Курсовая работа: Проектирование электроснабжения промышленного предприятия

Подключение магистрали к сборным шинам распределительного устройства КТП осуществляется через линейные автоматические выключатели (рис. 3) или без коммутационного аппарата, т. е. наглухо (рис. 4).

Рис.3 Схема подключения магистралей к КТП через автоматические выключатели отходящих линий

Рис. 4 Схема блока трансформатор - магистраль

Магистральные схемы рекомендуется применять в энергоемких производствах, при частых заменах технологического оборудования, а также при создании модульных электрических сетей для производств с нагрузкой, равномерно распределенной по площади цеха. Магистральные схемы выполняются, как правило, шинопроводами.

Магистрали выполняются неизолированными шинами или комп-лектными шинопроводами типа ШМА. Для распределения электроэнергии используются комплектные шинопроводы типа ШРА. Электроприемники подключаются к шинопроводам ШРА через ответвительные коробки с помощью кабелей. При глухом присоединении магистрали к трансформатору (блок трансформатор - магист-раль) схемы отличаются простотой,надежностью и экономично-стью. Схемы блоков трансформатор - магистраль применяются, как пра-вило, с числом отходящих от КТП магистралей, не превышающим числа установленных трансформаторов.

Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, относятся к высоконадежным элементам системы электроснабжения. Они при-меняются для питания электроприемников любой категории по надежности электроснабжения. Если требуется резервирование питания, то применяются двухтрансформаторные подстанции с установкой АВР на секционном выклю-чателе.

Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, прокла-дывают в зонах, где их повреждение технологическим транспортом или перемещае-мыми механизмами является маловероятным.

4. ВЫБОР СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 КВ

4.1 Выбор силовых РП

Запитанных от Iс.ш.цеховой КТП-2Ч250/10/0,4кВ

РП-1:

I_р=365 А;

Подключенные приемники:

Трехфазные-

Токарные автоматы-3 ед.;

I_н=45,58 А;

Зубофрезерные станки-3 ед.;

I_н=60,77 А;

Круглошлифовальные станки -3 ед.;

I_н=15,19 А;

Количество отходящих линий-9 ед.

В качестве РП-1 выбираем распределительный пункт типа ПР8503 со следующими техническими характеристиками:

Номинальный ток ввода I_н=400 А;

Тип вводного автоматического выключателя ВА 57-39;

Автоматические выключатели на трехфазных отходящих линиях ВА 57-31;

РП-2:

I_р=354 А;

Подключенные приемники:

Трехфазные-

Вентиляторы-2 ед.;

I_н=113,95 А;

Сварочные агрегаты-3 ед;

I_н=18,84 А;

Кран мостовой-1 ед;

I_н=69,23 А;

Количество отходящих линий-6 ед.

В качестве РП-2 выбираем распределительный пункт типа ПР8503 со следующими техническими характеристиками:

Номинальный ток ввода I_н=400 А;

Тип вводного автоматического выключателя ВА 57-39;

Автоматические выключатели на трехфазных отходящих линиях ВА 57-31;

Запитанных от IIс.ш. цеховой КТП-2Ч250/10/0,4кВ

РП-3:

I_р=418 А;

Подключенные приемники:

Трехфазные-

Строгальные станки-3 ед.;

I_н=47,48 А

Фрезерные станки-4 ед.;

I_н=36,08 А

Расточные станки-3 ед.;

I_н=43,68 А

Количество отходящих линий-10 ед.

В качестве РП-3 выбираем распределительный пункт типа ПР8503 со следующими техническими характеристиками:

Номинальный ток ввода I_н=500 А;

Тип вводного автоматического выключателя ВА 57-39;

Автоматические выключатели на трехфазных отходящих линиях ВА 57-31;

РП-4:

I_р=401 А;

Подключенные приемники:

Однофазные-

Заточные станки-3 ед.;

I_н=9,3 А

Сверлильные станки-2 ед.;

I_н=10,53 А

Трехфазные-

Токарные станки-6 ед.;

I_н=36,46 А

Плоскошлифовальные станки-2 ед.;

I_н=32,3 А

Кран мостовой-1 ед.;

I_н=69,3 А

Количество отходящих линий-14 ед.

В качестве РП-4 выбираем распределительный пункт типа ПР8503 со следующими техническими характеристиками:

Номинальный ток ввода I_н=500 А;

Тип вводного автоматического выключателя ВА 57-39;

Автоматические выключатели на трехфазных отходящих линиях ВА 57-31;

Выбор силовых распределительных пунктов производится по номинальному току ввода, по числу отходящих линий, по комплектации (типу защитного аппарата), по номинальному току отходящих присоединений, по степени защиты.

Номинальный ток распределительного пункта не должен превышать расчетный ток группы электроприемников I_р:

,

где I_н - номинальный ток распределительного пункта, А.

Число присоединений к распределительному пункту не должно превышать числа отходящих от распределительного пункта линий и их допустимые токи:

,

гдеN_прис - число присоединений к распределительному пункту; N_л - число отходящих линий; I_р.прис- максимальный рабочий (расчетный) ток присоединения, А;I_доп - длительно допустимый ток, А.

,

4.2 Выбор комплектных шинопроводов

Магистральные и распределительные шинопроводы выбираются по условию длительного нагрева максимальным рабочим (расчетным) током и проверяются по потере напряжения, а также на термическую и электродинамическую стойкость к токам короткого замыкания (КЗ).

Выбор шинопроводов по длительному нагреву максимальным рабочим (расчетным) током производится по условию:

,

где I_р1 и I_p2- расчетный ток нагрузки первого и второго шинопровода соответственно, А; I_н - номинальный ток шинопровода, А.

По рабочему току выбираем шинопровод магистральный ШМА73УЗ.

Таблица 5

Потери напряжения в шинопроводе определяются по формуле:

,

где - сумма моментов токовых нагрузок шинопровода, А·м; I_pi - расчетный ток i-й нагрузки, А;l_i - длина шинопровода от ввода до точки подключения i-й нагрузки, км; U_н - номинальное напряжение шинопровода, В;r₀, x₀ - удельные активное и индуктивное сопротивления шинопровода соответственно, Ом/км; cosц_ср - средневзвешенный коэффициент мощности.

5. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ ПРЕДПРИЯТИЯ

Выбор сечений линий распределительной сети предприятия производится в зависимости от технических и экономических факторов.

5.1 Выбор сечений по допустимому нагреву

Выбор сечений по допустимому нагреву длительно протекающим максимальным рабочим (расчетным) током производится по условию:

,

где I_р - максимальный рабочий (расчетный) ток нагрузки, А; K_т - поправочный коэффициент на длительно допустимый ток в зависимости от температуры земли и воздуха; K_п - поправочный коэффициент на длительно допустимый ток, учитывающий способ прокладки;I_доп - длительно допустимый ток, А.

Расчетный ток определяется по формуле:

,

I_p=245,97/*0,38=342,24 А;

где S_р - расчетная нагрузка, кВА; U_н - номинальное напряжение линии, кВ.

Длительно допустимые токи кабелей установлены
в каталогах заводов-изготовителей.

Примем для нашего цеха кабели с бумажной пропитанной изоляцией-данные из таб.П10.

Кабели одножильные с алюминиевыми жилами сечением 185мм²;

Длительный допустимый ток -405А;

Прокладка-на воздухе;

К_т=0,85

К_п=1

Сечение кабеля соответствует условию допустимого нагрева.

5.2 Проверка сечений по потере напряжения

Целью проверки сечений по потери напряжения является определение уровня напряжения, подводимого к потребителям, и установление его достаточности для обеспечения нормальной работы потребителей.

Проверка сечений по потере напряжения производится по условию:

,

где ДU_т - потери напряжения в силовом трансформаторе, %
ДU_л - потери напряжения в линии, %; ДU_доп - допустимые потери напряжения, % (принимаются равными 5 %).

Потери напряжения в линии определяются по формуле:

,

где I_р - расчетный ток линии, А; l - длина линии, км; U_н - номинальноенапряжение линии, В; r₀, x₀ - удельные активное и индуктивное сопротивления линии соответственно, Ом/км; cosц_ср - средневзвешенный коэффициент мощности.

5.3 Выбор сечений по экономической плотности тока

Сечения проводников должны быть проверены по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение S_э определяется по формуле:

,

где I_р - расчетный ток в час максимума нагрузки энергосистемы, А; j_э - нормированное значение экономической плотности тока, для заданных условий работы, А/мм² (табл. 5).

СечениеS_э, полученное в результате указанного расчета, округляется до ближайшего стандартного сечения-240мм².

6. ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ЛИНИЙ ЦЕХОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Силовые линии цеховых электрических сетей подразделяются на распределительные и питающие. Распределительной линией называется линия, непосредственно питающая один электроприемник или группу электроприемников. Питающей линией называется линия, которая питает группу электроприемников, но непосредственно к ним не присоединяется.

Сечения силовых линий цеховой электрической сети выбираются по допустимому нагреву длительно протекающим максимальным рабочим (расчетным) током и проверяются по потере напряжения и по условию соответствия выбранному аппарату защиты.

6.1 Выбор сечений по допустимому нагреву

Выбор сечений линий цеховой электрической сети по допустимому нагреву длительно протекающим максимальным рабочим (расчетным) током производится аналогично выбору сечений линий распределительной сети.

За расчетный ток распределительной линии, питающей одиночный электроприемник, принимается номинальный ток данного электроприемника:

.

Для линий, выполненных медными проводниками сечением более 6 мм² и алюминиевыми проводниками сечением более
10 мм², питающих электроприемники с повторно-кратковремен-ным режимом работы, расчетный ток приводится к длительному режиму работы по формуле:

, (43)

где I_н - номинальный ток электроприемника, А; ПВ - продолжительность включения электроприемника, о. е.

Для распределительной линии, питающей группу одновременно запускаемых электроприемников, расчетный ток равен сумме номинальных токов электроприемников, входящих в данную группу:

. (44)

Для магистральных шинопроводов и питающих линий определяется расчетная нагрузка группы электроприемников по методу коэффициента расчетной активной мощности, а затем определяется расчетный ток.

В таблице П13 приведены значения длительно допустимых токов для кабелей с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией,
в таблице П14 - для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена,
в таблице П15- для гибких кабелей с резиновой изоляцией.

6.2 Проверка сечений по потере напряжения

Сечения силовых линий, выбранные по допустимому нагреву длительно протекающим максимальным рабочим (расчетным) током, должны быть проверены по потере напряжения по условию:

, (45)

где ДU_т - потери напряжения во вторичной обмотке цехового трансформатора, %; ДU_п.л - потери напряжения в питающей линии, %; ДU_р.л - потери напряжения в распределительной линии, %; ДU_доп- допустимые потери напряжения (принимаются равными 10 %).

Для распределительной линии, питающей одиночный электроприемник, потери напряжения определяются по формуле

,

где I_р - расчетный ток линии, А;r₀, x₀ - удельные активное и индуктивное сопротивления линии соответственно, Ом/км
(таблица П16); l - длина линии, км; cosц_ср - средневзвешенный коэффициент мощности группы электроприемников.

Потери напряжения в магистральном шинопроводе определяются по формуле:

где I_pi - расчетный ток i-й нагрузки, А;l_i - длина шинопровода от ввода до точки подключения i-й нагрузки, км; U_н - номинальное напряжение шинопровода, В;r₀, x₀ - удельные активное и индуктивное сопротивления шинопровода соответственно, Ом/км.