Токарный цех

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Ноября 2013 в 14:12, курсовая работа

Краткое описание

Технический прогресс в промышленности тесно связан с созданием и внедрением унифицированного оборудования с улучшенными энергетическими характеристиками и большой единичной мощностью. Внедрение оборудования приводит к росту электропотребления. Тенденция роста удельного расхода электроэнергии будет продолжаться и в дальнейшем. Это обуславливает дальнейшее совершенствование систем электроснабжения.

Скачать в ZIP архиве (3.55 Мб) Сколько стоит заказать работу?

Вложенные файлы: 27 файлов

1 Характеристика объекта.doc

— 572.50 Кб (Просмотреть документ, Скачать файл)

10 Электротехнический расчёт электрического освещения.doc

— 542.00 Кб (Просмотреть документ, Скачать файл)

11 Расчёт системы компенсации реактивной мощности в цеховой электрической сети.doc

— 43.00 Кб (Просмотреть документ, Скачать файл)

12 Расчёт токов короткого замыкания и проверка основного оборудования.doc

— 523.50 Кб (Скачать файл)

9. Расчёт токов короткого замыкания и проверка основного оборудования

Расчёт токов короткого замыкания

Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновения КЗ в сети или в элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ.

Для расчёта токов КЗ составляем расчётную схему системы электроснабжения и на её основе схему замещения. Выполним расчётную схему и схему замещения для приёмников СП, для приемников шинопроводов, для остальных приёмников схема будет аналогична, будут различаться лишь параметры элементов и количество присоединений.

Рис. 9.1.1. Расчётная схема.

Рис. 9.1.2. Схема замещения

9.1.1. Расчёт тока КЗ на ВН трансформатора

Сопротивление системы определяем по отключающей способности выключателя ВВТЭ-М-10-20/630.

Параметры кабельной линии КЛ:

F=16мм², r_уд=1,94 Ом/км, х_уд=0,113 Ом/км, l = 600м.

r_кл = 1,94 ∙ 0,6=1,164 Ом,

х_кл = 0,113 ∙ 0,6 = 0,068 Ом,

Поскольку расчет будем проводить в относительных единицах, необходимо задать базисные значения мощности и напряжения:

S_б=630 кВА, U_б = 10 кВ,

А.

Сопротивление системы

о.е.

где S_откл – отключающая способность головного выключателя.

МВА

Определим сопротивления всех элементов схемы замещения в относительных единицах:

о.е.

Сопротивление трансформатора :

о.е.

Рассчитываем значение тока короткого замыкания (КЗ) в точках К1-К3.

К1:

А ;

о.е.

К2:

А,

о.е.

К3:

кА,

Рассчитываем ударные токи в точках КЗ:

А,

где К_уд – ударный коэффициент определяемый по графикам в зависимости от соотношения х/r. Если , то = 1, в других случаях находится по рис. 6.2.[2]

К1: х/r = 1, К_уд = 1,04

А,

К2: х/r = 0,3 К_уд= 1,01

А,

К3: х/r = 3,105 К_уд=1,5

А.

9.1.2. Расчёт токов КЗ в кабелях силовых пунктов и электроприёмников

Сети промышленных предприятий напряжением до 1000 В характеризуются большой протяженностью и наличием большого количества коммутационно-защитной аппаратуры. При напряжении до 1кВ даже небольшое сопротивление оказывает существенное влияние на ток КЗ. Поэтому в расчетах учитываем все сопротивления короткозамкнутой цепи, как индуктивные, так и активные. При отсутствии достоверных знаний о контактах и их переходных сопротивлениях рекомендуется при расчете токов КЗ в сетях, питаемых трансформаторами мощностью до 1600 кВА, учитывать их активные сопротивление следующим образом: 0,015 Ом – для распределительных устройств на станциях и подстанциях; 0,02 Ом – для первичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых радиальными линиями от щитов подстанций или главных магистралей ;

0,025 Ом – для вторичных цеховых РП, а также на зажимах аппаратов, питаемых от первичных РП; 0,005 Ом – для аппаратуры, установленной непосредственно у приемников электроэнергии, получающих питание от вторичных РП. Для установок напряжением до 1 кВ при расчетах токов КЗ считают, что мощность питающей системы не ограничена и напряжение на стороне высшего напряжения цехового трансформатора является неизменным.

Расчет токов КЗ на напряжение до 1 кВ выполняют в именованных единицах. Сопротивления элементов системы электроснабжения высшего напряжения приводят к низшему напряжению по формуле

где x_в – сопротивление элемента системы электроснабжения высшего напряжения, приведенное к низшему напряжению; U_ном,В U_ном,Н – соответственно номинальные напряжения высшей и низшей ступеней.

При расчете сети 0,4 кВ сопротивление от сети 10 кВ из относительных единиц переводим в именованные:

о.е.,

Ом,

Приводим сопротивления системы электроснабжения высшего напряжения к напряжению 0,4кВ:

Ом;

Для пояснения к таблице определим ток короткого замыкания на СП-3.

Длина кабеля от СП-3 до шин низкого напряжения ЦТП составляет:

L =64м. Марка кабеля АВВГ 3H120+1H70,

rуд =0,258Ом/км,

xуд = 0, 0602Ом/км,

Сопротивление до точки К.З

Rсум =

Ом

Хсум =

Ом

Ток короткого замыкания:

Iк =

кА

Определим ток К.З. от Э.П. № 69- вентилятора: где длина кабеля от приемника до СП-3, L =13,9м. Марка кабеля АВВГ-3Ħ16+1Ħ10,

rуд =1,94Ом/км,

худ = 0,070Ом/км

Rдоб =0,005 Ом.

Сопротивление до точки К.З

Rсум =

Ом

Хсум =

Ом

Ток короткого замыкания:

Iк =

кА

Результаты расчёта токов КЗ на низкой стороне заносим в таблицу 9.1.2.

Таблица 9.1.2.

Наименование ЭП	Длина кабеля, м	Rуд, Ом\м	Худ, Ом\м	Rдоб, Ом	Суммарное сопротивление		Ток КЗ, кА	Та	Куд	Ударный ток, кА
Наименование ЭП	Длина кабеля, м	Rуд, Ом\м	Худ, Ом\м	Rдоб, Ом	R, Ом	X, Ом	Ток КЗ, кА	Та	Куд	Ударный ток, кА
СП - 1
СП - 1	80	0,000326	0,0000602	0,020	0,060	0,051	2,788	0,846	1,5	5,914
от СП1 до 1	3,1	0,00310	0,000073	0,005	0,075	0,051	2,429	0,685	1	3,434
от 1 до 4	3,2	0,00310	0,000073	0,005	0,089	0,051	2,128	0,573	1	3,009
от СП1 до 6	10,6	0,00310	0,000073	0,005	0,098	0,052	1,984	0,528	1	2,806
от 6 до 7	3,5	0,00310	0,000073	0,005	0,114	0,052	1,757	0,456	1	2,484
от СП1 до 68	19,1	0,00194	0,000070	0,005	0,102	0,052	1,913	0,511	1	2,705
от 68 до 8	3,6	0,00310	0,000073	0,005	0,118	0,052	1,695	0,443	1	2,397
Продолжение таблицы 9.1.2.
от СП1 до 5	13,7	0,00310	0,000073	0,005	0,107	0,052	1,839	0,482	1	2,600
от СП1 до 10	11,2	0,00310	0,000073	0,005	0,100	0,052	1,955	0,518	1	2,764
от 10 до 9	3,1	0,00310	0,000073	0,005	0,114	0,052	1,749	0,454	1	2,473
от СП1 до 3	5,0	0,00310	0,000073	0,005	0,080	0,051	2,302	0,636	1	3,254
от 3 до 2	5,8	0,00310	0,000073	0,005	0,103	0,052	1,898	0,499	1	2,684
от СП1 до 11	16,2	0,00310	0,000073	0,005	0,115	0,052	1,737	0,452	1	2,456
от 11 до 12	3,3	0,00310	0,000073	0,005	0,130	0,052	1,562	0,401	1	2,209
СП - 2
СП - 2	27,2	0,00310	0,000073	0,025	0,169	0,053	1,236	0,312	1	1,748
от СП2 до 56	9,2	0,00310	0,000073	0,005	0,203	0,053	1,046	0,264	1	1,479
от 56 до 57	5,1	0,00310	0,000073	0,005	0,224	0,054	0,954	0,241	1	1,348
от 57 до 58	5,1	0,00310	0,000073	0,005	0,245	0,054	0,876	0,222	1	1,239
от СП2 до 19	12,6	0,00310	0,000073	0,005	0,213	0,054	0,997	0,252	1	1,409
от 19 до 20	7,9	0,00310	0,000073	0,005	0,243	0,054	0,882	0,224	1	1,246
от СП2 до 22	12,3	0,00310	0,000073	0,005	0,212	0,054	1,001	0,253	1	1,415
от 22 до 21	5,7	0,00310	0,000073	0,005	0,235	0,054	0,910	0,230	1	1,286
от СП2 до 23	19,8	0,00310	0,000073	0,005	0,236	0,054	0,907	0,230	1	1,282
от 23 до 24	7,7	0,00310	0,000073	0,005	0,265	0,055	0,812	0,207	1	1,148
от СП2 до 59	11,8	0,00310	0,000073	0,005	0,211	0,054	1,009	0,255	1	1,426
СП - 3
СП - 3	64	0,000258	0,0000602	0,020	0,051	0,050	3,091	0,987	1,5	6,557
от СП3 до 69	13,9	0,00194	0,000070	0,005	0,082	0,051	2,267	0,617	1,1	3,525
от СП3 до 13	8,1	0,00310	0,000073	0,005	0,081	0,050	2,309	0,626	1	3,265
от 13 до 14	5,2	0,00310	0,000073	0,005	0,102	0,051	1,932	0,500	1	2,732
от СП3 до 18	12,2	0,00310	0,000073	0,005	0,093	0,051	2,067	0,544	1	2,923
от 18 до 15	6,2	0,00310	0,000073	0,005	0,117	0,051	1,712	0,436	1	2,421
от СП3 до 16	4,9	0,00310	0,000073	0,005	0,071	0,050	2,530	0,710	1	3,578
от 16 до 17	5,8	0,00310	0,000073	0,005	0,094	0,051	2,059	0,540	1	2,911
от СП3 до 55	17,0	0,00310	0,000073	0,005	0,108	0,051	1,834	0,472	1	2,593
от 55 до 54	5,1	0,00310	0,000073	0,005	0,129	0,051	1,580	0,399	1	2,234
от 54 до 53	5,1	0,00310	0,000073	0,005	0,150	0,052	1,384	0,346	1	1,957
СП - 4
СП - 4	12,2	0,00310	0,000073	0,025	0,117	0,052	1,717	0,441	1	2,427
от СП4 до 25	5,1	0,00310	0,000073	0,005	0,138	0,052	1,490	0,377	1	2,107
от 25 до 26	7,9	0,00310	0,000073	0,005	0,167	0,053	1,252	0,314	1	1,771
от СП4 до 60	13,6	0,00310	0,000073	0,005	0,164	0,053	1,274	0,321	1	1,801
от 60 до 61	5,1	0,00310	0,000073	0,005	0,185	0,053	1,141	0,286	1	1,614
от СП4 до 27	4,9	0,00310	0,000073	0,005	0,137	0,052	1,496	0,379	1	2,116
от 27 до 28	5,1	0,00310	0,000073	0,005	0,158	0,052	1,319	0,331	1	1,865
от СП4 до 62	19,5	0,00310	0,000073	0,005	0,182	0,053	1,155	0,291	1	1,633
от СП4 до 31	12,3	0,00310	0,000073	0,005	0,160	0,052	1,302	0,328	1	1,842
от 31 до 32	2,6	0,00310	0,000073	0,005	0,173	0,053	1,212	0,304	1	1,714
от 32 до 33	2,6	0,00310	0,000073	0,005	0,186	0,053	1,134	0,284	1	1,603
от СП4 до 30	6,2	0,00310	0,000073	0,005	0,141	0,052	1,458	0,369	1	2,062
от 30 до 29	3,1	0,00310	0,000073	0,005	0,156	0,052	1,335	0,336	1	1,888
СП - 5
СП - 5	78	0,000258	0,0000602	0,020	0,054	0,051	2,959	0,937	1,5	6,275
от СП5 до 70	4,0	0,00194	0,000070	0,005	0,067	0,051	2,609	0,762	1,1	4,058
от СП5 до 36	6,5	0,00310	0,000073	0,005	0,079	0,051	2,325	0,645	1	3,288
от 36 до 63	9,1	0,00310	0,000073	0,005	0,112	0,052	1,771	0,461	1	2,505
от СП5 до 64	13,4	0,00310	0,000073	0,005	0,101	0,052	1,939	0,513	1	2,742
от 64 до 65	2,5	0,00310	0,000073	0,005	0,113	0,052	1,759	0,457	1	2,488
от СП5 до 37	12,4	0,00310	0,000073	0,005	0,098	0,052	1,988	0,529	1	2,811
от 37 до 66	5,7	0,00310	0,000073	0,005	0,120	0,052	1,675	0,433	1	2,368
Продолжение таблицы 9.1.2
от 66 до 67	3,1	0,00310	0,000073	0,005	0,135	0,052	1,517	0,387	1	2,145
от СП5 до 38	10,6	0,00310	0,000073	0,005	0,092	0,051	2,081	0,560	1	2,943
от 38 до 39	4,3	0,00310	0,000073	0,005	0,110	0,052	1,800	0,469	1	2,546
от СП5 до 34	4,3	0,00310	0,000073	0,005	0,072	0,051	2,476	0,704	1	3,501
от 34 до 35	4,7	0,00310	0,000073	0,005	0,092	0,051	2,082	0,558	1	2,944
СП - 6
СП - 6	29,6	0,00310	0,000073	0,025	0,171	0,058	1,216	0,339	1	1,720
от СП6 до 41	9,1	0,00310	0,000073	0,005	0,204	0,059	1,033	0,287	1	1,461
от 41 до 42	4,3	0,00310	0,000073	0,005	0,222	0,059	0,954	0,265	1	1,348
от СП6 до 44	6,6	0,00310	0,000073	0,005	0,196	0,058	1,071	0,297	1	1,515
от 44 до 45	4,3	0,00310	0,000073	0,005	0,215	0,059	0,986	0,273	1	1,394
от СП6 до 42	10,5	0,00310	0,000073	0,005	0,208	0,059	1,013	0,281	1	1,433
от 42 до 43	4,8	0,00310	0,000073	0,005	0,228	0,059	0,930	0,258	1	1,316
от СП6 до 47	7,9	0,00310	0,000073	0,005	0,200	0,058	1,051	0,292	1	1,486
от 47 до 46	3,7	0,00310	0,000073	0,005	0,217	0,059	0,977	0,271	1	1,381
от СП6 до 50	8,3	0,00310	0,000073	0,005	0,202	0,058	1,045	0,290	1	1,478
от 50 до 49	3,7	0,00310	0,000073	0,005	0,218	0,059	0,971	0,269	1	1,374
от СП6 до 48	4,8	0,00310	0,000073	0,005	0,191	0,058	1,100	0,305	1	1,555
от СП6 до 52	6,0	0,00310	0,000073	0,005	0,194	0,058	1,081	0,300	1	1,528
от 52 до 51	3,7	0,00310	0,000073	0,005	0,211	0,059	1,002	0,278	1	1,417

.Проверка основного оборудования сети

9.2.1. Проверка выключателя Q1

а) по номинальному напряжению:

U_ном ≥ U_уст, (9.2.1.)

U_ном = U_уст = 10 кВ;

б) по номинальному длительному току:

I_ном ≥ I_раб, (9.2.2.)

I_ном = 630 А > I_раб = 20,96 А;

в) на динамическую стойкость:

I_пс ≥ I³_кз, (9.2.3.)

i_пс ≥ i_уд, (9.2.4.)

где I_пс – предельный сквозной ток, I³_кз – максимальный ток трехфазного КЗ,

i_пс– амплитудное значение предельного сквозного тока, i_уд – ударный ток.

I_пс = 20 кА > I³_кз = I³_к1 = 19,7 кА,

i_пс = 52 кА > i_уд = 31,4 кА;

г) по допустимому току термической стойкости:

I²_t ∙ t ≥ I²_∞ ∙ t_пр, (9.2.5.)

где I_∞ - предельный ток термической стойкости,

I²_t ∙ t = 20² ∙ 3 = 1200 кА²∙с ≥ I²_∞ ∙ t_пр = 19,7² ∙ 2,2 =853,8 кА² ∙с.

д) по отключающей способности выключателя:

S_к,расч < S_к,выкл , (9.2.6.)

S_к,расч =

∙ U_ном ∙ I_кз = ∙ 10Ħ19,7 =341,2 < 350 МВА.

9.2.2. Проверка сечений жил кабеля высокого напряжения по термической стойкости токам КЗ

F_кл ≥ F_min = , мм², (9.2.7.)

где С – функция, значения которой зависят от вида проводника и номинального напряжения, для рассматриваемого кабеля С = 100.

В_К = (I³_кз)²∙ (t_о,в + Т_а,с), (9.2.8.)

где t_о,в – время отключения участка сети, которое состоит из времени отключения выключателя и времени действия релейной защиты, Т_а,с = 0,01 с - постоянная времени сети.

В_К = 4,981²∙ (0,12+0,1+0,01) = 5,71 кА²∙с

F_min =

мм²,

F_кл = 16 мм², т.е. условие выполняется.

9.2.3. Проверка оборудования на 0,4 кВ

На напряжение 0,4 кВ защита выполняется на автоматических выключателях, встраиваемых в ответвительные коробки магистрального шинопровода.

Условия выбора автоматов:

а) по напряжению:

U_ном ≥ U_сети, (9.2.9.)

где U_ном – номинальное напряжение автомата, U_сети = 380 В;

б) по току:

I_ном ≥ I_раб, (9.2.10.)