|
9 ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ ПРОЕКТИРУЕМОЙ СЕТИ
9.1 Условия выбора силовых выключателей
Токоведущие части и все виды аппаратов выбираются в соответствии с вычисленными максимальными величинами нагрузок для рабочего режима и режима короткого замыкания. Выбор высоковольтных выключателей производится по следующим параметрам: А) по номинальному напряжению. Номинальное напряжение сети, в которой устанавливается выключатель Uс.ном £ Uном , (9.1) где Uном — номинальное напряжение выключателя. Б) По номинальному длительному току. Расчётный ток продолжительного режима цепи, в которой устанавливается выключатель Imax £ Iном , (9.2) где Iном — длительный номинальный ток выключателя. В) По электродинамической стойкости путём оценки следующих параметров: Предельного периодического тока КЗ. Начальный периодический сверхпереходный ток КЗ в выключателе: I” £ Iпс , (9.3) где Iпс — предельный сквозной ток (действующее значение периодической составляющей), допустимый для рассматриваемого выключателя.
|
|
Ударного тока КЗ. Ударный ток КЗ в цепи, где устанавливается выключатель: у о ку≤ дин, (9.4) где iдин — номинальный ток электродинамической стойкости выключателя (амплитудное значение предельного полного тока, допустимого для рассматриваемого аппарата). Г) По термической стойкости. Интеграл Джоуля тока КЗ, характеризующий количество теплоты (кА2 с), выделяющейся в аппарате за время короткого замыкания: Bк £ I2пр.т tт , (9.5) где Iпр.т — предельный ток термической стойкости, который данный аппарат может выдержать без повреждения в течение предельного времени термической стойкости tт .
9.2 Выбор оборудования ГПП
Таблица 9.1 Выбор комплексно-распределительного устройства (КРУ) внутренней установки 10 кВ.
КРУ. Шкафы выкатного исполнения. Максимальное число и сечение силовых кабелей, мм2 4×(3×240). Тип выключателя и привода: ВМПЭ-10, встроенный электромагнитный Габариты шкафов: ширина = 900 мм, глубина = 1000 мм, высота = 2400 мм. |
|
Таблица 9.2 Выбор выключателей 110 кВ:
Тип выключателя: МКП 110Б-630 20У1. Габариты полюса: высота = 5000 мм; ширина = 1400 мм; длина = 2860 мм; масса выключателя 8400 кг. Таблица 9.3 Выбор выключателей 10 кВ:
Тип выключателя: МГГ-10-3200-45 У3; привод: ПЭ-21У3. Габариты: высота = 2050 мм; ширина = 980 мм; длина = 914 мм; масса выключателя 1200 кг; масла 40 кг. Таблица 9.4 Выбор разъединителей 110 кВ.
Тип разъединителя: РНД 110/1000 У1; тип привода ПДН-1У1; масса: 210 кг. Габариты: ширина = 500 мм; длина = 1565 мм; высота = 2343 мм.
|
|
Таблица 9.5 Выбор ограничителей перенапряжений ОПН 110 кВ.
Тип ограничителей перенапряжений: ОПН-110-УХЛ1; масса: 18 кг. Габариты: ширина: 114 мм; высота: 1240 мм. Таблица 9.6 Выбор трансформаторов тока 110 кВ.
Тип трансформаторов тока: ТОГ-110-УХЛ1; масса: 537 кг. Габариты: ширина: 766 мм, длина: 1150 мм; высота: 2317 мм. Таблица 9.7 Выбор ограничителей перенапряжений ОПН 10 кВ.
Тип ограничителей перенапряжений: ОПН-КР/TEL-10УХЛ1; масса: 1,2 кг. Габариты: ширина: 76 мм; высота: 153 мм. Таблица 9.8 Выбор трансформаторов тока 10 кВ.
Тип трансформаторов тока: ТОЛ-10-2000/5У2; масса: 19 кг. Габариты: ширина: 165 мм; длина: 270 мм; высота: 224 мм.
9.3 Выбор оборудования трансформаторной подстанции. Таблица 9.10 Выбор комплексно-распределительного устройства (КРУ) внутренней установки 10 кВ.
|
|
КРУ. Шкафы выкатного исполнения. Максимальное число и сечение силовых кабелей, мм2 (4×(3×240)). Тип выключателя и привода: ВЭМ-6-2000/40-125 встроенный ПЭ-22. Габариты шкафов: ширина = 900 мм, глубина = 1790 мм, высота = 3110 мм. Масса шкафа отводящей линии с выключателем: (1400‚1740) кг. Таблица 9.11 Выбор выключателей 10 кВ:
Тип выключателя: ВВТП-10-20/630У3, тип привода: ПЭ-11. Габариты полюса: высота = 1050 мм; ширина = 700 мм; длина = 528 мм; масса выключателя 130 кг. Таблица 9.12 Выбор автоматических выключателей 0,4 кВ на приходящей линии:
Тип выключателя: ЭО40С-95-16000 У3; привод: электродвигательный. Масса выключателя 510 кг
|
|
Таблица 9.13 Выбор автоматических выключателей 0,4 кв для цеха:
Тип выключателя: ЭО25С-65-6000 У3; привод: электродвигательный. Масса выключателя 134 кг. Таблица 9.14 Выбор предохранителей на 0,4 кВ
Тип: ПП57-31, масса: 0,5кг. Таблица 9.15 Выбор шинопроводов на 0,4 кВ
Тип: ШМА-73, сечение рабочей шины: 2(90×80) мм2
9.4 Выбор трансформаторов собственных нужд
Выбираем 2 трансформатора типа ТМ -63/10. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
10 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦЕХОВОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ РЕМОНТНО-МЕХАНИЧЕСКОГО ЦЕХА
10.1 Проектирование схемы цеховой сети
Проектом применяется радиальная схема электроснабжения, подробное расположение технологического оборудования и распределительных пунктов 0,4 кВ указано на чертеже 3. Принятый вариант представляет собой радиальную схему. Схема состоит из шести ЩР (ЩР1; ЩР2 …. ЩР6). Радиальные схемы выполняются проводами и кабелями, проложенными в трубах в полу, с установкой в качестве узлов распределительных щитов. Схему отличает высокая надежность питания, так как при аварии отключается незначительное количество электроприёмников. В этих схемах возможно выполнение автоматизации переключения и защиты. Недостатками радиальных схем являются наличие большого количества щитов низкого напряжения на РУ 0,4 кВ, большое число силовых щитов в цехе. Для распределения электроэнергии проектом к электроустановкам предусмотрена установка распределительных пунктов на оборудовании IEK с автоматическими выключателями на отходящие кабельные линии. 10.2 Расчет электрических нагрузок схемы электроснабжения цеха
Расчет нагрузок проектируемого цеха выполнен по коэффициенту спроса в разделе 2.3 и приведен в таблице 2.2.
10.3 Выбор распределительных шкафов
Для приёма и распределения электроэнергии к группам потребителей трёхфазного тока промышленной частоты напряжением 380 В применяют силовые распределительные шкафы и пункты. |
|
Для цехов с нормальными условиями окружающей среды выбирают шкафы серии СП-62, ШРС и ШР-11, ПР-8500, ПР-8701 защищённого исполнения, а для пыльных и влажных — шкафы серии СПУ-62 и ШРС закрытого исполнения. Выбранные распределительные шкафы приведены в таблице 10.1. Таблица 10.1 – Выбор распределительных шкафов
ЩР-0,4 кВ устанавливаются у стен, колонн или в местах, где меньше вероятность их механического повреждения вблизи того оборудования, которое запитано от данного щита с учётом удобства подвода питания к щиту.
10.4 Выбор коммутационной аппаратуры
Аппаратом защиты называется аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при ненормальных режимах. Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать максимальному значению тока КЗ в начале защищаемого участка электрической сети. Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок автоматических выключателей, служащих для защиты отдельных участков сети, во всех случаях следует выбирать по возможности наименьшими по расчетным токам этих участков или по номинальным токам электроприемников, но таким об- |
|
разом, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т. п.). В качестве аппаратов защиты в ВКР применяться автоматические выключатели от фирмы IEK. Автоматический выключатель можно рассчитывать по силе тока потребителей: !н ^р = (10.1)
Таблица 10.2 – Выбор автоматических выключателей на отходящие линии электроприемника ремонтно-механического цеха.
|
|
Продолжение таблицы 10.2 – Выбор автоматических выключателей на отходящие линии электроприемника ремонтно-механического цеха
|
|
Продолжение таблицы 10.2 – Выбор автоматических выключателей на отходящие линии электроприемника ремонтно-механического цеха
Таблица 10.3 – Выбор вводных автоматических выключателей РП-0,4 кВ
10.5 Выбор электромагнитных пускателей (контакторов)
Электромагнитные пускатели и контакторы относится к коммутационным аппаратам до 1 кВ, предназначенным для включений и отключений приемников электрической энергии в нормальных режимах, в основном для управления электродвигателями переменного и постоянного тока. Трехполюсные пускатели и |
|
контакторы переменного тока с тепловыми реле в фазах, для защиты электродвигателей от перегрузки недопустимой продолжительностью и от токов, возникающих при обрыве одной фазы, устанавливают пускатели. Результаты выбора представлены в таблице 10.4. Таблица 10.4 – Выбор контакторов
|
|
Продолжение таблицы 10.4 – Выбор контакторов
|
|
10.6 Выбор сечений проводов и жил кабелей
Расчет выбора сечений для отходящих линий выполнен в разделе 7.3 и приведен в таблице 7.3. Аналогичный расчет выполнит для отходящих линий РП-0,4 кВ. Таблица 10.5 – Выбор типа и сечения питающих линий РП-0,4 кВ
10.7 Разработка системы освещения
10.7.1 Общие сведения
Расчет освещения, в частности светотехнический расчет подразумевает решения ряда вопросов: — выбор типа источника света; — выбор системы освещения; — выбор норм освещённости и коэффициента запаса для всех участков рассматриваемого цеха; — выбор типа светильников; — размещение светильников; — светотехнический расчёт методом коэффициента использования светового потока с проверкой точечным методом.
|
|
Цех состоит из следующих отделений: Коридор; РУ-0,4 кВ; Инвентарная; Бытовка; Мастерская; Санузел. Средняя нормируемая освещённость цеха литья пластмассовых изделий составляет не менее 200 лк.
10.7.2 Светотехнический расчет
Предварительная расстановка светильников. Расчётная высота: ℎ = t − ℎ$ − ℎ« (10.2) Расстояние в ряду между светильниками: Mu ℎ vэ (10.3) где: vэ = 1 — коэффициент, определяющий наилучшее расположение светильников. Число светильников в ряду: Mu − (1. . .0.6)M_ (10.4) w′ = M_ Полученное значение округляется до ближайшего большего целого числа. Расстояние от торцевой стены до 1-го ряда светильников: Mu − M_(w′ − 1) d_ = (10.5) 2 При расстановке светильников по вершинам квадратных полей Mu = Mx Число рядов светильников: Mx − (0.6. . .1)My w = + 1 (10.6) My Значение п принимается равным ближайшему целому числу, находящемуся в полученном промежутке. Общее число светильников: > = w′ w (10.7)
|
|
Расстояние от длинной стены до 1-го ряда светильников: Mx − My(> − 1) dy = (10.8) 2 В качестве проверки используют соотношение: d Mx Расчет для рабочей зоны для станочного участка №2. Отделение имеет размеры А=30 м, В=12 м, h=6 м. = 6 − 2,0 − 0 = 4 м Mа = э = 4 1 = 4 м 30 − (0.6…1.0) 4,0 w′ =+ 1 = 7 4 MА − а( − 1) 30 − (7 − 1) 4,0 d_ = = 3 м 2 2 12 − (0.6. . .1.0) 4,0 w + 1 = 3 4,0 = 7 3 = 21
12 − (3 − 1) 4,0 dy = 2 м 2 Расчет для других помещений аналогичен приведенному выше. Таблица 10.6 Светотехнический расчет
План расположения светильников показан на листе 5 прилагаемых к дипломному проекту чертежей. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
10.7.3 Расчёт освещённости методом коэффициента использования
Далее проведем расчет освещения методом коэффициента использования. Минимальная освещённость определяется по формуле:
w ~ Ен = (10.9) з где: N – число светильников; Ф – суммарный поток; ~ — коэффициент использования: ~ = (Bп, Bст, Bр, <) (10.10) где: i – индекс помещения:
u (10.11)
) Суммарный магнитный поток определяется из выражения:
qt кЗ Ф ~ (10.12)
где, = 1.15 — коэффициент минимальной освещенности; кз = 1.5 — коэффициент запаса. Тогда суммарный поток будет равен: ЕН кЗ Ф = (10.13) w Расчета для рабочей зоны: 1,43 6 ~ = 85% — для светодиодных светильников 200 360 1,5 1,15 Ф 6957,98 Лм 21 · 0,85 Результаты расчета приведены в таблице |
|
Таблица 10.7 Результаты расчета освещенности методом коэффициента использования
Выбранный ранее промышленный светодиодный светильник LC PLO profi- L 80 Вт имеет световой поток 11200 Лм. Таблица 10.8 Характеристики светодиодного промышленного светильника LC PLO profi-L 80 Вт
В качестве аварийного освещения выбираем светодиодный светильник LC PLO profi- L 36 Вт имеет световой поток 5040 Лм, номинальные параметры которой приведены в таблице 10.10. Количество ламп аварийного освещения определим из условия минимального светового потока, составляющим 50 % от номинального: ЕН 0,5 кЗ wа = (10.14) Ф ~ Для станочного участка №2 150 0,5 360 1,5 1,15 wа 10,27 5040 0,85
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Таблица 10.9 Результаты расчета аварийной освещенности
Таблица 10.10 Характеристики аварийного светодиодного промышленного светильника LC PLO profi-L 36 Вт
Распределение электроэнергии к осветительному оборудованию рабочего освещения будет осуществляется осветительными щитами (ЩО) марки ЩРН-18 IP54 с вводным автоматическим выключателем марки ВА 47-29 25А и количеством отходящих линий от 6-х до 18-ти, с установленными автоматическими выключателями типа ВА 47-29 10 А на каждой из отходящих линий. Для аварийного освещения (ЩАО) используем щиты освещения ЩРН-18 (номинальный ток вводного выключателя – 20 А, на отходящие линии с номинальным током автоматического выключателя 10 А). Питание осветительной установки согласно [15] выполняем кабелями марки ВВГнг-LS 3х1,5. План расположения сети электроосвещения приведен на листе 5 прилагаемых к ВКР.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В работе спроектирована система электроснабжения машиностроительного завода согласно заданию на ВКР. В работе присутствует 10 глав расчетов, на основании которых спроектирована рабочая документация в составе 5 чертежей, включающих в себя: чертеж с планом инженерных сетей проектируемого предприятия и однолинейную схему электроснабжения к нему, а также план силовых и осветительных сетей ремонтно-механического цеха, включая однолинейную схему электроснабжения с применением современного надежного электрооборудования. Первая глава посвящена описанию предпроектного анализа и задания на создание системы электроснабжения машиностроительного завода. В работу сведена информация по производственным мощностям и описанию технологического процесса на предприятие, а также список электроустановок ремонтно-механического цеха на заводе. Во второй главе рассматривается расчет электрических нагрузок, являющийся основным этапом при проектировании любой системы электроснабжения. В работе присутствует расчет силовых и осветительных нагрузок каждого производственного помещения, а также территории завода, согласно заданию на ВКР. Расчётные нагрузки цехов определялись по методу коэффициента спроса. Произведен подробный расчет электрических нагрузок для ремонтно-механического цеха, выбраны современные осветительные приборы для каждого здания и помещения завода. Полная мощность без компенсации реактивной мощности составила 40,546 МВА. В третей главе выбрано напряжение внешнего и внутрицехового электроснабжения на основании рекомендаций по проектированию систем электроснабжения промышленных объектов. Согласно расчёту и рекомендаци-ям по проектированию внешнее питание завода целесообразно выполнить на напряжение классом 10 кВ от секций шин 10 кВ на территории завода ПС 110/10 кВ (35/10 |
|
кВ). В четвертой главе, согласно расчету определения центра электрических нагрузок, выбрано место расположения пункта приема и распределения элек- трической энергии, в качестве которого выбрана ГПП, от которой в дальнейшем получают питание все потребители завода. Пятая глава посвящена выбору числа и мощности трансформаторов завода. Выбраны силовые трансформаторы ГПП марки ТРДН 25000/110 кВ . На заводе расположены 14 ТП-10/0,4 кВ от которых соответственно кабельными линиями запитываются потребители 0,4 кВ (дополнительные в производстве близлежащие цеха). Автором предложено установить в ТП конденсаторные установки типа АКУ 0.4-…-.. УХЛ3 для компенсации реактивной мощности. Полная мощность с учетом компенсации реактивной мощности получилась 37 МВА. В шестой главе разработана схема внутризаводского электроснабжения. Питание завода выполняется по радиальной схеме электроснабжения. Схема состоит из электрооборудования главной понизительной подстанции ГПП. В седьмой главе выбраны типы и сечения кабельных линий 110, 10 и 0,4 кВ, а также кабель для подключения электроустановок ремонтно-механического цеха . Питание завода осуществляется кабельными линиями 10 кВ марки АПвБП, проложенные в траншеях. Питание ВРУ 0,4 кВ выполнено кабелями марки ВБбШв. В цехах питание электроустановок 0,4 кВ осуществляется кабелем марки ВВГнг(А)LS. Для выбора элементов схемы электроснабжения в восьмой главе был проведён расчёт токов короткого замыкания в пяти точках. По расчетам было выбрано защитное коммутационное оборудование ГПП на напряжение 110 , а также 10 и 0,4 кВ. В девятой главе производился расчет по выбору коммутационного защитного оборудования проектируемой сети. В ГПП были выбраны ячейки с элегазовыми выключателями, измерительные трансформаторы напряжения, ограничи- |
|
тели перенапряжения, предохранители, а также проверен кабель 10 кВ на термическую стойкость. Десятая глава посвящена разработке системы и схемы электроснабжения ремонтно-механического цеха. Для защиты от токов к.з и перегрузок электроустановок цеха, распределительных пунктов 0,4 кВ было выбрано коммутационное оборудо- вание 0,4 кВ. Выбраны типы кабельных линий для питания ВРУ-0,4 кВ. Спроектирован план сети электросвещения с применением современных энергоэкономичных и энерго- сберегающих светодиодных светильников. В целом предложенная схема электроснабжения отвечает требованиям безопасности, надёжности, экономичности.
|
|
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Герасименко, А. А. Электроэнергетические системы и сети. Расчеты параметров и режимов работы электрических сетей [Текст]: Учеб. пособие: в 2 ч. Ч. 1 / Герасименко, А. А., Чупак, Т. М. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2004. – 222 с. 2. Сибикин Ю. Д., Сибикин М. Ю. Справочник по эксплуатации электроустановок промышленных предприятий; Высшая школа — Москва, 2002. — 248 c. 3. Электроснабжение: Учеб. пособие по курсовому и дипломно-му проектированию: В 2 ч. Ч. 1 / Синенко, Л. С., Рубан, Т. П., Сизганова, Е. Ю., Попов, Ю. П. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2005. 135 с. 4. Методические указания по выполнению выпускных квалификационных работ, Сбитнев С. А.; Максимов Ю. П.; Чебрякова Ю. С., Владимир, 2013г. 5. В.А. Шахнин, С.И. Рощина,» Электроснабжение городского микрорайона многоквартирных домов», учебное пособие, Владимир 2015 г. 6. Правила устройства электроустановок 6-e, 7-е издание [Текст]: Все действующие разделы ПУЭ-6 ПУЭ-7 с изменением по состоянию на 15 авгу-ста 2005г. Новосибирск: Сиб. унив. издательство, 2005. – 854с. 7. СНиП 23-05-2010. Естественное и искусственное освещение: строительные нормы и правила – М.: Госстрой России , 1995. – 50 с. 8. Г.П. Колесник Переходные электромагнитные процессы в электроэнергетических системах: Учеб. Пособие. ВлГУ, Владимир 2004 г. 9. Шеховцов В. П. Осветительные установки промышленных и гражданских объектов; Форум — Москва, 2009. — 160 c. 10. В.А. Шахнин, С.И. Рощина «Электроснабжение предприятий стройиндустрии», Учебное пособие, Владимир, 2014г. 11. ГОСТ 28249-93 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением до 1кВ.
|
|
12. Прима В.М., Прокопенко Л.В. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебно-метод. пособие к практическим занятиям. – Мн.: БНТУ, 2004. 13. Сибикин Ю. Д. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предриятий. В 2 книгах. Книга 1; Академия — Москва, 2010. — 208 c. 14. Щербаков Е. Ф., Александров Д. С., Дубов А. Л. Электроснабжение и электропотребление на предприятиях; Форум — Москва, 2010. — 496 c. 15. Колесник Г.П. Электрическое освещение. Учебное пособие. Владимир, ВлГУ. 2002.-91с. 16. Кабышев А.В., Обухов С.Г. Расчет и проектирование систем электроснабжения: Справочные материалы по электрооборудованию: Учеб. пособие / Том. политехн. ун-т. – Томск, 2005. – 168 с. 17. Лелеков, В. И. Организация производства и управления на генерирующих предприятиях современной энергетики России / В.И. Лелеков. — М.: МГОУ, 2011. — 172 c. 18. Э.А. Киреева, Г.Ф. Быстрицкий «Справочник энергетика предприятий, учреждений и организаций» Максименко Н.Н., Барановская Е.Н. Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения промышленных предприятий: Курс лекций / Норильский индустриальный институт. – Норильск, 2000. – 104 с. 19. ГОСТ Р 55710-2013 Освещение рабочих мест внутри зданий. Нормы и методы измерений 20. Инструкция по эксплуатации кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена – М.: энергоатомиздат, 2009. – 470 с.
|