Электроснабжение механического цеха
Энергетика нашей страны обеспечивает электроснабжение народного хозяйства и бытовые нужды различных потребителей электрической энергии. Основными потребителями являются промышленные предприятия, сельское хозяйство, коммунальные нужды. 70% всей электроэнергии расходуется на технологические процессы предприятий. Для передачи электроэнергии в необходимом количестве и соответствующего качества существуют следующие энергосистемы: Цеховая - обеспечивающая энергоснабжение потребителей, Заводская - служат для электроснабжения основных цехов и вспомогательных объектов, Городские или Районные - служат для электроснабжение предприятий, сельского хозяйства, коммунальных объектов. При проектировании электроснабжения необходимо учитывать технико-экономические аспекты. При выборе напряжений питающих линий, сети и чисел трансформаторных подстанций , систем управления, защиты - должны учитывать усовершенствования технологического процесса, роста мощностей при номинальном напряжении. Для других электрических приемниках активная номинальная мощность Pн(кВт) или полная мощность S(кВЧА) ,потребляемая из сети при номинальном напряжении. Номинальная мощность электро приемника обозначается на заводской таблице или в паспорте. Паспортная мощность электрического приемника повторно кратковременного режима в расчетах приводится номинально - длительной мощности при ПВ=1 по формуле:
Pн =Pпасп ЦПВ% ;
Sн =Sпасп ЦПВ% ;
где ПВ - паспортное продолжительность включения, в долях единицы.
Групповая номинальная активная мощность Pн - это сумма номинальных(паспортных) , активных мощностей отдельных рабочих приемников , приведенных к ПВ=1 , кроме резервных
Pн =еPн ;
1
По полученным результатам осуществляется выбор количества и мощности трансформатора .
Определение расчетных нагрузок промышленных предприятий базируются на следующих положениях:
а) большинство механизмов работают с переменной нагрузкой и электрические двигатели этих механизмов , выбранные по наиболее тяжелым режимам, значительную часть времени оказываются незагруженными .
б) не все электрические приемники включены одновременно и постоянно. Время их работы и остановки зависит от технологического режима производства.
в) в отдельные моменты времени нагрузка может превышать среднею величину мощности за счет изменения технологического процесса .Возникает необходимость определения максимального возможного значения потребляемой мощности в течении какого-то периода времени. Эту мощность называют максимальной.
г) При включении крупных осветительных приемников, так же при запуске асинхронных двигателей с коротко замкнутым ротором, происходят увеличение потребления мощности над среднем и минимальным значениями.
Значения мощности длительностью в несколько секунд называют типовыми.
При расчете электрических установок, не всегда есть график нагрузок и поэтому прибегают к расчетным коэффициентам. С их помощью можно определить основные параметры графика нагрузки.
Такие расчетные коэффициенты вычислены не экспериментальным работам по изучению характера нагрузок на предприятиях.
1.2.Обозначения величин, входящих в расчетные формулы
Все величины и коэффициенты, относящиеся к одному и тому же приемнику обозначаются строчными буквами. Групповые величины и коэффициенты - прописными.
Номинальная активная мощность Pн - это мощность, развиваемая двигателем на валу отдельным потребителем электро энергии, выражаемая а (кВт).При выборе аппаратуры управления, трансформаторных подстанций, необходимо пользоваться современными и изделиями. Так же надо находить оптимальные варианты при выборе схем электро снабжения, способов управления электро оборудованием и т.д.
2.Расчетная часть курсового проекта.
2.1.Расчет электрических нагрузок
Расчет электрических нагрузок необходим при выборе количества и мощностей трансформаторов на трансформаторных подстанциях. Проверка токоведущих частей по нагреву и потери напряжения для расчета колебаний напряжений, для правильного выбора защитных устройств и компенсирующих устройств. Для вычисления расчетных нагрузок в узлах электрической сети до 1000 В необходимо определить следующие величины :
а) суммарные, номинальные активные и реактивные мощности силовых электро приемников по отдельным группам
б) групповые коэффициенты использования и суммарные средние силовые нагрузки (активные и реактивные) за наиболее загруженную смену
в) эффективное число электро приемников nэ, коэффициет максимума Кm, максимальную активную мощность Рм, реактивную Qn и полную Sn мощности по отдельным группам
г) расчетную мошность осветительных нагрузок
д) максимальные значения Pм, реактивной Qм, полной Sм мощности по всей подстанции, где n - число электрических приемников.
Групповая номинальная реактивная мощность Qн - сумма номинальных реактивных мощностей, группы электрических приемников, приведенных к ПВ=1.
Qн=е qн
1
При определении электрических нагрузок групп электрических приемников расчетной величиной является средняя мощность наиболее нагруженной смены.
Средняя активная или реактивная мощность за наиболее загруженную смену определяется по расходу электрической энергии. Согласно ПУЭ за расчетную активную мощность принята мощность получаемого минимума, который является расчетной величиной для выбора всех элементов электро снабжения по нагреву проводников, трансформаторов и аппаратуры. Расчетная активная мощность Рр соответствует такой длительной неизменной нагрузки током Iр, которая эквивалентна ожидаемой изменяемой нагрузки по наиболее тяжелому тепловому действию, максимальной температуре или тепловому износу кабеля , либо трансформатора.
2.2. Основные параметры для расчета эл. нагрузок
Основной параметр для расчета нагрузок при проектировании новых установок - коэффициент использования, величина которого зависит от режима эксплуатации всей установки. Коэффициентом использования за наиболее загруженную смену одного электро приемника Ки или группы электрических приемников - называется отношении средней активной мощности одного электрического приемника (или группы) к номинальной
Ки= Рср / Рном
Ки=е Ки Рном / е Рном
1 1
где n - число подгрупп электро приемников, входящих в одну группу
Рср - средняя мощность подгруппы за наиболее нагруженную смену в кВт
Коэффициент максимума активной мощности (Км) - это отношение расчетного максимума активной мощности к её среднему значению за наиболее загруженную смену
Км= Рм / Рср
Коэффициентом спроса по активной мощности (Кс) называется отношение расчетной активной мощности группы электро приемников к номинальной мощности этой группы
Кс= Рм / Рном = Ки Км
2.3. Расчет электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм
Указания по проектированию электро снабжения промышленных предприятий рекомендует определение нагрузок для расчета цеховых цепей и выборе трансформатора методом коэффициента использования и максимума. Расчетные коэффициенты Ки и Км получены в результате упорядочения диаграмм нагрузки по данным обследования ряда отраслей промышленности. Расчетные нагрузки (получасовые максимумы активной нагрузки) на всех ступенях распределительных и питающих сетей, включая трансформаторы и преобразователи определяются по формуле :
Рм= Км Рср = Км Ки Рном
где Рср - средняя мощность электро приемников за наиболее загруженную смену
Рном - суммарная номинальная активная мощность рабочих приемников в (кВТ)
Ки - групповой коэффициент использования активной мощности
Км - определяется по таблице ( 2.13. ) , в зависимости от величины группового коэффициента использования и эффективного числа группы электро приемников.
Эффективным числом группы электро приемников nэ называют число, однородное по режиму работы электро приемников одинаковой мощности, которая обуславливает ту же величину расчетного максимума нагрузки, что и группы различные по мощности и режиму работы электро приемников
nэ= 2 еРном / Рном макс
1
В группе из пяти и более электро приемников эффективное число допускается считать равным тактическому значению m , при величине отношения
m= Рном макс / Рном мин Ј 3
где Рном макс и Рном мин - номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего электро приемников в группе
В группе с m>3 и Киі0.2 nэ рекомендуется определять по формуле
nэ= 2еРном / Рном макс
1
где еРном - суммарная номинальная мощность всех электро приемников в группе (кВт)
Рном макс - наибольший по мощности электро приемник данной группы(кВт)
2.4.Определение суммарных и предельных нагрузокпо каждой группе электро приемников
Разделим электро приемники с постоянным и переменным графиком нагрузки.
С переменным графиком нагрузки
Мостовой кран
Рном9= РпаспЦПВ
где Рпасп - активная паспортная мощность
ПВ - паспортная продолжительность включения
Рном9= 42.6Ц0.25 =21.3 (кВТ)
Рном9= 21.3 (Квт)
Рном9 - номинальная активная мощность электро приемника
Ки - паспортный коэффициент использования
Рср9=Ки(n Рном9)
Рср9=0.2 (1Ч 21.3)= 4.26 (кВт)
Рср9=4.26 (кВт)
Qср9= Рср9 Ч tgj
где Рср9 - средняя активная мощность мостового крана
Qср9= 4.26 Ч 1.07= 4.56 (квар)
Qср9= 4.56 (квар)
Сварочный трансформатор
Рном11= РпаспЦПВ= Sпасп Ч cosjЧ n ЧЦПВ
Рном11=36Ч0.4Ч2ЧЦ40= 182.14 (кВт)
Рном11= 182.14 (кВт)
Рср11= Ки Ч (n Ч Рном11)
Рср11= 0.2 Ч 182.14 = 36.43 (кВт)
Рср11=36.43 (кВт)
Qср11=Рср11Чtgj
Qср11=36.43 Ч 2.2= 80.1 (квар)
Qср11=80.1 (квар)
Подсчитаем итоговые данные по приемникам с переменным графиком нагрузки
n=1+2=3
еРном= Рном9+Рном11
1
Рном - номинальная активная мощность подгрупп электро приемников входящих в данную группу
еРном= 21.3 + 182.14=203.44 (кВт)
1
еРср= Рср9+Рср11
1
где Рср - средняя активная мощность подгруппы электро приемников входящих в данную группу
еРср= 4.26 + 36.43=4069 (кВт)
1
еQср= Qср9+Qср11
1
где Qср - средняя реактивная мощность подгрупп электро приемников
еQср= 4.56 + 80.1=84.66 (квар)
1
Ки.с.= еРср / еРном
Ки.с.= 40.69 / 203.44 = 0.2
Определим отношение Рном наибольшего электро приемника к Рном наименьшему электро приемнику
m= Рном макс / Рном мин
m=42.6 / 9.1= 4.68
m=4.68
В соответствии с практикой проектировании установлено, что при m>3 и Киі0.2 эффективное число приемников принято считать по формуле
nэ= 2еРном / Рном макс
1
nэ= 2Ч112.37 / 91.07
nэ= 9.5
По графику 2.15.(1) находим коэффициенты максимальной активной мощности: Кмax=1.84
Максимальная активная нагрузка
Рмах= Кмах ЧеРср
1
Рмах= 1.84Ч40.69=74.86 (кВт)
Рмах=74.86 (кВт)
Максимальная реактивная нагрузка определяется в соответствии со следующими параметрами , при nэ Ј10
Qмах= еQср
1
где Qср - средняя реактивная мощность электро приемников входящих в данную группу
Qмах=84.66 (квар)
С постоянным графиком нагрузки
Для них Рном=Рпасп
Токарные станки
Рном1= n Ч Рпасп
где n - количество станков
Рном1= 20Ч5.2= 104 (кВт)
Рном1=104(кВт)
Рср1= КиЧРном1
Рср1= 0.2Ч104=20.8 (кВт)
Qср1=Рср1Чtgj
Qср1=20.8Ч1.15= 23.92 (квар)
Qср1=23.92(квар)
Фрезерные станки
Рном2= nЧРпасп
Рном2=12Ч7.2=86.4 (кВт)
Рном2=86.4 (кВт)
Рср2=КиЧРном2
Рср2=0.2 Ч 86.4= 17.28 (кВт)
Рср2=17.28 (кВт)
Qср2=Рср2 Ч tgj
Qср2=17.28 Ч 1.15= 19.872 (квар)
Qср2=19/872 (квар)
Станки плоскошлифовальные
Рном3= n Ч Рпасп
Рном3= 3 Ч 8.3 = 24.9 (кВт)
Рном3= 24.9 (кВт)
Рср3= Ки Ч Рном3
Рср3= 0.14 Ч 24.9 = 3.486 (кВт)
Рср3= 3.486 (кВт)
Qср3=Рср3 Ч tgj
Qср3=3.486 Ч 1.15= 4.009 (квар)
Qср3=4.009 (квар)
Кругло шлифовальные станки
Рном4= n Ч Рпасп
Рном4=2 Ч 12.2 =24.4 (кВт)
Рном4=24.4 (кВт)
Рср4= Ки Ч Рном4
Рср4=0.14 Ч 24.4 =3.416 (кВт)
Рср4=3.416 (кВт)
Qср4= Рср4 Ч tgj
Qср4=3.416 Ч 1.15 = 3.93 (квар)
Qср4=3.93 (квар)
Станки сверлильные
Рном5= n Ч Рпасп
Рном5=2 Ч 2.2 =4.4 (кВт)
Рном5=4.4 (кВт)
Рср5= Ки Ч Рном5
Рср5=0.12 Ч 4.4 = 0.528 (кВт)
Рср5=0.528 (кВт)
Qср5= Рср5 Ч tgj
Qср5=0.528 Ч 1.15 = 0.607 (квар)
Qср5=0.607 (квар)
Станки заточные
Рном6= n Ч Рпасп
Рном6=1 Ч 1.3 = 1.3 (кВт)
Рном6=1.3 (кВт)
Рср6= Ки Ч Рном6
Рср6=0.12 Ч 1.3 = 0.156 (кВт)
Рср6=0.156 (кВт)
Qср6= Рср6 Ч tgj
Qср6=0.156 Ч 1.15 = 0.179 (квар)
Qср6=0.179 (квар)
Насосы
Рном7= n Ч Рпасп
Рном7=4 Ч 35 = 140 (кВт)
Рном7=140 (кВт)
Рср7= Ки Ч Рном7
Рср7=0.7 Ч 140 = 98 (кВт)
Рср7=98 (кВт)
Qср7= Рср7 Ч tgj
Qср7=98 Ч 0.75 = 73.5 (квар)
Qср7=73.5 (квар)
Вентиляторы
Рном8= n Ч Рпасп
Рном8=3 Ч 25 = 75 (кВт)
Рном8=75 (кВт)
Рср8= Ки Ч Рном8
Рср8=0.8 Ч 75 = 60 (кВт)
Рср8=60 (кВт)
Qср8= Рср8 Ч tgj
Qср8=60 Ч 0.75 = 45 (квар)
Qср8=45 (квар)
Электропечи
Рном10= n Ч Рпасп
Рном10=2 Ч 40 = 80 (кВт)
Рном10=80 (кВт)
Рср10= Ки Ч Рном10
Рср10=0.7 Ч 80 = 56 (кВт)
Рср10=56 (кВт)
Qср10= Рср10 Ч tgj
Qср10=56 Ч 0 = 0 (квар)
Qср10=0 (квар)
Итоговые данные по электро приемникам с постоянным графиком нагрузки
еРном = Рном1 + … Рном8+ Рном10
1
еРном=104+86.4+24.9+24.4+4.4+1.3+140+75+80=540.4 (кВт)
1
еРср= Рср1+…+Рср8+Рср10
1
еРср=20.8+17.28+3.486+3.416+0.528+0.156+98+60+56=218.06 (кВт)
еQcр= Qср1+…+Qср8+Qср10
1
еQcр=23.92+19.872+4.009+3.93+0.607+0.179+73.5+45+0=171.01 (квар)
для приемников с постоянным графиком нагрузки
Кмакс=1 - Рмакс=еРср=218.06 (кВт)
1
Qмакс=еQср=171.01 (квар)
1
2.5. Выбор компенсирующих устройств и выбор мощности трансформатора
Средняя мощность все потребителей
Рср=еРср = Рср1+Рср2+…+Рср11
1
Рср=еРср = 218.06+40.69 = 258.75 (кВт)
1
Рср= 258.75 (кВт)
Qср=еQср = Qср1+Qср2+…+Qср11
1
Qср=еQср=171.01+84.66 = 255.67 (квар)
1
Qср= 255.67(квар)
2 2
S=ЦРср + Qср
где Рср и Qср - средняя активная и реактивная мощности для всех потребителей
2 2
Sср=Ц 258.75 + 255.67 = 363.75(кВА)
Sср=363.75 (кВА)
Определяем максимальные мощности всех электро потребителей
Рмакс=Рмакс1 + Рмакс2
где Рмакс1 и Рмакс2 - активные мощности потребителей с постоянным и переменным графиком нагрузки
Рмакс=218.06 + 74.86 = 292.92 (кВт)
Рмакс= 292.92(кВт)
Qмакс=Qмакс1 + Qмакс2
где Qмакс1 и Qмакс2 - реактивная мощность потребителей с постоянным и переменным графиком нагрузки
Qмакс=171.01 + 84.66 = 255.67 (квар)
Qмакс= 255.67 (квар)
2 2
Sмакс= ЦРмакс + Qмакс
Sмакс= Ц 85790.4+65367.1=388.7
Sмакс= 388.7 (кВА)
Определяем cosj по формуле
cosj = Рмакс / Sмакс
где Рмакс - активная максимальная мощность всех потребителей
Sмакс - полная максимальная мощность
cosj = 292.92 / 388.7 = 0.753
Так как cosj слишком мал , то требуется компенсация с помощью батарей статических конденсаторов мощностью Qс= 220 (квар)
Определяем максимальную реактивную мощность с учётом статических конденсаторов
Q'макс = Qмакс - Qс
где Qс - мощность статических конденсаторов
Q'макс = 255.67 - 220 = 35.67(квар)
Q'макс = 35.67(квар)
Уточним значение S'макс
2 2
S'макс=Ц Рмакс + Q'макс
2 2
S'макс=Ц292.9 + 35.67 = 295.06(кВА)
S'макс= 302.872 (кВА)
Подсчитаем значение cosj с учетом применения компенсирующий устройств
соsj = Рмакс / S'макс
где Рмакс - активная максимальная мощность всех потребителей
S'макс - полная максимальная мощность всех потребителей с учетом статических конденсаторов.
cosj = 292.9 / 295.06= 0.99
cosj = 0.99
Cхема подключения батарей конденсаторов
~ 380 В
Р
П
где П - предохранитель ,
Р - трех фазный рубильник
Выбираем мощность трансформатора (приложение 12)
Sтр і S'макс
Sтр = 295.06 (кВА)
Sном.тр. = Sмакс / b
Sном.тр. = 295.06 / 0.75 = 393.41 (кВА)
Sном.тр. = 393.41 (кВА)
Возьмем один трансформатор типа ТС3-400
80х50 ; ШРА4-630-32 IУ3
2.6. Расчет заземления
Определяем число электродов заземления подстанции 604 (кВ) на стороне с напряжением 6 (кВ)
Нейтраль изолирована на стороне 0.4 (кВ) , наглухо заземлена .Заземление общей протяженностью воздушной линии lвл=0 км , кабельной линии lкаб=5 км
4
y2 = 1.5 , Гизм.= 0.6 Ч 10 (Ом)
Решение :
Ток однофазного заземления на землю в сети 6 (кВт)
Iз = U ( 35 lкаб + lв) / 350
где U - напряжение питающей сети
lкаб - длина кабеля
lв - длина воздушной линии
Сопротивление заземляющего устройства для сети 6 (кВт)
R = Uз / Iз
где Uз - заземляющее напряжение
Iз - ток однофазного заземления на землю
Rз = 125 /3 = 41.7 (Ом)
Rз = 41.7 (Ом)
Сопротивление заземления для сети 0.4 (кВт) с глухо заземленной нейтралью должно быть не более 4 (Ом)
Расчетное удельное сопротивление группы равняется
гр = y2 ЧГизм.
4 3
Ггр = 1.5 Ч 0.6 Ч 10 = 9 Ч 10 (Ом Ч м)
3
Ггр = 9 Ч 10 (Ом Ч м)
Выбираем в качестве заземлителей прутковое заземление длиной l = 5м
Сопротивление одиночного пруткового электрода равно
Rо.пр. = 0.00227 Ч 9000 = 20.43 (Ом)
Rо.пр. = 20.43 (Ом)
Применяемые заземлители размещаются в ряд с расстоянием между ними а=6м
Коэффициент экранирования h=0.8 при а>1 , R=4 (Ом)
n = Rо.пр. / hRэ
где Rо.пр. - сопротивление одиночного пруткового электрода
Rэ - сопротивление взятое из правил установки электро оборудования
n = 20.43 / 0.8 Ч 4 = 6.38 , округляем в большую сторону
n = 7 (шт)
Заземление включает в себя семь прутков.
2.7. Расчет токов короткого замыкания от источников питания с неограниченной энергии
При расчете токов короткого замыкания важно правильно составить расчетную схему , т.е. определить что находиться между точкой короткого замыкания и источником питающим место короткого замыкания , а для этого необходимо рассчитать токи короткого замыкания . Предположим , что подстанция подключена к энергосистеме мощностью S = Ґ , питающее режимное сопротивление системы Хо = 0
Uн=10 кВт
К1 К2
энергосистема
кабель ТС3-400
l=5 км l=0.4 км
АСБ(3х15) ААБ(3х70) Uк=5.5%
Sc=Ґ ; Хс=0 шины ГРП
подстанция потребителя
Для удобства расчета используются системы относительных и базисных величин. Sб - базисная мощность , величина которой принимается за 1.
Для базисной мощности целесообразно принимать значения 100 , 1000 (кВт)
или номинальную мощность одного из источников питания.
Uб - базисное напряжение , принимается равным номинальным (250,115,15,3,0.525,0.4,0.25)
Сопротивление в относительных единицах при номинальных условиях:
2
реактивное - Х* = Ц3 Ч IномЧХ/Uном = Х ( Sном /Uном )
где Iном - номинальный ток питающей сети
Х - реактивное сопротивление сети
Uном - номинальное напряжение сети
Sном - номинальная мощность
2
активное - R* = Ц3 Ч IномЧ R/Uном = R ( Sном /Uном )
где R - активное сопротивление сети
2 2
полное - Z* = ЦR* +Х*
где R* и Х* - активное и реактивное сопротивление сети в относительных единицах
Все эти сопротивления приводятся к базисным условиям( ставится буква б )
Изобразим электрическую схему заземления
К1 К2
Х1*б R1*б Х2*б R2*б
l=5 км l=0.4 км
шины ГРП
Х1*б и R1*б - активное и реактивное сопротивления кабельной линии , от электро системы до ГРП завода
Х2*б и R2*б - активное и реактивное сопротивления , от ГРП завода до цеховой подстанции
Х3*б - реактивное сопротивление трансформатора
R3*б - принимаем равным нулю из-за его малости
Принимаем S = 100
U = 0.3 (кВ)
Xо = 0
Sо = Ґ
Приводим сопротивления к базисным величинам
2
Х1*б = Хо Ч l Ч Sб / U1б
где Хо - реактивное сопротивление на 1км кабельной линии
l - длина кабеля от энергосистемы до ГРП завода
Sб - базисная мощность источника питания
U1б - базисное напряжение кабельной линии
Х3 - реактивное сопротивление сети
Х1*б = 0.08Ч5Ч100 / 100 =0.4
Х1*б = 0.4
3 2
R1*б = 10 Ч l Ч Sб / gЧ S Ч U1 б 2
где g - удельная проводимость , равна 32(м/ом Ч мм )
R1*б = 1000Ч5Ч100 / 32Ч150Ч100 = 1.04
R1*б =1.04
Хо - реактивное сопротивление на 1км кабельной линии
Х=0.08
Х2*б=0.08Ч0.4Ч100/100 = 0.03
Х2*б=0.03
3 2
R2*б=10 Ч 0.4 Ч 100/32 Ч 70 Ч 10
R2*б= 0.18
Х3*б= Uк Ч Sб/100 Ч Sном.тр.
Х3*б= 4.5Ч100 / 100Ч0.4 = 11.25
Х3*б= 11.25
Определяем суммарные сопротивления до точки К1
еХ*бК1 = Х1*б = 0.4
1
еR*бК1 = R1*б = 1.04
1
Разделим первое на второе
еХ*бК1 / еR*бК2 = 0.4 / 1.04 = 0.38 > 3 , т.е. R необходимо учесть
1 1
где Х*бК1 - суммарное реактивное сопротивление
R*бК2 - суммарное активное сопротивление
Полное сопротивление до точки К1
n 2 n 2
Z*бК1 = ЦеR*бК1 + еХ*бК1
1 1
2 2
Z*бК1 = Ц 0.4 + 1.04 = 1.1
Z*бК1 = 1.1
Определим суммарное сопротивление до точки К1
еR*бК2 = R1*б + R2*б
1
где R1*б и R2*б - базисные реактивные сопротивления для К1 и К2
еR*бК2 = 1.04 + 0.18 = 1.22
1
еХ*бК2=Х1*б+Х2*б+Х3*б
1
еХ*бК2 = 0.4+0.03+11.25= 11.68
1
еХ*бК2 = 11.68
1
Разделим первое на второе
еХ*бК2 / еR*бК2 = 11.68 / 1.22 = 9.6 >0.3
1 1
Определяем полное сопротивление до точки К2
n 2 n 2
Z*бК2 = ЦеR*бК2 +еХ*бК2
1 1
Z*бК2 = Ц 1.48 + 139.4 = 11.74
Z*бК2 =11.74
Определяем базисные токи
I1б = Sб / Ц3 Ч U1б
I1б = 100 / (Ц3 Ч 10) = 5.8 (кА)
I1б = 5.8 (кА)
I2б = Sб / Ц3 Ч Uб2
I2б = 100 / (Ц3 Ч 0.4) = 144.5 (кА)
I2б = 144.5 (кА)
Определим сверх переходной ток в точке К1
I``К1 = I1б / Z*бК1
I``К1 = 5.8 / 1.1 = 5.3(кА)
I``К1 = 5.3(кА)
Так как расчет производиться с учетом активного сопротивления , то при подсчете нельзя брать рекомендованные значение ударных токов Iуд , Iуд = 1.3 ё 1.8 , их нужно вычислить.
Определим постоянную времени затухания
Tа1 = еХ*бК1 / 314 еR*бК1
1 1
Tа1 = 0.4 / 314 Ч 1.04= 0.0012 (сек)
Tа1 = 0.0012 (сек)
Т.к. ударный ток необходимо определить для времени срабатывании защиты t=0.01сек , то
- t/Tа1
Куд1 = 1 + е
- 0.01/0.12
Куд1 = 1 + 2.72 = 1.0003
Куд1 = 1.0003
В этом случае Куд можно принять до 1.3 , тогда значение удельного тока
iуд1 = I``К1 Ч Куд1 ЧЦ2
где Куд - ударный коэффициент
I``К1 - сверх периодный ток
iуд1 = 5.3 Ч 1.3 ЧЦ2 = 9.7 (кА)
iуд1 = 9.7 (кА)
Действующее значение ударного тока
2
Iуд1 = iуд1 Ц 1+2 (Куд1-1)
где iуд - мгновенное значение ударного тока
2
Iуд1 = 9.7Ц 1+2 (1.3-1) = 10.5(кА)
Iуд1 = 10.5 (кА)
Определяем токи короткого замыкания в точке К2
I``К2 = I1б / Z*бК2
I``К2 = 9.164 / 2.705 = 3.388 (кА)
I``К2 = 3.388 (кА)
Та2 =еХ*бК2 / 314 ЧеR*бК2
1 1
Та2 = 11.68 / 314 Ч 1.22 = 0.03 (сек)
Та2 = 0.03 (сек)
Определяем ударный коэффициент для точки К2
- t/Tа2
Куд2 = 1 + е
- 0.01/0.03
Куд2 = 1 + 2.72 = 1.51
Куд2 = 1.51
iуд2 = I``К2 Ч Ку2 ЧЦ2
iуд2 = 3.388 Ч 2.133 ЧЦ2 = 10.22 (кА)
iуд2 = 10.22 (кА)
Определим сверх переходной ток в точке К2
Iуд2 = Iб2 / Z*бК2
Iу2 = 144.5 / 11.74 = 12.3 (кА)
Iу2 = 12.3 (кА)
Находим ударный ток в точке К2
iуд2 = I``К2 Ч Куд2 ЧЦ2
iуд2 = 12.3 Ч 1.51 ЧЦ2 = 26.3(кА)
iуд2 =26.3(кА)
Действующее значение ударного тока
2
Iуд2 = iуд2 Ц 1+2 (Куд2-1)
2
Iуд2 =26.3Ц1+2 (1.51-1) = 32.4 (кА)
Iуд2 =32.4 (кА)
Определяем мощности короткого замыкания в точках К1 и К2
SК1 = Sб / Z*бК1
SК1 = 100 / 1.1 = 90.9 (мВА)
SК1 = 90.9 (мВА)
SК2 = Sб / Z*бК2
SК2 = 100 / 11.74 = 8.5 (мВА)
SК2 =8.5 (мВА)
2.8. Расчет освещения
Существуют различные нормы освещенности , например производственные участки - 200 лк , кабинеты - 100 лк , коридоры - 50 лк
Производственный участок
2
Размер производственного участка А=40м , В=15м , S=600м
Выбираем светильники ПСО-0.2 с двумя луминисцентными лампами ПБ-40.
Светильники устанавливаются на высоте Нр=5.4м . Коэффициент отражения равен rн=70% , rс=50% , rр=100%
При Е=100Лк
2
Руд=4.5 (Вт / м )
При Е=200Лк
2
Руд=4.5 Ч 2 = 9 (Вт / м )
Ру.ст = Руд Ч S
Ру.ст = 9 Ч 600 = 5400 (Вт)
Ру.ст = 5400 (Вт)
n = Ру.ст / Рсв
n = 5400 / 80 » 67.5 - 68(шт)
n = 68 (шт)
Кабинет энергетика
Примем
2
А=5м , В=4м , S=20м , высота Нр=2.2м
При Е=100Лк
2
Руд=4.5(Вт / м )
Ру.ст = Руд Ч S
Ру.ст = 4.5 Ч 20 = 90 (Вт)
Ру.ст = 90 (Вт)
n = Ру.ст / Рсв
n = 90 / 80 » 1.125 -1(шт)
n = 1 (шт)
Кабинет начальника цеха
Примем
2
А=4м , В=4м , S=16м , высота Нр=2.2м
При Е=100Лк
2
Руд=4.5 (Вт / м )
Ру.ст = Руд Ч S
Ру.ст = 4.5 Ч 16 = 72 (Вт)
Ру.ст = 72 (Вт)
n = Ру.ст / Рсв
n = 72 / 80 » 0.9 - 1(шт)
n = 1(шт)
Т.к. ОТК , а так же кабинет начальника цеха и кладовая равны по площади , то ставим в них по 1 люминисцентному светильнику .
Сан узел
Для его освещения берем лампы накаливания
Примем
А=5м , В=4м , Н=3м , Нр=2.4м
Енорм по таблице П13(2) =50Лм
Определяем индекс помещения
i = А Ч В / Нр (А + В)
i = 5 Ч 4 / 2.4 ( 5+4 ) = 0.925
i = 0.925
По таблице 21.2(2) для светильника ПУН-60 при i = 0.925 коэффициент использования равен 0.13
Кзам = 1.3
z = 1.15
Фл.расч. = Енорм Ч S Ч Кзам Ч z / nЧКи
Фл.расч. = 50 Ч 20 Ч 1.3 Ч 1.15 / 4 Ч 0.13 = 1495
Фл.расч. = 1495
Расчет трансформаторной подстанции
Примем
2
А=5м , В=5м , S=25м , Нр=5.4м
Определяем индекс помещения
i = А Ч В / Нр (А + В)
i = 5Ч 5 / 5.4 (5+5) = 0.46
i = 0.46
Индекс помещения равен i = 0.46 , коэффициент использования равен 0.13 , z = 1.15
Расчет и выбор сечений питающей и распределительной сети освещения и проверка на потерю напряжения.
Сеть , падающая электро энергию от трансформатора понижающей подстанции к светильникам состоит из питающей и распределительной линий. К расчету предъявляются следующие требования :
а) Выборное сечение провода и кабеля должно обеспечивать требуемое напряжение у источников света
б) Токовые нагрузки по проводам не должны превышать допустиые значения
в) Питание шины не должно иметь большой потери мощности
Для того чтобы выбрать ШОС надо найти номинальной ток одной группы ламп
Iн = Pу / n Ч U
Iн = 9700 / 4 Ч 220 = 11 (А)
Iн = 11 (А)
По приложению выбираем тип осветительного шино провода : ШОС 80-93 . Допустимый длительный ток 16 А . Для защиты осветительных шино проводов от к.з. используем автоматические выключатели АЕ2000-25-12.5 .
Расчет и выбор распределительной сети цеха и ее защиты
Учитывая методы современного электро снабжения выбираем магистральную схему с шино проводом ШМА.
Типа ШМА4-630-32-Iуз и распределительную систему с шино проводами типа ШРА1-250-32-Iуз , ШРА2-400-32-Iуз , ШРА3-250-32-Iуз , ШРА4-250-32-Iуз .
Находим номинальные токи электро оборудования
Iн = Рн / ( Ц3 Ч Uн Ч соsj )
Iн1 = 5.2 /(Ц3 Ч 0.4 Ч 0.65) =11.55 (А)
Iн2 = 7.2 /(Ц3 Ч 0.4 Ч 0.65) =15.99 (А)
Iн3 = 8.3 /(Ц3 Ч 0.4 Ч 0.65) =18.43 (А)
Iн4 = 12.2 /(Ц3 Ч 0.4 Ч 0.65) =27.09 (А)
Iн5 = 2.2 /(Ц3 Ч 0.4 Ч 0.65) =4.88 (А)
Iн6 = 1.3 /(Ц3 Ч 0.4 Ч 0.65) =2.89 (А)
Iн7 = 35 /(Ц3 Ч 0.4 Ч 0.8) =63.15 (А)
Iн8 = 25 /(Ц3 Ч 0.4 Ч 0.8) =45.11 (А)
Iн9 = 42.6 /(Ц3 Ч 0.4 Ч 0.7) =87.84 (А)
Iн10 = 40 /(Ц3 Ч 0.4 Ч 1) =57.74 (А)
Iн11 = 36 /(Ц3 Ч 0.4 Ч 0.4) =129.9 (А)
Iн12 = 15 /(Ц3 Ч 0.23 Ч 1) =37.65 (А)
Максимальные токи у электро оборудования , имеющего пусковых токов , равны номинальным токам . Для остального оборудования в основе которого работают асинхронные двигатели , максимальный ток равен пусковому .
Iмакс = 1.5 Ч Iн
Iмакс1 = 1.5 Ч11.55=17.325 (А)
Iмакс2 = 1.5 Ч15.99=23.985 (А)
Iмакс3 = 1.5 Ч18.43=27.645 (А)
Iмакс4 = 1.5 Ч27.09=40.635 (А)
Iмакс5 = 1.5 Ч4.88=7.32 (А)
Iмакс6 = 1.5 Ч2.89=4.335 (А)
Iмакс7 = 1.5 Ч63.15=94.725 (А)
Iмакс8 = 1.5
Подобные работы: