Электроснабжение цеха промышленного предприятия

но  т.к.  все  электроприемники  уже приведены  к  длительному  режиму,  а  cos φ  составляет  0,4  формула примет  следующий вид

                           I_макс  =

                                         I_макс = = 57 А

Ток  сварочного  преобразователя  (№ 51)  подсчитывается  аналогично.

   

     2.5.4  Выбор  автоматических  выключателей  и  кабелей. 

 

  2.5.4.1  Определяем  данные  вводного автомата, питающего СП - 1 (линия с группой               

               ЭД),  и  марку и сечение кабеля.

В  соответствии  с  [6. c. 183]

            I_н.р. ≥ 1,1 I_макс = 1,1 · 171,3 = 188,4 А  (принимаем I _н.р. = 200 А)

                                               I_н.а ≥ I_н.р

   I_о ≥ 1,25 · I_пик

где  I_н.р – номинальный  ток  теплового  расцепителя,  А

        I_н.а – номинальный  ток  автомата,  А

        I_о – ток  уставки  электромагнитного  расцепителя  (ток  отсечки) 

Определим  пиковый  ток  на  шинах  РП - 1 по  формуле:

     I_пик = I _{пуск.нб} + I _макс. – К_и · I _н.нб

где  I _{пуск.нб} – пусковой  ток  наибольшего  по  мощности  ЭД, 

                                    I_{пуск.нб} = К_п · I_н.нб

                        I _н.нб – номинальный  ток  наибольшего  по  мощности  ЭД (молот)

                                               I _н.нб =   

                                               I _н.нб = = 37,6 А

                                               I_{пуск.нб} = 6,5 · 37,6 = 244,4 А

                             I_мах = I_раб =I_дл = 171,3 А

I_пик = 244,4 + 171,3_. – 0,2 · 37,6 = 408,2 А

 

Определим  ток  уставки  электромагнитного  расцепителя  (ток  отсечки)  по  условию

                                                I_о ≥ 1,25 · I_пик   = 1,25 · 408,2 = 510,3 А

 

Определим  кратность  уставки  электромагнитного  расцепителя  (т.е.  во  сколько раз ток электромагнитного расцепителя должен  быть  больше  тока  теплового расцепителя)  по  формуле:

                                               К_о  ≥ ;      К_о ≥ = 2,6     

                  Принимаем  каталожное  значение  К_о = 12  [6, с.184, 185; табл.  А.6.  графа 5]

По  [6. c. 185]  выбираем  автомат ВА – 51 – 35 – 3  со  следующими  техническими  данными:

  U _н.а. = 380 В

   I_н.а = 250А

   I_н.р. = 200 А

   I _{у ( к.з).} = 12 I_н.р.  = 2400 А

   I _откл. = 15 кА                                                                    

Устанавливаем  на  отходящей  линии  РУ  подстанции,  (состоящего  из  панелей ЩО-70 и  питающего  СП – 1)  тоже  автомат типа  ВА – 51 – 35 – 3  с теми  же  техническими  данными.  Определяем  сечение кабеля  от  подстанции  до  СП – 1 из  условия  соответствия    аппарату  защиты  по  формуле [6, с. 43]:

I _доп.пр. ≥ К_защ ·К_у(п) ∙I _н.р.

где  I _доп.пр. – допустимый  ток проводника.

      К_защ – коэффициент  защиты,  К_защ = 1  для нормальных  неопасных помещений

       К _у(п) – кратность уставки защиты  при перегрузке,  К _у(п) = 1,25 (1,35)  для автоматов  

                   типа  ВА – 51  [6, с.184, 185; табл.  А.6.  графа 4]

                          

I _доп.пр. = 1 · 1,25 · 200 = 250 А

 

По  [1, с. 51, табл. 2.6]  и  [ПУЭ  табл. 1.3.6]  выбираем  кабель  от  подстанции  до   СП -1  марки  ВВГ – 3х70 + 1х35  с  I _доп.пр. = 275 А

Данные  расчетов  заносим  в  таблицу  7.

 

    2.5.4.2  Определяем  данные  линейного автомата, питающего  сушильный  шкаф

                 (№ 39),  (линия без ЭД)  и марку и сечение кабеля.

   В  соответствии  с  [6. c. 183]

            I_н.р. ≥ I_макс = 4,7 А  (принимаем I _н.р. = 6,3 А)

                                                I_н.а ≥ I_н.р

                                    К_о ≥ = 0,75;  принимаем   каталожное  значение  К_о = 3 

По  [6. c.185]  выбираем  автомат ВА – 51 – 31 – 3

   U _н.а. = 380 В

   I_н.а = 100А

   I_н.р. = 6,3 А

   I _{у ( к.з).} = 3 I_н.р.  = 18,9 А

   I _откл. = 2 кА

Определяем  сечение  кабеля  от  РП - 1  до  сушильного  шкафа.

 

I _доп.пр. = 1· 1,35 · 6,3 = 8,5 А

 

По  [1, с. 51, табл. 2.6]  и  [ПУЭ  табл. 1.3.6]  выбираем  кабель  марки 

ВВГ – 4 х 1,5  с  I _доп.пр. = 27 А.

Данные  расчетов  заносим  в  таблицу  7.

 

     2.5.4.3  Определяем  данные  линейного  автомата,  питающего  стенд  для 

                  статической  балансировки  (№ 40),  (линия с одним ЭД)  и марку и

                  сечение  кабеля.

В  соответствии  с  [6. c. 183]

          I_н.р. ≥ 1,25 I_макс = 1,25 · 9,4 = 11,8 А  (принимаем I _н.р. = 12,5 А)

                                              I_н.а ≥ I_н.р

                             I_о ≥ 1,25 · I_пуск = 1,25 · 61,1 = 76,4 А

 

                                               К_о ≥ = 6,3;  принимаем   К_о = 7

По  [6. c.185]  выбираем  автомат  ВА – 51 – 31 – 3

   U _н.а. = 380 В

   I_н.а = 100А

   I_н.р. = 12,5 А

   I _{у ( к.з).} = 7 I_н.р.  = 84 А

   I _откл. = 3,8 кА

 

Определяем  сечение  кабеля  от  РП – 1  до  стенда  статической  балансировки.

 

          I _доп.пр. = 1 · 1,35 · 12,5 = 16,9 А

 

Выбираем  кабель  ВВГ – 4 х 1,5  с   I _доп.пр. = 27 А

Данные  расчетов  заносим  в  таблицу  7.

Аналогично  определяем  данные  автоматов  и  сечение  кабелей  электроприемников  №№ 41,42,43,44,45,46,47,52,53;  данные  заносим  в  таблицу 7.   

 

  2.5.4.4  Определяем  данные  линейного автомата,  питающего пресс (№ 48)    (линия с группой ЭД)  и марку и сечение кабеля.

В  соответствии  с  [6. c. 183]

 

            I_н.р. ≥ 1,1 I_макс = 1,1 · 7,1 = 7,8 А  (принимаем I _н.р. = 8 А) 

                                                I_н.а ≥ I_н.р

                               I_о ≥ 1,25 · I_пик   =1,25 · 36,4 = 45,5 А

                                                К_о ≥ = 5,7   принимаем   К_о = 7

 

По  [6. c.185]  выбираем  автомат ВА – 51 – 31 – 3

   U _н.а. = 380 В

   I_н.а = 100А

   I_н.р. = 8 А

   I _{у ( к.з).} = 7 I_н.р.  = 56 А

   I _откл. = 2 кА

 

               Определяем  сечение  кабеля  от  РП - 2  до  пресса.

      

I _доп.пр. = 1 · 1,35 · 8 = 10,8 А

 

      Выбираем  кабель  ВВГ – 4 х 1,5  с   I _доп.пр. = 27 А

Данные  расчетов  заносим  в  таблицу  7.

 

  2.5.4.5  Определяем  данные  линейного автомата,  питающего электрическую печь 

(№ 49), (линия  без  ЭД)  и  марку  и  сечение   кабеля.

   В  соответствии  с  [6. c. 183]

            I_н.р. ≥ I_макс = 80,1 А  (принимаем I _н.р. = 100 А) 

                                               I_н.а ≥ I_н.р

                                         К_о ≥ = 0,8;  принимаем   К_о = 3 

По  [6. c.185]  выбираем  автомат ВА – 51 – 31 – 3

   U _н.а. = 380 В

   I_н.а = 100А

   I_н.р. = 100 А

   I _{у ( к.з).} = 3 I_н.р.  = 300 А

   I _откл. = 7 кА

Определяем  сечение  кабеля  от  РП - 3  до  электрической  печи.

 

I _доп.пр. = 1· 1,25 · 100 = 125 А

 

       Выбираем  кабель  марки  ВВГ – 3 х 25 + 1х16  с  I _доп.пр. = 150 А.

Данные  расчетов  заносим  в  таблицу  7.

Аналогично  определяем  данные  автоматов  и  сечение  кабелей  электроприемников  № № 50, 51;  данные  заносим в таблицу 7.   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6     Расчет  и  выбор   питающей  сети  подстанции.

Для  канализации  электроэнергии  по  предприятиям  и  связи  между  системами  применяются  кабельные  или  воздушные  линии.  В  данном  проекте  принята  кабельная  линия  электропередачи.

Согласно  ПУЭ  в  сетях  напряжением  выше  1000 В  при  времени  максимального  использования  более  1000  часов  выбор  питающей  линии  производится  по  экономической  плотности  тока.

 

     2.6.1  Вычислим  сечение  кабеля  по  экономической  плотности   тока, принимая  линию  из  медного   кабеля  с  бумажной  изоляцией   марки  СБ,  с  учетом  времени   максимального  использования.

             Т_max = 2500 ч (согласно  своему  варианту)

             j_э =  3,0 А /мм² - экономическая плотность тока  [ПУЭ  табл.  1.3.36]

Определим  сечение  проводов  по  формуле :

     F_э = 

где  I_л – ток  линии  с  учетом  90 %  загрузки

 

                            I_л =

 

                            I_л = = 25,4 А

    

                            F_э =  =  = 8,5 мм²

 

Принимаем  по  [9, с.421  и ПУЭ, табл. 1.3.13.]  стандартное  сечение  медного    кабеля  с  бумажной  изоляцией  сечением  25 мм²  c  каталожными данными,  приведенными  в таблице  8.

 

Таблица  8

 

Тип	Допустимый  ток, А	rо,	хо,	F, мм2
СБ – В  3х25	135	0,74	0,091	25

 

 

   

 

 

 

 2.6.2  Выполним  проверку  кабеля  по  допустимым  потерям напряжения.

 

;

 

= 1,08 %

Для  линий  напряжением  6(10) кВ  внутри  предприятий  допускается  падение  напряжения – 5 %,  следовательно,  выбранный  провод  удовлетворяет  требованиям  ГОСТ  13109 - 97.

 

     2.6.3  Проверка  по  токам   к. з. 

Проектируемая  линия  электропередачи  по  режиму  короткого  замыкания  не  проверяется  (ПУЭ  1.4.3  п. 3  и  4),  так  как  она  питает  цеховые  трансформаторы  мощностью  менее  2,5 МВ·А  и  повреждение  проводника  не  может  вызвать  взрыва  или  пожара.

 

     2.6.4  Выполняем  проверку  по  нагреву. 

 Максимально  - допустимый  ток  кабеля  по  нагреву  составляет 

135 А,  а   ток  в  линии  25,4 А,  т.е.  по  нагреву  кабель  проходит.     

 

2.7  Выбор высоковольтного  электрооборудования  подстанции  и   проверка  его  на  действие  токов  к.з.

Проектом  предусмотрена  установка  РУ  на  высокой стороне трансформатора  из  общепромышленных  ячеек типа  КМ – 1  (согласно  своему  варианту).    

Токоведущие  части  (шины, кабели), изоляторы  и  аппараты  всех  видов (выключатели, разъединители, предохранители, измерительные  трансформаторы)  необходимо  проверять  на  соответствие  их  номинальных  параметров  расчетным  в  нормальном  режиме  и  при  коротких  замыканиях.

 

     2.7.1  Выбор  и  проверка  шин  на  высокой  стороне   силового  трансформатора.

  Шины  предназначены  для  связи   электрических  аппаратов,

установленных  на  подстанции, –  это  неизолированные  проводники  различного  профиля  и  сечения, обладающие  большой  пропускной  способностью  по  току.

                           Шины  выбирают  по  расчетному  току, номинальному  напряжению,

условиям  окружающей  среды  и  проверяют  на  термическую  и  динамическую  устойчивости.

 

  2.7.1.1  Выбор  шин  по  расчетному  току.

                        I _расч.  =

                        I _расч. = =  54 А

По  [9. c. 395]  принимаем к установке алюминиевой шины  с размерами 60 х 8 (мм).  Выбор данного сечения шин сделан  из  расчета того,  что минимальный номинальный ток шин ячеек КМ – 1  составляет  1000 А.  Параметры шины  сводим  в таблицу 9.

               

 Таблица  9

Размеры, мм	F, мм2	I доп. А	h, мм	b, мм
60 х 8	480	1025	60	8

 

  2.7.1.2  Проверка  шин  на  термическую   устойчивость  к  току  короткого

замыкания.  Минимальное  сечение  шин  определяется  по  формуле:

                           F_мин =

где:  t_пр – приведенное  время  короткого  замыкания

         С – коэффициент  термической   устойчивости, С = 88 –для  алюминиевых  шин.

                               F_мин = = 33,3 мм²

480 мм²  > 17,5 мм²,  следовательно  шины  термически  устойчивы.

 

  2.7.1.3  Проверка  шин  на  электродинамическую   устойчивость. 

Определяем  расчетное  напряжение  в  металле  шин  по  формуле:

                         σ_расч. = 

где:  l  –  расстояние  между  опорными  изоляторами, см  (l  = 75 cм  для

                ячейки  КМ - 1)

       а – расстояние  между  осями  смежных  фаз, см  (а = 25 см  для

                ячейки  КМ - 1)

W – момент  сопротивления металла шин, см³.

       W =    при  установке  шин  плашмя 

                        W =  = 4,8 см³ 

                      σ_расч  =  = 0,86 МПа

Так  как  σ_доп = 65 МПа (для алюминия),  то  шины  с

 σ_расч  =  0,86 МПа  динамически  устойчивы

 

     2.7.2  Выбор  опорных изоляторов (на высокой стороне трансформатора).    

               Изоляторы  предназначены   для  крепления  проводов  и  шинных  конструкций  и   для  изоляции  токоведущих   частей  от  заземленных  частей.