Курсовая работа: Проектирование электроснабжения цеха

(2.2.2)

Для группы приемников:

(2.2.3)

В качестве коммутационной аппаратуры в распределительных пунктах служат автоматические выключатели, обладающие следующими преимуществами:

- после срабатывания АВ готов к работе, в то время как предохранителю требуется замена плавкой вставки. В результате увеличивается время простоя электроприёмника;

- совмещение функций коммутации электрически цепей и их защиты; - более точные защитные характеристики.

Примем к установке автоматические выключатели серий ВА88-32, ВА88-35 и ВА88-40S производства компании «ИЕК». Выключатели имеют нерегулируемые уставки теплового и электромагнитного расцепителей, поэтому ток уставки равен номинальному току автоматического выключателя. Номинальный ток автоматического выключателя выбирается из соотношения:

I_HOM ? (2.2.4)

Результаты выбора кабелей и автоматических выключателей представим в виде таблицы 2.2.1.

Таблица 2.2.1 Результаты выбора кабелей и автоматических выключателей

3. РАСЧЕТ ТОКОВ КЗ

В системах электроснабжения промышленных предприятий электрические сети до 1 кВ имеют наибольшую протяженность, поэтому на них приходится большая доля возникающих КЗ. В связи с этим коммутационная и защитная аппаратура, токоведущие части электроустановок и т.д. должны надежно работать в режимах КЗ. Основные положения методики определения токов КЗ в сетях выше 1 кВ справедливы и для сетей до 1 кВ. При расчете токов КЗ в сетях до 1 кВ при составлении схем замещения учитывают влияние сопротивлений короткозамкнутой цепи (трансформаторов, линий, шин, трансформаторов тока, контактов автоматических выключателей, а так же сопротивления контактных соединений кабеля). Такой подробный учет сопротивлений необходим, т.к. даже небольшое сопротивление оказывает существенное влияние на ток КЗ. Расчет токов симметричного трехфазного замыкания на землю будем рассчитывать согласно ГОСТ 28249-93. Расчетная схема замещения представлена на рисунке 3.1.

Покажем расчет тока КЗ на примере точки К10: Сопротивление системы бесконечной мощности:

??с = ?? • ??с = ??• ??вн /v3 • ??откл • ??т ², (3.1)

где ??откл - номинальный ток отключения выключателя, установленного на стороне высшего напряжения. Примем его равным 12,5 кА;

??т - коэффициент трансформации трансформатора. Умножение сопротивления на ??т ² необходимо для приведения сопротивления к стороне напряжения, где расположена точка КЗ.

??т =??нн /??вн ; (3.2)

??т = 0,4 /10 = 0,04;

??с = ?? • 10 /v3 • 12,5 • 0,042 = ??0,739 мОм

Рассчитаем сопротивление кабельной линии 10 кВ ??кл, питающей цеховую подстанцию. Сопротивление найдем исходя из условия, что линия выполнена кабелем АПвБП 3 Ч 70 и имеет длину 100 м (так как неизвестно расположение центра электрических нагрузок предприятия или ГПП):

??кл = 0,5 • (??0 + ?? • ??0) • ?? • ??т ^2, (3.3)

где ??0 и ??0 - соответственно активные и реактивные удельные сопротивления для данного кабеля, ??0 = 0,549 мОм/м, ??0 = 0,059 мОм/м.

??кл2 = 0,5 • (0,549 + ????0,059) • 100 • 0,042 = 0,044 + ????4,72 • 10^?3 мОм.

Сопротивление трансформаторов КТП:

??т = ??т + ?? • ??т; (3.4)

??т = ???к • ??вн ² /??ном ² • ??т ²; (3.5)

(3.6)

??т = 0,002 • 10²/ 0,16² • 0,04 = 16,25 мОм

Сопротивление автоматических выключателей складывается из активного и реактивного сопротивления токовых катушек и переходного активного сопротивления контактов. Значения сопротивлений определяем по табл. 19 и табл. 21 [1] в зависимости от номинального тока выключателя. Выключатели ввода рассчитаны на номинальный ток до 2,5 кА:

??авт.вв = ??кат + ?? • ??кат + ??конт; (3.7)

??авт.вв = 0,012 + ?? • 0,084 + 0,25 = 0,37 + ??0,084 мОм.

Сопротивление распределительных щитов КТП принимаем равным 15 мОм в соответствии с [Фёдоров, справочник]: ??РУ = 15 мОм;

Сопротивление автоматического выключателя для РП1:

??автрп1 = 0,32 + ??• 0,25 + 0,55 = 0,87 + ??0,25 мОм.

Сопротивление кабельной линии к РП1: ??крп1 = 3,84 + ??0,972 мОм.

Сопротивление контактного соединения в месте присоединения кабеля к автоматическому выключателю или оборудованию определяется в зависимости от сечения кабеля по табл. 17 [1]: ??к.с.рп1 = 0,027 мОм.

Сопротивление первичных распределительных пунктов принимаем равным 20 мОм в соответствии с [2]: ??РП = 20 мОм;

??авт1 = 0,74 + ??• 0,55 + 0,65 = 1,39 + ??0,55 мОм;

??к1 = 50,142 + ??7,747 мОм;

??к.с.1 = 0,043 мОм.

Начальное действующее значение периодической составляющей тока КЗ в точке К10:

??п0 = ??нн/ v3 • ??_?? , (3.8)

где ??_?? - суммарное сопротивление цепи короткого замыкания.

??_?? = ??с + ??кл + ??т + ??авт.вв + ??РУ + 2??автпр1 + ??ээ ??кпр1 + 2??к.с.пр1 + ??РП + 2??авт1 + ??к1 + 2??к.с.1; (3.9)

??_?? = ??0,739 + 0,044 + ??4,72 • 10?3 + 16,25 + ??41,964 + 0,37 + ??0,084 + 15 +2 • (0,87 + ??0,25) + 3,84 + ??0,972 + 2 • 0,027 + 20 + 2 • (1,39 + ??0,55) + +50,142 + ??7,747 + 2 • 0,043 = 108,916 + ??52,56 мОм;

??п0 = 400/ v3 • (108,916 + ??52,56) = 1,72 ? ??0,83 = 1,91 • ??^???25,761о ;

Найдем ударный ток:

??уд = v2????п0??уд, (3.10)

где ??уд - ударный коэффициент.

??уд = 1 + ?? ^{?0,01/ ??к} , (3.11)

где ??к - постоянная времени.

??к = ???? /?????? = 52,56 /100 • ?? • 108,916 = 1,536 • 10^?3; (3.12)

??уд = 1 + ?? ^{? 0,01 /1,536•10?3} = 1,001;

??уд = v2 • 1,91 • 1,001 = 1,33 кА.

Аналогично найдем токи КЗ для всех остальных точек. Результаты расчета токов КЗ представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 Результаты расчета токов КЗ

4. ПРОВЕРКА АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Время отключения автоматического выключателя определяется по токовременным характеристикам срабатывания (ПРИЛОЖЕНИЕ А) в зависимости от кратности тока ??.

?? = ??п0 /??уст ,

где ??уст - ток уставки расцепителей автоматического выключателя.

В нашем случае

??уст = ??ном.

Покажем результаты проверки в виде таблицы 4.1.

Таблица 4.1 Результаты проверки автоматических выключателей по временной селективности

5. УЧЁТ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Для технического учёта электроэнергии на цеховой КТП устанавливаем трехфазные приборы учёта активной и реактивной энергии МЕРКУРИЙ 230АМ-01. Приборы учёта рассчитаны на номинальное напряжение 220/380 В и ток 5 А, класс точности - 1,0. Так как ток на вводе трансформатора имеет большое значение для прибора учёта, то подключим его через измерительный трансформатор тока ТШЛСЭЩ-0,66-01 0,5-200/5 У2.

Таблица 5.1 Характеристики трансформатора тока ТШЛ-СЭЩ-0,66-01 0,5-1000/5 У2

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ГОСТ 28249-93. Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1 кВ. - Взамен ГОСТ Р 50270-92; введ. 1993-21-10. Минск: Межгос. совет по стандартизации, метрологии, сертификации; М.: Изд-во стандартов, 2001. - 42 с.

2. Фёдоров А.А. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т. Т.1: Электроснабжение. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 568 с.

3. Мельников М.А. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие. - Томск: Изд-во ТПУ, 2000. - 144 с.