваются капитальные затраты.

Сумма указанных составляющих годовых затрат будет иметь минимум, при так называемом экономически целесообразном сечении провода. Это сечение определяют предварительно по расчётному току линии и экономической плотности тока (формула 3.2).

Экономическая плотность тока зависит от материала проводника, конструкции и продолжительности использования максимума нагрузки.

Определим экономическую плотность тока для нашего кабеля, используя таблицу 2.26 («Электроснабжение промышленных предприятий и установок» Б.Ю. Липкин). Для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами, при числе часов использования максимума нагрузки, равном 6000 в год (что является больше, чем 5000 часов в год) экономическая плотность тока составляет 1,2 А/мм².

Рассчитаем наивыгоднейшую, с экономической точки зрения, площадь поперечного сечения проводника, используя формулу (3.2):

 .

Для окончательного выбора сечения следует также произвести расчёт по потере напряжения (что будет произведено далее).

По условиям механической прочности минимальное сечение кабелей для питания КТП с напряжением высокой стороны 6 кВ составляет не менее 16 мм².

3.2       Расчёт низковольтной кабельной сети

Расчётный ток для кабелей, питающих группы электроприёмников определяется по формуле:

 (3.5)

где  - расчётный ток кабеля;

 - номинальная мощность электроприёмников;

 - коэффициент спроса;

 - напряжение кабеля (кВ);

 - средневзвешенный коэффициент мощности электроприёмника (группы электроприёмников).

Рассчитаем фидерные кабели для всех электроприёмников.

1.    Фидерный кабель от РП-1 до электродвигателя главного подъёма:

 А

2.    Фидерный кабель от РП-1 до электродвигателя второго подъёма:

 А

3.    Фидерный кабель от РП-1 до электродвигателя третьего подъёма:

 А

4.      Два фидерных кабеля от РП-1 до электродвигателей передвижения тележки:

 А

5.      Четыре фидерных кабеля от РП-1 до электродвигателей передвижения моста:

 А

6.    Фидерный кабель от РП-2 до электродвигателя кран-балки:

 А

7.    Два фидерных кабеля от РП-2 до сварочных трансформаторов:

 А

 (3.6)

Вычислим коэффициент мощности РП-1:

Вычислим коэффициент мощности РП-2:

Рассчитаем ток магистрального кабеля, питающего РП-1:

 А

Рассчитаем ток магистрального кабеля, питающего РП-2:

 А

Так как продолжительность максимальной нагрузки превышает 4000 часов в год, нам необходимо рассчитать экономически целесообразное сечение. Рассчитаем экономически целесообразную площадь поперечного сечения для данных низковольтных кабелей.

1.      Фидерный кабель с медными многопроволочными жилами с резиновой изоляцией в резиновой оболочке марки КГ от РП-1 до электродвигателя главного подъёма:

 А/мм²

 мм²

. Фидерный кабель марки КГ, питающий электродвигатель второго подъёма:

 А/мм²

 мм²

3. Фидерный кабель марки КГ, питающий электродвигатель третьего подъёма:

 А/мм²

 мм²

4. Два фидерных кабеля марки КГ, питающие электродвигатели передвижения тележки:

 А/мм²

 мм²

5. Четыре фидерных кабеля марки КГ, питающие электродвигатели передвижения моста:

 А/мм²

 мм²

6. Фидерный кабель марки КГ, питающий электродвигатель кран-балки:

 А/мм²

 мм²

7.      Два фидерных кабеля марки КГ, питающих сварочные трансформаторы:

 А/мм²

 мм²

8.    Первый магистральный кабель марки КГ:

 А/мм²

 мм²

9.    Второй магистральный кабель марки КГ:

 А/мм²

 мм²

По условиям механической прочности фидерные кабели, исходящие от РП-1 к мостовому крану и к сварочным трансформаторам должны иметь поперечное сечение не меньше 16 мм².

КГ - силовой гибкий кабель с медными многопроволочными жилами, с резиновой изоляцией в резиновой оболочке. Предназначен для присоединения к электрическим сетям передвижных механизмов.

.2.1 Расчёт кабелей п допустимой нагрузке и длительно-допустимой температуре нагрева жил

Используя таблицу 1.3.6 ПУЭ, определим площадь поперечного сечения жил по длительно-допустимому току нагрева жил для кабелей с медными жилами с резиновой изоляцией (марка КГ). Кабели имеют резиновую изоляцию, следовательно, температура нагрева жил составляет 55 °C. Кабели проложены в воздухе, нормальной температурой которого является 25 °C. Температура окружающей среды по исходным данным равна -15 °C. По таблице 1.3.3 ПУЭ поправочный коэффициент равен 1,41.

Для удобства восприятия информации занесём все результаты в таблицу (3.1).

Таблица № 3.1

Результаты выбора кабелей занесём в таблицу 3.2.

Таблица № 3.2

4. Расчёт токов короткого замыкания

В трёхфазных электрических сетях переменного тока с изолированной нейтралью возможны трёхфазные и двухфазные короткие замыкания. Процессы КЗ являются аварийными, так как при этом величина тока достигает опасных для сети значений, что может привести к аварийной ситуации может вызвать пожар. В связи с этим, при возникновении КЗ сеть в целом или её отдельные участки должны быть отключены максимальной токовой защитой.

Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) и правила технической эксплуатации электроустановок потребителей требуют обязательное определение ожидаемых величин токов КЗ с целью надёжного срабатывания защиты.

Основными причинами коротких замыканий являются повреждения изоляции отдельных частей электроустановок и неправильные действия персонала. Короткое замыкание должно устраняться в как можно более короткие сроки.

Ток трёхфазного короткого замыкания является максимально возможным током КЗ, определение которого необходимо для проверки правильности выбора коммутационной аппаратуры, с учётом её предельной отключающей возможности, и кабелей, с учётом их термической стойкости к воздействию тока КЗ.

При расчёте тока трёхфазного короткого замыкания учитывается, что к моменту КЗ напряжение в сети повышено, а проводники перед этим не были нагружены и они имеют температуру окружающей среды.

Ток двухфазного КЗ является минимально возможным током КЗ, определение которого необходимо для проверки выбранных уставок МТЗ.

При определении токов двухфазных КЗ считается, что к моменту короткого замыкания напряжение в сети снижено, жилы кабеля нагреты до предельной температуры 65 °C, а обмотки питающих трансформаторов до - 150 °C.

.1 Определение приведённых длин кабелей

Кабельная сеть участка состоит из кабелей различной длины, сечения, и, следовательно, сопротивления. Для упрощения расчётов токов КЗ и потерь напряжения в сети все кабели приводят к кабелю с сечением силовых жил, равным 50 мм². Активное сопротивление такого кабеля, при температуре нагрева жил, равной 15 °C, составляет 0,363 Ом/км, а при температуре нагрева жил, равной 65 °C - 0,423 Ом/км.

Приведённая длина кабельной линии находится по формуле:

 (4.1)

где  - фактические длины кабелей различных сечений от базовой расчётной точки до точки КЗ, км;

 - коэффициенты приведения кабелей к кабелю сечением 50 мм²;

n - количество участков кабелей, включённых последовательно.

Приведённая длина высоковольтного кабеля составит:

 км

Результаты остальных расчётов занесём в таблицу 4.1.

Таблица № 4.1

.2 Расчёт токов КЗ в сетях высокого напряжения

Величины токов КЗ в сетях напряжением 6 кВ определяются по приведённой длине кабельной сети, по таблице 1.10 «Методического пособия по курсовому проектированию СГХТ».

Начало расчёта ведётся от точки  высоковольтного кабеля. По таблице 1.10 найдём значения трёхфазных и двухфазных токов КЗ при :

 А

 А

Рассчитаем токи двух- и трёхфазных коротких замыканий для второй точки

:

 А

 А

Дальнейший расчёт токов короткого замыкания ведётся для сетей низкого напряжения.

.3 Расчёт токов КЗ в сетях низкого напряжения

Для расчёта токов КЗ в сетях низкого напряжения сперва определяется начальная точка . Она находится по формуле:

где  - приведённая длина высоковольтного кабеля;

,05 - расстояние от точки ввода до точки вывода силового трансформатора.

После чего к полученному значению  прибавляем приведённую длину  кабеля, питающего электроприемники, и получим следующую точку КЗ.

Для электроприёмников, напряжением не выше 1,2 кВ токи короткого замыкания определяются по таблицам 1.11 и 1.12 «Методического пособия по курсовому проектированию СГХТ».

Занесём все расчёты в таблицу 4.2.

Таблица № 4.2

5. Расчёт сети по потере напряжения при нормальной работе электроприёмников

Передача электрической энергии всегда сопровождается определёнными потерями в системе электроснабжения (в линиях электропередач, трансформаторах и др.).

Существует множество методов снижения потерь электрической энергии. Среди которых можно выделить следующие:

применение повышенного напряжения в электрических сетях;

повышение коэффициента мощности сети;

правильный выбор электрооборудования;

определение рациональных режимов работы электрооборудования;

максимальная загрузка электроприёмников, линий и силовых трансформаторов.

Потерей напряжения на участке сети называется алгебраическая разность между величинами напряжения в начале и в конце этого участка. Расчёт по потере напряжения имеет важное значение, так как высокопроизводительная работа электроприёмников зависит от качества электроэнергии, а последнее определяется уровнем напряжения, подводимого к электроприёмникам.

Суммарные потери напряжения при нормальной работе электроприёмников определяются выражением

 (5.1)

где  - потери напряжения в обмотках трансформатора;

 - потери напряжения в магистральных кабелях;

 - потери напряжения в фидерных кабелях.

Суммарные потери напряжения не должны превышать 40 В, если номинальное напряжение равно 380 В.

Потери напряжения в обмотках трансформатора определяются по формуле:

где 1,5 - коэффициент, учитывающий нагрев обмоток трансформатора от 20 °C до 150 °C.

Определим расчётный ток трансформатора:

 А

Вычислим потери напряжения в обмотках трансформатора:

 В

Потери напряжения в кабельной линии определяются расчётом потерь в магистральном кабеле и расчётом потерь самого мощного электроприёмника, питающегося от этого кабеля. Они рассчитываются по следующей формуле:

 (5.2)

где  - активное сопротивление жил кабеля при 65 °C;

 - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления кабеля из-за влияния индуктивности;

 - фактическая длина кабеля, км.

,  и находятся по таблицам 1.13 и 1.14 «Методического пособия по курсовому проектированию СГХТ».

Рассчитаем первый магистральный кабель.

Рассчитаем потери напряжения самого мощного электроприёмника - КФ 11:

 В

Находим сумму всех потерь на участке сети РП-1:

 - условие выполняется.

Рассчитаем сумму потерь на участке сети РП-2:

 В;

 В;

 В;

 В;

.

Потери напряжения на обоих участках сети при нормальной работе электроприёмников не превышает допустимое значение в 40 В. Следовательно, сечения кабелей выбраны правильно.

Все ранее сделанные в этом пункте расчёты систематизируем в таблице 5.1.

Таблица № 5.1 Суммарные потери

Длина кабеля в вышеприведённой таблице дана в метрах.

6. Выбор аппаратуры управления и защиты

Каждый коммутационно-защитный электрический аппарат (комплектное распределительное устройство на напряжение 6 кВ, автоматический выключатель, электромагнитный пускатель, контакторы и т. д.) должны быть выбраны по номинальному току и напряжению и проверены на отключающую способность.

.1 Выбор магнитных пускателей

Магнитный пускатель - это электрический аппарат, предназначенный для частых включений и отключений, под нагрузкой, силовых электрических цепей. Магнитные пускатели, снабжённые тепловым реле, служат также для защиты двигателей от перегрузки и коротких замыканий.

При выборе типа пускателя для конкретной электроустановки следует учитывать номинальный ток сети; тип и мощность электроприёмников, подключаемых к данному пускателю; токовую нагрузку электродвигателей; сечение отходящих входящих кабелей.

Следует учитывать, что установка электромагнитных пускателей, в сети, без предварительной защиты автоматическими выключателями, не разрешается!

Номинальный ток пускателя должен соответствовать условию:

, (6.1)

где  - расчётный ток кабеля, включаемого через пускатель.

Во избежание ухудшения чувствительности защит от токов КЗ и токов перегрузки не следует выбирать пускатели с завышенными номинальными токами.

Ток аппарата рассчитывают по следующей формуле:

 (6.2)

В качестве примера рассчитаем фидерный кабель, питающий электродвигатель главного подъёма мостового крана:

 А

Выбираем пускатель, по справочнику, ближайший больший по номинальному току - ПВИ-250, его номинальный ток равен 250 А, что больше, чем 163,2, условие выполняется.

Результаты дальнейших расчётов и выбор коммутационно-защитной аппаратуры занесём в таблицу 6.1.

.2 Выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели - это электрические аппараты, обеспечивающие одновременно функции коммутации силовых цепей (токи от единиц ампер до десятков тысяч) и защиты электроприёмника, а также сетей, от перегрузки и коротких замыканий. Аппараты имеют тепловой расцепитель и, как правило, электродинамический расцепитель. Автоматы снабжаются дугогасящими устройствами в виде фибровых пластин либо дугогасящих камер.

Автоматы используются для коммутации и защиты цепей электроустановок различного назначения, электродвигателей. Они устанавливаются в шкафах отходящих линий комплектных трансформаторных подстанций, и т.д.

Автоматы выпускаются на переменные напряжения от 220 до 660 В и постоянные - от 110 до 440 В, с ручным и электродвигательным приводом.

Выбор автоматических выключателей производится по номинальному току и напряжению сети.

Расчётный ток аппарата вычисляется по формуле (6.2).

В качестве примера рассчитаем и выберем автоматический выключатель, защищающий сеть РП-1. Расчётный ток аппарата равен:

А

Выбираем по справочнику автоматический выключатель А 3140, I=600 А, что больше, чем 508,8 А. Результаты остальных расчётов и выбор автоматических выключателей сведены в таблицу 6.1.

Таблица № 6.1

Рассчитаем и выберем КРУ на напряжение 6 кВ. Номинальный ток ячейки должен соответствовать следующему условию:

Исходя из данных, приведённых в справочнике, выбираем КРУ РВД-6 с номинальным током аппарата 20 А.

Заключение

Основной задачей данного курсового проекта являлась задача расчёта и проектирования схемы электроснабжения мостового электрического крана. При этом выбранная схема электроснабжения должна удовлетворять всем требованиям экономичности, качества и надёжности.

Для этого были рассчитаны: суммарная нагрузка электрооборудов-ания; номинальные токи, протекающие через кабели; экономическая площадь поперечного сечения жил кабелей; токи двухфазного и трёхфазного короткого замыкания в сетях высокого и низкого напряжения; приведённые длины кабелей; потери напряжения в сети при нормальной работе электроприёмников; были рассчитаны токи уставок максимально-токовой защиты.

По произведённым расчётам были выбраны: мощность и тип питающего трансформатора (ТМ-160/6); тип силовых низковольтных и высоковольтных кабелей, площадь поперечного сечения их жил; магнитные пускатели и автоматические выключатели, токи их уставок.

Список литературы

1. Правила устройства электроустановок, издание шестое.

. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию, том 1, «Энергоатомиздат», 2014 г.

. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию, том 2, «Энергоатомиздат», 2008 г.

. Электрические кабели, провода, шнуры, справочник «Энергоатомиздат», 2010 г.

. Коновалова Л.Л. Электроснабжение промышленных предприятий и установок, «Энергоатомиздат», 2009.

. Методическое пособие Соликамского горно-химического техникума

. И.И. Алиев Справочник по электротехнике и электрооборудованию М. 2012

. Электрические машины, справочник, том 1

. Электрические машины, справочник, том 2

. Электрические аппараты низкого напряжения, справочник, М. 2008 г.