Стартовая >> Книги >> Методичні вказівки до виконання дипломного проекту

Выбор схемы внутрицеховой сети напряжением до 1 кВ - Методичні вказівки до виконання дипломного проекту

Оглавление
Методичні вказівки до виконання дипломного проекту
Электрические расчеты
Расчет электрических нагрузок в сети напряжением до 1 кВ
Определение мощности компенсирующих устройств
Определение дополнительной мощности КУ
Размещение цеховых трансформаторов на площади цеха
Выбор схемы внутрицеховой сети напряжением до 1 кВ
Выбор марки и сечения токоведущих частей
Расчет токов К.З. в сети до 1 кВ
Проверка показателей качества электроэнергии
Проектирование однолинейной схемы электроснабжения
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3

2.5. Выбор схемы внутрицеховой сети напряжением до 1 кВ

Схема питания цеховых трансформаторов определяется их числом, расположением на площади цеха, категорийностью питаемых ими нагрузок. Согласно «Инструкция по проектированию электроснабжения промышленных предприятий» (СН – 174-75. М. Госстрой СССР, 1976 г.)[7] рекомендуется цеховые трансформаторы питать по двойным сквозным магистралям с числом трансформаторов в магистрали: 2 – 3 трансформатора при их установленной мощности 1600 – 2500 кВА и 3 – 4 трансформатора меньшей мощности. При двух трансформаторах их питание осуществляется по радиальным линиям.
В последнее время при расположении ТП в центрах электрических нагрузок в сети до 1 кВ получила распространение схема БТМ – блок трансформатор – магистраль, рис. 2 б, в.

Схемы БТМ

б) в)

б – выход магистрали в одном направлении;
в – выход магистрали в двух направлениях;
1 – питающая магистраль;
2 – распределительные шинопроводы;
3 – аппаратура управления и защиты.

Рис. 2. б, в. Схемы БТМ

Выполненная по схеме БТМ внутрицеховая сеть упрощается, т.к. КТП может быть выполнена без распределительного устройства низкого напряжения (РУНН). В этом случае от трансформатора КТП отходит магистральный шинопровод (ШМА), предназначенный для передачи электроэнергии нескольким распределительным шинопроводам (ШРА) или нескольким ЭП. Схемы БТМ широко применяют для питания цеховых сетей механических цехов машиностроительных предприятий с поточным производством.

По своей структуре схемы внутрицеховых сетей могут быть радиальными (рис. 3), магистральными (рис. 4) и смешанными (рис. 5).

Рис. 3 Радиальная схема питания ЭП Рис. 4 Магистральная схема питания ЭП Рис. 5 Смешанная схема питания ЭП

При радиальной схеме питания ЭП НН получают питание отдельными линиями, отходящими от РУНН ТП. Радиальные схемы применяют при сосредоточенных нагрузках с их неравномерным распределением по площади цеха, во взрыво- и пожароопасных цехах, а также в насосных и компрессорных станциях. Радиальные схемы выполняют кабелями или изолированными проводами.
Достоинством радиальных схем является – их высокая надежность, т.к. авария на одной из линий не влияет на работу остальных ЭП. Недостатками радиальных схем являются – значительные капитальные вложения в токоведущие части. Коммутационно-защитную аппаратуру, ограничение возможности применения индустриальных методов монтажа.
Магистральные схемы целесообразно применять при питании электроприемников, расположенных относительно равномерно по площади цеха, а также для питания групп электроприемников, принадлежащих одной технологической линии. При магистральных схемах одна питающая магистраль обслуживает несколько распределительных шкафов (РШ) и крупные ЭП цеха.
Достоинством магистральных схем является использование шинопроводов, обеспечивающих индустриальный метод монтажа. При этом ЭП могут быть подключены в любой точке магистрального (распределительного) шинопровода. Недостатком является их меньшая надежность по сравнению с радиальными схемами, т.к. при аварии на магистрали все. подключенные к ней потребители, теряют питание. Однако использование резервных перемычек между ближайшими магистралями значительно повышают надежность этих схем.
Учитывая особенности радиальных и магистральных сетей, в условиях эксплуатации обычно применяют смешанные схемы в зависимости от характера производства, условий окружающей среды и т.д. Например, в механических цехах машинострроительной промышленности при системе блока «трансформатор - магистраль» электроснабжение выполняется магистральным шинопроводом, к которому присоединяют распределительные штепсельные шинопроводы, и от них радиальными линиями осуществляется питание всех электроприемников цеха. На некоторых участках цеха устанавливают распределительные пункты для питания электроприемников, которые присоединяют к ближайшим магистральным или распределительным шинопроводам. В прокатных, кузнечных, литейных и других цехах распределительная сеть подключается к распределительным пунктам.

    • Выбор типа и параметров коммутационно-защитных аппаратов во внутрицеховых сетях (для одного из присоединений)

При эксплуатации электрической сети возможны нарушения нормального режима работы: перегрузки, короткие замыкания, при которых ток в проводниках резко возрастает. Поэтому цеховые электрические сети должны быть надежно защищены от аварийных режимов. Для этого предусмотрены защитные аппараты, отключающие поврежденный элемент сети с наименьшим временем действия.
Для защиты внутрицеховых сетей применяют плавкие предохранители, автоматические воздушные выключатели (автоматы), тепловые реле магнитных пускателей.
Автоматы, по сравнению с предохранителями, имеют более устойчивые защитные характеристики при перегрузке и производят отключение всех трех фаз защищаемого элемента, что исключает возможность работы электроприемников в неполнофазном режиме. Кроме того, автоматы являются аппаратами многократного действия, что позволяет с их помощью выполнять схемы сетевой автоматики (АВР, АПВ).
Благодаря этим достоинствам автоматы находят широкое применение в установках переменного тока напряжением до 660 В.
Автоматы снабжаются специальными устройством релейной защиты, которое в зависимости от типа автомата выполняется в виде токовой отсечки либо в виде максимальной токовой защиты. Для этого используются электромагнитные первичные реле прямого действия с выдержкой и без выдержки времени. Эти реле называются расцепителями.
Для выполнения защиты, надежно и селективно действующей при коротких замыканиях и перегрузках, максимальные расцепители автоматов снабжают выдержками времени в виде часовых механизмов. Замедление достигается за счет замедлителя расцепителя – механизма, создающего независимую выдержку времени, регулируемую в пределах 0,2 - 0,4 с или 0,4 - 0,6 с.
Автоматы выбирают с соблюдением следующих требований:

>

где Uа ном – номинальное напряжение автомата;
Uном с - номинальное напряжение защищаемого участка сети.

Iрасц.ном ≥ Iрасч.max

где Iрасц.ном – номинальный ток расцепителя, А;
Iрасч.max – расчетный ток защищаемого участка сети.

Для одиночных, защищаемых автоматом двигателей:

Iрасч.max = Iном дв

Если защищаемый элемент сети работает в режиме технологических перегрузок, то необходимо выбирать автоматы с регулируемым расцепителем замедленного срабатывания, осуществляющим защиту от перегрузки.
Уставка замедленного срабатывания регулируемых расцепителей, осуществляющих защиту от перегрузки Iуст п выбирается по выражению:

Iуст п ≥ (1,3 - 1,5)Iрасч.max.

При выборе тока уставки мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя, осуществляющего защиту от к.з., Iуст к.з., необходимо отстроиться от кратковременых перегрузок, вызываемых пуском (самозапуском) двигателей, по выражению:

Iуст к.з. ≥ (1,5 - 1,8)Iпер,

где Iпер (Iпик) – ток кратковременый перегрузки или пиковый ток, определяемый в зависимости от характера нагрузки защищаемого участка сети по выражениям:

  • для одиночных двигателей:

Iперегр = Iпуск = kпуск*Iном дв,

где kпуск – кратность пускового тока двигателя;

  • для режима запуска неотключаемых самозапускающихся двигателей:

,

где - сумма пусковых токов самозапускающихся двигателей;

  • для случая пуска наиболее мощного двигателя и режима нормальной работы всех остальных электроприемников, подключенных к защищаемой линии:

,

где - сумма номинальных токов двигателей, присоединенных к защищаемой линии без учета наиболее мощного двигателя;
Iпуск max – пусковой ток наиболее мощного двигателя на защищаемом участке сети, А;
kc – коэффициент спроса, kc < 1.

Все выбранные автоматы проверяют:

  • по отключающей способности:

  • на чувствительность защит:

- при защите автоматами с расцепителями замедленного действия:


где - минимальный ток однофазного к.з. (в электрически удаленной точке защищаемого участка сети);
- номинальный ток расцепителя замедленного срабатывания, А.

- при защите автоматами с расцепителями мгновенного срабатывания:

где - ток уставки мгновенного срабатывания;
1,4 – коэффициент для автоматов , А;
1,25 – коэффициент для автоматов , А;

Допускается не проверять на чувствительность защиты при кратности тока к.з. в следующих случаях:

- при защите участка сети автоматом с расцепителем мгновенного срабатывания:

где - длительно допустимый ток проводника;

- при защите участка сети автоматом с регулируемым расцепителем замедленного срабатывания:

Селективные автоматы проверяют на динамическую и термическую стойкость по выражениям:

где - ударный ток к.з.;
- начальное действующее значение периодической составляющей тока к.з.;
- ударный коэффициент; ;
, - определяют, как правило, по справочникам для конкретных участков сети.

Приведем пример выбора параметров и типа автоматов, исходя из расчетной схемы, рис. 6, где указаны места размещения автоматов и их назначение.
Автоматы QF1-QF3 защищают асинхронные двигатели с параметрами указанными в табл. П.3. (исходя из условия задания студент самостоятельно выбирает единичную мощность АД). Двигатели установлены в помещении с нормальной средой. Режим работы двигателей определяется режимом работы приводного механизма.
Автоматы QF4-QF7 имеют одинаковые параметры, т.к. обеспечивают защиту ЭП, подключенных к распределительным шинопроводам ШРА1 - ШРА4, загруженных равномерно.
Автомат QF8– вводной, параметры которого определяются установленной мощностью трансформатора с учетом возможных перегрузок, допустимых ГОСТ 14209-85.
Автомат QF9– секционный, параметры которого определяются по вводному автомату.
Выбор параметров автоматов QF1- QF3 – начинаем с определения номинальных токов защищаемых автоматами двигателей. Определяем (по справочнику [3]) тип и мощность двигателей, а по ним – номинальные токи двигателей:
, А;
А;

результаты расчета заносим в таблицу 4.

По справочнику [3] определяем кратность пусковых токов, а затем и пусковой ток двигателей:

, А;
А;

По расчетным величинам принимаем к установке автомат типа А3710 с номинальными параметрами (табл. 10.4. [2]). При выборе номинального тока комбинированного электромагнитного расцепителя автомата, встроенного в шкаф, следует учитывать тепловой поправочный коэффициент 0,85:

, А;
А;

Выбираем расцепитель с номинальным током Iн.расц. = 125 А.
Устанавливаем невозможность срабатывания (отстраиваемся от пусковых токов) автомата при пуске двигателя:

, А;
А.

Принимаем уставку тока расцепителя 1000А.

Рассчитываем нагрузку шинопровода ШРА-73-1.
При подключении к шинопроводу трех двигателей расчетной загрузкой будет сумма номинальных токов этих двигателей:

А;

Пиковый ток шинопровода определяется из условия пуска наиболее мощного двигателя, присоединенного к шинопроводу:

А

Выбираем номинальный ток электромагнитного расцепителя с учетом теплового поправочного коэффициента:

Проверяем невозможность срабатывания автоматов при пуске наиболее мощного двигателя (отстройка от пусковых токов):

Результаты расчета заносим в таблицу 4.

Выбор вводного автомата. Вводные автоматы выбирают по установленной мощности цеховых трансформаторов с учетом их возможной перегрузки в послеаварийном режиме, согласно ГОСТ 14209-89.

А.

По току послеаварийного режима с учетом поправочного теплового коэффициента выбираем номинальный ток селективного автомата с независимой от величины тока выдержкой времени при к.з.:

1576,5 < 1600
Принимаем к установке автомат ВА55 – 43, .
Секционный автомат выбираем по нагрузке секции или на ступень ниже вводного автомата:

, А
Принимаем к установке автомат типа ВА – 55 – 41, Iн.ав..= 1000 А.

Схема БТМ

Рис. 6 Схема БТМ для выбора мест размещения автоматов и расчета их параметров



 
« Методика професійного навчання   Методичні вказівки по виконанню курсового проекту для студентів спеціальностей Електроенергетика »
электрические сети