• RU
  • icon На проверке: 14
Меню

Расчёт электроснабжения и выбор электрооборудования сварочного участка цеха

  • Добавлен: 09.11.2022
  • Размер: 929 KB
  • Закачек: 1
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Курсовая работа

Расчёт электроснабжения  и выбор электрооборудования сварочного участка цеха.

         1 Характеристика сварочного участка цеха

         Сварочный участок (СУ) предназначен для подготовительных работ с изделиями. Он являются частью крупного механического цеха завода тяжелого машиностроения.

          На сварочном участке предусмотрены работы различного назначения ручная электродуговая сварка и наплавка, полуавтоматическая и автоматическая импульсная наплавка под слоем флюса и т.п.

          Он оборудован электроустановками (ЭУ): термическими, сварочными, вентиляционными, а так же металлообрабатывающими станками.

           Транспортные операции осуществляются с помощью кран-балки, электротали, наземных электротележек, ленточных конвейеров.

            Участок имеет механическое, термическое отделение, сварочные посты, отделение импульсной наплавки, где размещению основные оборудования.

            Электроснабжения (ЭСН) обеспечивается от цеховой трансформаторной подстанции (ТП) 10/0,4 кВ, расположенной на расстоянии 50 м от здания участка. В перспективе от этой же ТП предусматривается ЭСН станочного участка с дополнительной нагрузкой (P=800кВт;cosφ = 0,85; Кн = 0,6)

             Электроприемники, обеспечивающие жизнедеятельность (вентиляция и кондиционирование) относятся к 2 категории надежности ЭСН, а остальные – к 3. Количество рабочих смен – 2.

Грунт в районе цеха – песок при tº+12ºC. Каркас здания сооружен из блоков – секций длиной 8, 6 и 4 м каждый.

Размеры цеха AxBxH = 48х30х8 м 

Все помещения, кроме механического отделения, двухэтажные высотой 3,6м

Перечень ЭО цеха сварочного участка  дан в таблице 3.16

Мощность электропотребления (Pэп) указана для одного электроприемника .

 

Состав проекта

icon kurs_proekt--1.docx

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon kurs_proekt--1.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РТ
ГАПОУ «ЗАИНСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
Техническая эксплуатация и обслуживание
электрического и электромеханического оборудования
Шифр курсового проекта:
Тема: Расчёт электроснабжения и выбор электрооборудования
сварочного участка цеха
(имя отчество фамилия)
Техническая эксплуатация и обслуживание
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Расчёт электроснабжения и выбор электрооборудования
сварочого участка цеха
Зам. директора по УПР
на курсовое проектирование
(группа фамилия имя отчество)
Расчёт электроснабжения и выбор электрооборудования
План расположения электрооборудования
Перечень электрооборудования с установленной мощностью
Рук.курсового проекта
Утв. на заседании МЦК
Дата выдачи задания:
Характеристика цеха .. 6
Классификация помещений по взрыво- пожаро- и электробезопасности . .9
Категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения 12
Расчет электрических нагрузок ..15
1 Выбор трансформатора .. ..21
2 Расчет и выбор компенсирующего устройства ..22
3 Выбор аппаратов защиты и кабельной продукции для электроснабжения оборудования ..23
4 Выбор шинопроводов ..26
5 Выбор высоковольтного выключателя . .27
6 Выбор точек и расчет токов КЗ .. .30
Расчет заземляющего устройства . ..37
Организационные мероприятия обеспечивающие безопасность работ ..42
Список использованной литературы . 44
Потребителями электроэнергии городов являются крупные промышленные предприятия фабрики заводы электрический транспорт жилые и общественные здания предприятия коммунально-бытового назначения и предприятия обслуживающие нужды города.
По напряжению электроприемники классифицируют на две группы:
электроприемники которые могут получать питание непосредственно от сети 36 и 10 кВ. Следует отметить что при 10 кВ могут быть изготовлены двигатели мощностью 315 кВ и выше.
Электроприемники питание которых экономически целесообразно на напряжении 380 – 660 В.
По роду тока различают электроприемники работающие:
от сети переменного тока нормальной промышленной частотой (50 Гц);
от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты;
от сети постоянного тока.
По виду преобразования электроэнергии приемники подразделяют на электроприводы электротехнические установки и электроосветительные установки.
Электроприводы производственных механизмов занимают наибольшее место среди электроприемников промышленных предприятий.
электротехнические установки – электронагревательные и электролизные установки электрохимической электрозвуковой и электроискровой обработки металла в основном работают на трехфазном или однофазном переменном токе частотой 50 Гц.
Электроосветительные установки являются как правило однофазными электроприемниками.
По режиму работы делятся на три группы для которых предусматривают три режима работы:
продолжительный в котором электрические машины могут работать длительное время и превышение температуры отдельных частей машины не выходит за установленные пределы;
кратковременный при котором рабочий период не настолько длителен чтобы температуры отдельных частей машины могли достигнуть установившегося значения период же остановки машины настолько длителен что машина успевает охладиться до температуры окружающей среды;
повторно-кратковременный характеризуемый коэффициентом продолжительности включения (%) ПВ = [tp (tp+t0)] 100. В этом режиме рабочие периоды tp чередуются с периодами пауз t0 а длительность всего цикла не превышает 10 минут. При этом нагрев не происходит допустимого а охлаждение не достигает температуры окружающей среды.
Характеристика сварочного участка цеха
Сварочный участок (СУ) предназначен для подготовительных работ с изделиями. Он являются частью крупного механического цеха завода тяжелого машиностроения.
На сварочном участке предусмотрены работы различного назначения ручная электродуговая сварка и наплавка полуавтоматическая и автоматическая импульсная наплавка под слоем флюса и т.п.
Он оборудован электроустановками (ЭУ): термическими сварочными вентиляционными а так же металлообрабатывающими станками.
Транспортные операции осуществляются с помощью кран-балки электротали наземных электротележек ленточных конвейеров.
Участок имеет механическое термическое отделение сварочные посты отделение импульсной наплавки где размещению основные оборудования.
Электроснабжения (ЭСН) обеспечивается от цеховой трансформаторной подстанции (ТП) 1004 кВ расположенной на расстоянии 50 м от здания участка. В перспективе от этой же ТП предусматривается ЭСН станочного участка с дополнительной нагрузкой (P=800кВт;cosφ = 085; Кн = 06)
Электроприемники обеспечивающие жизнедеятельность (вентиляция и кондиционирование) относятся к 2 категории надежности ЭСН а остальные – к 3. Количество рабочих смен – 2.
Грунт в районе цеха – песок при tº+12ºC. Каркас здания сооружен из блоков – секций длиной 8 6 и 4 м каждый.
Размеры цеха AxBxH = 48х30х8 м
Все помещения кроме механического отделения двухэтажные высотой 36м
Перечень ЭО цеха сварочного участка дан в таблице 3.16
Мощность электропотребления (Pэп) указана для одного электроприемника .
Таблица 1.1 - ЭО сварочного участка цеха
Сварочные преобразователи
Сварочный полуавтомат
Вентиляционные установки
Сварочные выпрямители
Токарные станки импульсной наплавки
Электропечи сопротивления
Слиткообдирочные станки
Обдирно-шлифовальные станки
Сварочные трансформаторы
Классификация помещений по взрыво- пожаро- и электробезопасности
Таблица 2.2 - Классификация помещений по взрыво- пожаро- и электробезопасности
Дополни-тельные сведения
Обращаются горючие жидкости с температурой вспышки более 61ºС (например склады минеральных масел и установки регенерации) внутри помещений
Выделяются горючие пыль или волокна с концентрацией воспламенения к объему воздуха более 65гм3
Обращаются твёрдые горючие вещества (склады)
Обращаются горючие жидкости с температурой вспышки более 61ºС или твердые горючие вещества вне помещений (например склады минеральных масел угля торфа дерева и т.п.)
Открытые складские пространства
Выделяются горючие газы или пары ЛВЖ способные образовать с воздухом в помещении взрывоопасную смесь при нормальном режиме работы
Вызровобез-опасность
Газообразная или жидкая основа
То же но при аварии или неисправности
Возможно образование смеси с большой взрывной концентрации (15% и более) или водорода при аварии или неисправности в помещении (например аммиачные КУ электролизные зарядные и т.п.)
Возможно образование взрывоопасной смеси на открытом воздухе (например выбросы технологических установок резервуары и открытые пространства с горючими жидкостями)
Выбросы вентиляции и предохрани-тельных устройств
Возможно образование взрывоопасной смеси в помещении из взвешенных частиц (пыль волокна) и воздуха в нормальных условиях
Твердая осно-ва (пыль волокна)
То же но при аварии или неисправности
Относятся помещения:
— особо сырые (относительная влажность близка к 100% т.е. поверхности покрытые влагой);
— с химически активной средой разрушающей изоляцию;
— территория размещения наружных ЭУ
ПО (с повы-шен-ной опасностью)
— сырые (относительная влажность воздуха длительная более 75%)
— с токопроводящей пылью оседающей на ЭО;
— с токопроводящими полями (металл земля жбетон кирпич и т.п.);
— жаркие (температура постоянно или более 1 суток +35ºС);
— возможно соприкосновение одновременно с корпусом ЭО и конструкциями связанными с землей
БПО (без повы-шен-ной опас-ности)
Относятся помещения не относящиеся в отношении опасности поражения людей электротоком к ОО и с ПО
Продолжение таблицы 1.2
Наименование помещения
Сварочный участок цеха
Таблица 1.3 – Классификация помещений по взрыво- пожаро- электробезопасности
ПО - (с повышенной опасностью) сырые (относительная влажность воздуха длительная более 75%). С токопроводящей пылью оседающей на ЭО. Возможно соприкосновение одновременно с корпусом ЭО и конструкциями связанными с землей.
IP – Защитные характеристики оболочек электроустановок и изделий обозначаются кодом IP(первые буквы английских слов International Protection-защита по международным нормам) и двумя цифрами первая из которых обозначает код степени защиты от проникновения внутрь оболочки твердых тел а вторая- от попадания воды и влаги.
– Полная защита персонала от соприкосновения с токоведущими или движущимися внутри оболочки частями. Защита от вредных отложений пыли.
– Защита от брызг. Брызг воды любого направления попадающие на оболочку не должны оказывать вредного воздействия на оборудования внутри оболочки
Категории электроприемников и обеспечение надежности электроснабжения
Надежность электроснабжения – способность системы электроснабжения обеспечить предприятие электроэнергией хорошего качества без срыва плана производства и не допускать аварийных перерывов в электроснабжении.
По обеспечению надежности электроснабжения электроприемники разделяют на три категории:
I.Электроприемники перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей повреждение дорогостоящего основного оборудования массовый брак продукции расстройство сложного технологического процесса. Электроприемники I категории должны обеспечиваться питанием от двух независимых источников питания перерыв допускаются лишь на время автоматического восстановления питания.
II.Электроприемники перерыв в электроснабжение которых приводит к массовому недоотпуску продукции простоям рабочих мест механизмов и промышленного транспорта нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Рекомендуется обеспечивать электропитание от двух независимых источников для них допустимы перерывы на время необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Допускается питание от одного трансформатора. Перерыв в электроснабжении разрешается не более 24ч. С наличием складского резерва.
III.Электроприемники несерийного производства продукции вспомогательные цехи коммунально-хозяйственные потребители сельскохозяйственные заводы. Для этих электроприемников электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии что перерывы электроснабжения необходимые для ремонта и замены поврежденного элемента системы электроснабжения не превышают 24ч. с подачей напряжения на ответственное оборудование.
Расчет электрических нагрузок
При расчете силовых нагрузок большое значение имеет правильное определение нагрузки может привести к перерасходу проводникового материала удорожанию строительства; занижение нагрузки — к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприемников.
Расчет электрических нагрузок основывается на опытных данных и обобщенияхвыполненных с применением методов математической статистики и теории вероятности.
Расчет начинают с определения номинальной мощности каждого электроприемника независимо от его технологического процесса средней мощности: мощности затраченной в течение наиболее загруженной смены и максимальной расчетной мощности участка цеха завода или объекта.
Расчет номинальной мощности. Номинальная мощность—это полезная мощность электроприемника совершающая работу. Она указывается в паспортных данных электроустановок электродвигателей печей сопротивления реактивных печей силовых и печных трансформаторов и др.
В цехах промышленных предприятий установлено до 80% асинхронных двигателей работающих в разных технологических режимах.
Расчет нагрузок в двигательном режиме. Для электродвигателей (метало- режущих станков вентиляторов компрессоров насосов и др.) фактически потребляемая активная мощность (кВт)
где — паспортная активная мощность электродвигателя кВт;
— коэффициент полезного действия; — полезная активная мощность совершающая работу кВт; — собственные потери активной мощности электродвигателя кВт.
Для значительной группы электродвигателя активная номинальная мощность
так как в период максимальной нагрузки электроприемников потери мощности электродвигателей компенсируются мощностью не участвующих в работе электроприемников. Следовательно фактическую активную мощность определя-ют для электродвигателей большой мощности.
Для всех видов нагревательных электроприёмников (печей сопротивления сушильных шкафов нагревательных приборов и др.) всегда
Для электроприемников заданных полной мощностью (силовых печных сварочных трансформаторов и др.)
где — паспортная полная мощность трансформатора кВА; — коэффициент мощности
Расчет нагрузок в повторно-кратковременном режиме. Для электродвигателей (электрических кранов тельферов электрических лифтов пожарных насосов и др)
где ПВ — повторное включение электроприемника % (задается технологическим процессом учитывает работу в течение 8 ч — наиболее загруженной смены или в течение суток — 24 ч). Стандартные значения ПВ = 15 25 40 60%.
Для электроприемников заданных полной мощностью (сварочных трансформаторов и машин)
Расчет нагрузок методой «коэффициента максимума». Одиночные электроприемники группируют и присоединяют к силовым щитам. Следовательно для групп электроприёмников
— суммарная номинальная активная мощность электроприёмников кВт.
Расчет сменной мощности. Сменная мощность учитывает количество мощности израсходованной в период наиболее загруженной смены. Согласно суточному графику работы промышленных предприятий наиболее загруженной считают первую смену в течение 8 ч работы.
Для действующих промышленных предприятий активная (кВт) и реактивная (кВА) мощности
где — активная энергия кВтч; — продолжительность работы электроприёмников за смену ч; — реактивная энергия кВАрч.
Для вновь проектируемых промышленных предприятий активная (кВт) и реактивная (квар) мощности каждого одиночного электроприёмника
где — коэффициент использования электроприёмника.
Рассматривая электрическую нагрузку в комплексе присоединенную к трансформаторной подстанции сменную мощность суммируют:
Расчет максимальной мощности. Максимальная мощность — это наибольшая мощность потребляемая участком цехом заводом в течение первой смены за 30 мин. Если за 30 мин провода выдерживают максимальную нагрузку и не перегреваются то выбранного сечения достаточно чтобы данные потребители получили достаточное количество электроэнергии.
Активная (кВт) и реактивная (квар) максимальные мощности
Примечание. Потребление реактивной мощности зависит от количества работающих электроприёмников в период максимума.
Полная максимальная мощность (кВА) и максимальный ток (А)
При расчетах и исследовании силовых электрических нагрузок применяют расчетные коэффициенты характеризующие режимы работы электроприёмников потребление энергии мощности времени и трафиков нагрузок.
Коэффициент использования одного или средний коэффициент группы электроприёмников характеризует использование активной мощности и представляет собой отношение средней активной мощности одного или группы приёмников за наиболее загруженную смену к номинальной мощности .
Коэффициент максимума – отношение расчётного максимума активной мощности нагрузки группы электроприёмников к средней мощности нагрузки за наиболее загруженную смену:
Значение >1 определяют в зависимости от значения среднего коэффициента использования и эффективного числа группы электроприёмников.
Эффективным (приведённым) числам называют число однородных по режиму работы электроприёмников одинаковой мощности которое даёт то же значение расчетного максимума что и группа электроприёмников различных по мощности и режиму работы. Так как эффективное число определяют для группы электроприёмников присоединённых к силовым щиткам или распределительному щиту подстанции то необходимо учитывать показатель силовой сборки – число m равное отношению номинальной мощности наибольшего ЭП к номинальной мощности наименьшего :
Число m может быть больше меньше или равно трём.
Число определяют по следующим показателям: количеству электроприёмников n подключенных к источнику питания; показателю силовой сборки m; среднему коэффициенту использования ; номинальной активной мощности индивидуального электроприемника.
При ; ; ; эффективное число .
При ; ; ; эффективное число не определяется а максимальная потребляемая активная мощность рассчитывается по коэффициента загрузки :
- относительно эффективное число;
- относительное число наибольших по мощности электроприёмников;
- число приёмников с единичной мощностью больше или равной ;
-относительная мощность наибольших по мощности электроприёмников.
Определение расчетных силовых нагрузок методом коэффициента максимума. В основу определения таких нагрузок от группы электроприемников с учетом коэффициента максимума положен метод упорядоченных диаграмм позволяющий по номинальной мощности и характеристике электроприемников определить расчетный максимум нагрузки:
Групповая номинальная активная мощность представляет собой сумму номинальных мощностей электроприёмников за исключением резервных.
В соответствии с практикой проектирования
Если в группе электроприемников цеха или предприятия имеются электроприемники работающие с опережающим током то реактивные мощности принимают со знаком минус и вычитают их из общей реактивной мощности.
После определения и можно подсчитать полную мощность (кВА)
Расчётный максимальный ток для электроприёмников переменного тока (А)
Следует отметить что расчёт нагрузок не может быть достаточно точным из-за возможных изменений технологического процесса и неточности расчётных коэффициентов (учитывая динамику изменения коэффициентов во времени).
Определяются потери в трансформаторе.
Таблица 3.1 – Сводная ведомость нагрузок
Наименование РУ и электроприемников
Нагрузка установленная
Нагрузка средняя за смену
Нагрузка максимальная
Сварочные преобразователи Сварочный полуавтомат
Вентиляционные установки Сварочные выпрямители
Токарные станки импульсной наплавки
Кондиционеры Электропечи сопротивления
Слиткообдирочные станки
Конвейеры ленточные Обдирно-шлифовальные станки
Сварочные трансформаторы Вентиляционные установки
Кондиционеры Электроталь
1 Выбор трансформатора
Мощность трансформатора выбирается на основании расчетной максимальной нагрузки с учетом потерь но без компенсации реактивной мощности согласно категории надёжности:
Ближайший по шкале номинальных мощностей установленных ГОСТ
Принимаю трансформатор: ТМН-40010-069;04
Характеристика трансформатора:
Условное обозначение:
ТМН — трансформатор масляный с регулированием по напряжению;
Размещение внутри помещения.
Группа соединения обмоток:
Конструкция трансформаторов ТМ
Баки трансформаторов сварные прямоугольной формы заполняется трансформаторным маслом. Для увеличения поверхности охлаждения применяются радиаторы. В нижней части стенки бака имеются пробка для спуска масла кран (пробка) для взятия пробы болт заземления.
Условия эксплуатации
Трансформаторы не рассчитаны для работы:
- во взрывоопасной и агрессивной среде (содержащей газы испарения пыль повышенной концентрации и т.п.);
- при вибрации и тряске;
- при частых включениях со стороны питания до 10 раз в сутки.
2 Расчет и выбор компенсирующего устройства
Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать: расчетную реактивную мощность КУ;
тип компенсирующего устройства;
Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из соотношения
где — расчетная мощность КУ кВАр;
— коэффициент учитывающий повышение естественным способом принимается = 09;
— коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.
Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения = 092 095.
где — стандартное значение мощности выбранного КУ кВАр.
Определяется расчётная мощность КУ
УКМ – установка конденсаторная модернизированная
9 – номинальное напряжение
0 – мощность установки
3 – минимальная ступень
УЗ – климатическое исполнение
Расчет номинального тока и выбор кабельной продукции аппаратов защиты для подключения электрооборудования.
Для выбора аппарата защиты нужно знать токи (в амперах)в линии где он установлен тип аппарата и число фаз.
Токи (в амперах) в линии определяются по формуле
- сразу после трансформатора
где Sт- номинальная мощность трансформатора кВ*А;
Vн.т- номинальное напряжение трансформатора кВ;
Принимается Vн.т- 069 кВ.
где Sм.РУ – максимальная расчетная мощность РУ кВ*А
Vн.РУ – номинальное напряжение РУкВ.
Принимается Vн.т- 066 кВ
– линия к ЭД переменного тока
где Рд – мощность ЭД переменного тока кВт
Vн.д – номинальное напряжение ЭД кВ
В сетях напряжением менее 1 кВ в качестве аппаратов могут применяться автоматические выключатели (автоматы) предохранители тепловые реле.
Автоматы выбираются согласно условиям;
– для линий с одним ЭД;
где Iн.а- номинальный ток автомата А;
Iн.р-номинальный ток расцепителя А;
Iдл – длительный ток в линии А;
Iм – максимальный ток в линии А;
Uн.а – номинальное напряжение автомата В;
Uc – напряжение сети В.
При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов и кабелей КЗ вызывают повышение температуры токопроводящих жил больше допустимой. Это приводит к преждевременному износу их изоляции следствием чего может быть пожар взрыв во
взрывоопасных помещениях поражение персонала. Для предотвращения этого линии ЭСН имеют аппараты защиты отключающий поврежденный участок.
Аппаратами защиты являются: автоматические выключатели предохранители с плавким вставками и тепловыми реле встраиваемые в магнитные пускатели.
Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты надежными срабатывающими при перегрузках и КЗ в защищаемой линии Чувствительными элементами автоматов являются расцепители: тепловые электромагнитные и полупроводниковые.
Наиболее современными являются автоматы серии ВА предназнавченные для замены устаревших А37 АУ АВМ и «Электрон»
Выбор аппаратов защиты и кабельной продукции для электроснабжения оборудования
Автоматические выключатели серии ВА выбираются по условиям:
- Кабельные изделия классифицируются по многим признакам. По областям применения кабели подразделяются на следующие виды:
- Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии. Выпускаются на напряжение до 500кВ.
- Контрольные кабели используются для питания различных средств автоматики.
- Кабели управления применяются для передачи электрических сигналов информации.
- Радиочастотные кабели используются для обеспечения электрической связи между различными устройствами радиотехнических установок и систем.
Расшифровка буквенных обозначений кабелей:
А – алюминиевая жила;
АА – алюминиевая жила и алюминиевая оболочка;
Шв – защитный покров в виде выпрессованного шланга из поливинилхлорида;
П – броня из оцинкованных плоских проволок которых наложен защитный покров;
В – изоляция или оболочка из поливилхлорида;
Г – отсутствие защитных покровов и оболочки;
К – броня из круглых оцинкованных проволок поверх которых положен защитный покров.
Кабели могут прокладываться в траншеях а так же в воздухе по кабельным конструкциям или в кабельных туннелях полуэтажах.
При выборе сечения кабеля учитываем:
- Назначение кабеля;
- Условия прокладки;
- Напряжение кабельной линии;
- Число жил кабельной продукции;
- Допустимую токовую нагрузку кабельной линии
3 Выбор шинопроводов
В электрических сетях промышленных предприятий широко применяются шинопроводы. По конструкции они могут быть – открытыми и закрытыми по назначению – магистраль-ными и распределительными. Магистральные шинопроводы для переменного тока (ШМА) и для постоянного (ШМАД) выполняются из алюминиевых шин распределительные (ШРА) – из алюминиевых и медных шин.
Таким образом данные шинопроводы соответствуют условия выбора в проекте.
Согласно паспортных данных шинопроводов ШРА укомплектованы автоматически выключателями типа ВА.
Провода алюминиевые прокладываются в трубах для защиты от механических повреждений.
Расчет токов ведем по формуле:
Линейная потеря U на 100м при cosφ=08
4 Выбор высоковольтного выключателя
Выбор высоковольтного выключателя производится по следующим параметрам:
Номинальный ток отключения – наибольший ток короткого замыкания (КЗ) - действующее значение который выключатель способен отключить при наибольшем рабочем напряжении.
Допустимое относительное содержание апериодической составляющей тока в токе отключения которое определяется по кривой [1 стр.296].
Цикл операций – выполняемая выключателем последовательность коммутационных операций с заданными интервалами между ними.
Стойкость при сквозных токах определяемая токами термической стойкости и электродинамической стойкости (действующее значение) - наибольший пик (амплитудное значение); эти токи выключатель выдерживает во включенном положении без повреждений препятствующих дальнейшей работе.
Номинальный ток включения – ток КЗ который выключатель способен выключить без приваривания контактов и других повреждений при и заданном цикле действующее значение этого тока и его амплитудное значение
Собственное время отключения – интервал времени от подачи команды на отключение до момента прекращения соприкосновения дугогасительных контактов. Время отключения – интервал времени от момента подачи на отключение до момента погасания дуги во всех полюсах. Время включения – интервал времени от момента подачи на включение до момента возникновения тока в цепи.
Выбор высоковольтного выключателя и высоковольтного кабеля производится по следующим параметрам:
Выбираю выключатель ВВЭ 10630 УЗ и выписываю все технические данные.
Выбираю высоковольтный кабель ААШВ
Технические данные выключателя ВН на 10 кВ
Конструктивное выполнение
Таблица4.4.1 - Выбор кабельной продукции и защитной аппаратуры
Наименование узла и групп электроприемников
Марка и сечение провода или кабеля
Сварочные преобразователи
Сварочный полуавтомат
Вентиляционные установки
Сварочные выпрямители
Электропечи сопротивления
5 Расчёт токов КЗ и проверка элементов в линии ЭСН. Выбор точек и расчет токов КЗ
Расчёт токов КЗ в системе ЭС производится с рядом допущений:
-индуктивное сопротивление в процессе КЗ не изменяется. Напряжение на шинах источника постоянно апериодическая составляющая тока КЗ не подчитывается так как она затухает очень быстро. Для расчета токов КЗ составляется расчетная схема - упрощенная однолинейная схема ЭУ в котором учитываются все источники питания а также воздушные кабельные линии реакторы Тр и т.др.
Рассчитать токи КЗ это значит:
-по расчетной схеме составить схему замещения и выбрать точки КЗ;
-рассчитать сопротивления;
-определить в каждой выбранной точке трехфазные двухфазные если необходимо и однофазные токи КЗ;
-заполнить сводную ведомость токов КЗ.
Схема замещения представляет собой вариант расчетной схемы в котором все элементы заменены сопротивлениями а магнитные связи - электрическими. Токи КЗ выбирается на ступенях распределения и на конечном электроприемнике а нумеруется сверху вниз начиная от источника. Для определения токов КЗ используется соотношение:
где — линейное напряжение в точке КЗ кВ;
— полное сопротивление до точки КЗ Ом;
где — фазное напряжение в точке КЗ кВ;
— полное сопротивление петли «фаза - нуль» до точки КЗ Ом;
— полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ Ом;
где - ударный коэффициент определяется по графику;
д.действующего значения ударного тока кА:
График 4.5.1- Зависимость
На величину тока КЗ могут оказывать влияние АД мощность более 100кВт с напряжением до 1 кВ в сети если они подключены вблизи места КЗ. Объясняется это тем что при КЗ резко снижается напряжение а АД вращаясь по инерции генерирует ток в месте КЗ. Этот ток быстро затухает а поэтому учитывается в начальный момент при определении периодической составляющей и ударов тока.
где – номинальный ток одновременно работающих АД.
где – сопротивления приведенные к НН мОм;
где – сопротивление на ВН мОм;
где – напряжения низкое и высокое кВ.
Рисунок 4.5.1- Схема замещения
Составляю схему замещения и нумерую точки КЗ в соответствии с расчетной схемой. Вычисляю сопротивления элементов и наношу на схему замещения. Все реальные элементы схемы заменяю активными и индуктивными сопротивлениями.
Далее выполняется упрощенная схема замещения вычисляются эквивалентные сопротивления на участках межу точками КЗ и наносятся на схему.
Вычисляем сопротивления элементов и наносим на схему замещения.
Для трансформатора выбираем по справочнику:
Для ступеней распределения:
Вычисляем эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносим на схему.
Вычисляем сопротивления до каждой точки КЗ и заносим в «Сводную ведомость»:
Определяем коэффициенты :
Определяем токи КЗ и заносим в «Сводную ведомость»:
Таблица 4.6.1- Сводная ведомость токов короткого замыкания.
Таблица 4.6.2 - Ведомость выключения ВН
Номинальное напряжение
Амплитуда ударного сквозного тока
Предельный ток термической стойкости
Отключающая способность
Динамическая стойкость
Термическая стойкость
Условия выбора выполнены.
6 Расчет заземляющего устройства электроустановок
Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводников. В качестве заземлителей используются в первую очередь естественные заземлители: проложенные в земле стальные водопроводные трубы трубы артезианских скважин стальная броня и свинцовые оболочки силовых кабелей проложенных в земле металлические конструкции зданий и сооружений имеющие надежный контакт с землёй различного рода трубопроводы проложенные в земле. Не допускается использовать в качестве естественных заземлителей трубопроводы горючих жидкостей газов алюминиевые оболочки кабелей алюминиевые проводники и кабели проложенные в блоках туннелях каналах. Для искусственных заземлителей применяют заглубленные в землю вертикальные электроды из труб уголков или прутковой стали и горизонтально проложенные в земле на глубине 05 м полосы. Вертикальные стержни Должны быть диаметром 12 - 14 мм и длиной 5 м которые обеспечивают малое сопротивление растеканию тока так как проникают в глубокие влажные слои грунта.
Рассчитать заземляющее устройство (ЗУ) в электроустановках (ЭУ) с глухо-заземленной нейтралью (ИНН)- это значит:
- определить расчетный ток замыкания на землю I и сопротивление ЗУ (R3);
- определить расчетное сопротивление грунта ();
- выбрать электроды.
При использовании естественных заземлителей:
Где Rи Rс – сопротивления искусственных и естественных заземлений Ом.
Сопротивление заземления железобетонных фундаментов здания связанных между собой металлическими конструкциями определяется по формуле:
где = 50 Ом (чернозем)
S – площадь ограниченная периметром здания м2.
Определение Iз и Rз в любое время года согласно ПУЭ
где – сопротивление заземляющего устройства Ом;
где - расчетный ток замыкания на землю А. Расчетный ток замыкания на землю определяется приблеженно.
где – номинальное линейное напряжение сети кВ;
– длина кабельных и воздушных электрически связанных линий км.
При мощности источника до 100кВА – не более 10 Ом. По этой же формуле рассчитывают R3 если ЗУ выполняется общим для сетей до и выше 1кВ.
где – расчетное удельное сопротивление грунта Ом*м;
коэффициент сезонности учитывающий промерзание и просыхание грунта .
Выбор и расчет сопротивления электродов
Приближенно сопротивление одиночного вертикального заземления определяется по формуле:
Сопротивление горизонтального электрода определяется по формуле:
где – длина полосы м;
b – ширина полосы м; для круглого горизонтального заземлителя b = 11d;
t - глубина заложения м.
Определение сопротивлений с учетом коэффициента использования.
где - сопротивление вертикального и горизонтального электродов с учетом коэффи-циентов использования Ом;
- коэффициенты использования вертикального и горизонтального электродов определяется по таблице в справочнике.
где а - расстояние между вертикальными заземлителями м;
L - длина вертикального заземлителя м;
Nв – число вертикальных заземлителей.
Необходимое сопротивление вертикальных заземлителей с учетом соединительной полосы:
Уточнение числа вертикальных электродов
Необходимое число вертикальных заземлителей определяется следующим образом:
(при использовании естественных и искусственных заземлителей);
(при использовании только искусственных заземлителей);
где – уточненное значение коэффициента использования вертикальных заземлителей.
На основе результатов расчета уточняем конфигурацию заземляющего устройства.
Участок размерами А×В=6×4
Удельное сопротивление грунта (чернозем) -
Принимаем к исполнению контурное заземляющее устройство состоящее из:
сталь круглая (12 16 мм2) длиной Lв=5-6 м;
горизонтальный электрод – полоса (40*4 мм).
Глубина заложения заземлителей от поверхности земли t=07 м.
Климатический район – II
Коэффиицент сезонности для вертикальных электродов Ксез.в = 17; для горизонтальных электродов Ксез.г = 4.
Расчетное сопротивление одного вертикального электрода:
Но так как то следует сделать перерасчет сопротивления заземляющего контура.
Для установки предельное сопротивление совмещенного ЗУ и принимается
Определяем расчетное число вертикальных электродов:
Схема расположения заземляющих электродов.
Так как контурное ЗУ закладывается на расстоянии не менее 1м то длина по периметру закладки равна:
Уточняем расстояние между электродами с учетом формы объекта: по углам размещается по одному вертикальному электроду а остальные между ними.
Коэффициент использования вертикальных электродов
Коэффициент использования горизонтальных электродов
Уточненные сопротивления вертикальных и горизонтальных сопротивлений:
Фактическое сопротивление ЗУ:
Следовательно ЗУ эффективно.
Организационные мероприятия обеспечивающие безопасность работ
Организационными мероприятиями обеспечивающими безопасность работы в электроустановках являются:
а) оформление работы нарядом-допуском (далее нарядом) распоряжением или перечнем работ выполняемых в порядке текущей эксплуатации;
в) надзор во время работы;
г) оформление перерыва в работе переводов на другое рабочее место окончания работы.
Наряд – это задание на производство работы оформленное на специальном бланке установленной формы (приложение Б9) и определяющее содержание место работы время ее начала и окончания условия безопасного проведения состав бригады и лиц ответственных за безопасность выполнения работы и пр.
Текущая эксплуатация – это проведение оперативным (оперативно-ремонтным) персоналом самостоятельно на закрепленном за ним участке в течение одной смены работ по перечню оформленному в соответствии с параграфом «Выполнение работ оп распоряжению и в порядке текущей эксплуатации» настоящей главы.
Лица ответственные за безопасность работ их права и обязанности
Ответственными за безопасность работ являются:
а.лицо выдающее наряд отдающее распоряжение;
б.допускающий – ответственное лицо из оперативного персонала;
в.ответственный руководитель работ(далее ответственный руководитель);
г.производитель работ;
Технические мероприятия обеспечивающие безопасность работ выполняемых со снятием напряжения
Для подготовки рабочего места при работах со снятием напряжения должны быть выполнены в указанном порядке следующие технические мероприятия:
а.произведены необходимые отключения и приняты меры препятствующие подаче напряжения на место работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры;
б.на приводах ручного и на ключах дистанционного управления коммутационной аппаратурой вывешены запрещающие плакаты;
в.проверено отсутствие напряжения на токоведущих частях которые должны быть заземлены для защиты людей от поражения электрическим током;
г.наложено заземление (включены заземляющие ножи а там где они отсутствуют установлены переносные заземления);
д.вывешены предупреждающие и предписывающие плакаты ограждены при необходимости рабочие места и оставшиеся под напряжением токоведущие части. В зависимости от местных условий токоведущие части ограждаются до или после наложения заземлений.
Хранение и учет заземлений
Комплекты переносных заземлений должны быть пронумерованы и храниться в отведеннх для этого местах. Специальные места для развески или укладки переносных заземлений должны быть снабжены номерами в соответствии с номерами имеющимися на этих комплектах.
Наложение и снятие переносных заземлений включение и отключение заземляющих ножей должно отражаться на оперативной или мнемонической схеме в оперативном журнале и в наряде.
Все переносные заземления должны учитываться по номерам с указанием мест их нахождения.
Список использованной литературы
Правила устройства электрооборудования. М.: Энергоиздат 2014 г.
Правила технической эксплуатации электрооборудования. М.: Энергоиздат 2014 г
Акимова Н.А. Котеленец Н.Ф. Сентюрихин Н.И. «Монтаж электрического и электромеханического оборудования». М.: Мастерство 2015 г.
Зимин Е.Н. Преображенский В.И. Чувашев И.И. «Электрооборудование промышленных предприятий и установок». М.: «Высш. школа» 2015 г.
Коновалова Л.Л. Рожкова Л.Д. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок». М.: Энергоатомиздат 2015 г.
Липкин Б.Ю. «Электрооборудование промышленных предприятий и установок». М.: «Высш. школа» 2015 г.
Москаленко В.В. «Справочник электромонтера». М.: Проф. Издат. 2015 г.
Москаленко В.В. «Справочник электромонтера». М.: Издательский центр «Академия» 2014 г.

Рекомендуемые чертежи

up Наверх