Модернизация системы электроснабжения и электрооборудования инструментального цеха ОАО «Энерготехмаш»

 

2.9.1 Составляем схему замещения и нумеруем точки КЗ в соответствии с расчётной схемой.

Рис. 3. Расчётная схема

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4. Полная и упрощённая схема замещения.

2.9.2. Вычисляем сопротивления элементов и наносим на схему замещения.

- для системы

Наружная КЛ АСБ(3x150) (по табл. 1.9.5 [13]):

                                      (37)

Сопротивления приводятся к низкой стороне

                               (38)

 

- для трансформатора (по табл. 1.9.1. [13]):

 

- для автоматов  (по табл. 1.9.3. [13]):

 

 

 

- для кабельных  линий (по табл. 1.9.5 [13]):

 КЛ1:

 

 КЛ2:

 

 

- для шинопровода ШРА 250 (по табл. 1.9.7. [13]):

 

- для ступеней распределения (по табл. 1.9.4. [13]):

 

2.9.3. Упростим схему замещения, вычисляя эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и их нанесём на схему.

2.9.4. Вычислим сопротивления до каждой точки КЗ и занесём в «Сводную ведомость» (табл. 14)

 

2.9.5. Определим ударный коэффициент Ку по графику (рис.1.9.2. [13]) в зависимости от отношения :

Определим коэффициент  действующего значения ударного тока q:

 

                                                          (39)

 

 

 

2.9.6. Определим токи КЗ и занесём в «Ведомость»:

- 3-фазные

                                        (40)

- действующее  значение ударного тока:

                                                   (41)

- ударный ток КЗ:

                                  (42)

- 2-фазные:

                                      (43)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.9.7. Составляем схему замещения для расчёта 1-фазных токов КЗ (рис.5) и определяем сопротивления.

Рис. 5. Схема замещения для расчёта однофазных КЗ.

- для кабельных  линий:

                               

- для шинопровода:

- определяем  суммарные сопротивления до каждой  точки КЗ:

- однофазные  токи КЗ:

                                            (44)

Таблица 14. Сводная ведомость токов КЗ.

Точка КЗ	К1	К2	К3
	25,17	158,7	203
	27,45	34,8	39,6
	37,2	162,5	206,8
	0,92	4,7	5,1
	1,03	1	1
q	1	1	1
	6,2	1,35	1,06
	8,74	1,9	1,49
	6,2	1,35	1,06
	5,39	1,17	0,92
	15	260,4	335,35
	1,93	0,6	0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.9.8. Проверка элементов силовой сети цеха по условиям КЗ.

Таблица 15. 

Элемент сети	Критерий проверки	Расчётное значение	Номинальное значение
выключатель 1SF ВА52-39
Выключатель SF1 ВА57-35
КЛ1 АВВГ (3x10+2x10)
ШРА1
Выключатель SF2 ВА51-25
КЛ2 АПВ (3x6+2x6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Разработка электрической части цеховой трансформаторной подстанции.

 

3.1. Комплектные  трансформаторные подстанции и  их выбор.

 

Внутрицеховая комплектная трансформаторная подстанция ( в дальнейшем КТП ВЦ), так же именуемая как промышленная либо КТП внутренней установки мощностью 250-2500 кВА предназначена для приема электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, номинальным напряжением 6 и 10 кВ преобразования его в напряжение 0,4 кВ и распределения по потребителям.

КТП ВЦ выпускаются:

- однотрансформаторные (КТП ВЦ)- правые и левые;

- двухтрансформаторные (2КТП ВЦ) – однорядные и двухрядные;

- в двухрядных подстанциях для соединения секций установлен шинопровод, длину которого оговаривают при заказе.

КТП ВЦ поставляются в полной заводской готовности и  при монтаже устанавливаются на кирпичный или бетонный фундамент, изготовленный с учетом габаритных размеров. Подключение силового трансформатора по сторонам высшего и низшего напряжения выполняется шинами или кабельными перемычками (в зависимости от конструктивного исполнения).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор КТП осуществляется по ряду параметров (табл. 16):

Таблица 16.

Наименование  параметра	Значение
Мощность силового трансформатора, кВА	250; 400; 630; 1000; 1600; 2500
Номинальное напряжение на стороне ВН, кВ	6; 10
Номинальное напряжение на стороне НН, кВ	0,4
Номинальный ток  сборных шин ВН, А: - 250 (400) кВА - 630 кВА - 1000 кВА - 1600 кВА	800 1600 2000 3000
Ток термальной стойкости в течении: - 1 с на стороне  ВН, кА - 0,5 с на стороне  НН, кА	20 25
Ток электродинамической  стойкости: - на стороне  ВН, кА - на стороне  НН, кА	51 50
Способ выполнения нейтрали: -ВН -НН	изолированная глухозаземленная

 

 

3.2. Комплектация  КТП. Опросный лист.

 

В состав КТП  ВЦ входят:

- устройство ввода со стороны высшего напряжения - УВН;

- силовой трансформатор;

- распределительное устройство со стороны низшего напряжения – РУНН.

Устройство  со стороны высшего напряжения УВН  по требованию заказчика может быть реализовано на базе камер КСО укомплектованных:

- выключателем нагрузки

- вакуумным выключателем

или с помощью шкафа  «глухого ввода», в котором высоковольтные кабели присоединяются непосредственно  к выводам силового трансформатора.

Для комплектации КТП ВЦ применяются трехфазные двухобмоточные силовые трансформаторы масляные типа ТМЗ , ТМ, ТМГ , ТМФ или сухие типа ТСЗ, ТСЛ . ТСЗГЛ.

Распределительное устройство низшего напряжения РУНН состоит из набора шкафов:

- шкаф ввода низшего напряжения (ШНВ),

- шкафа отходящих линий (ШНЛ),

- шкафа секционного (ШНС) – только для двухтрансформаторных КТП ВЦ,

- шинопровода - для двухрядных КТП ВЦ.

По желанию  заказчика шкафы РУНН устанавливаются  автоматические выключатели выдвижного или стационарного исполнения импортного или отечественного производства. Оперативное управление автоматическими выключателями выведено на дверь шкафа. Для учета электроэнергии в КТП ВЦ устанавливаются счетчики активной и реактивной энергии. В зависимости от желания заказчика и требований компоновки счетчики устанавливаются в шкафу учета, размещенном на корпусе ШНВ, или в приборном отсеке шкафа ШНВ.

В двухтрансформаторной подстанции предусмотрено устройство автоматического включения резерва (АВР), обеспечивающее отключение вводного выключателя НН и включение секционного выключателя при исчезновении напряжения на вводе.

Заказ КТП осуществляется посредствам опросного листа в котором заказчик указывает необходимый состав оборудования (пример опросного листа см. приложение 1).

 

 

 

 

3.3. Расчёт заземляющего устройства ТП 6/0,4 кВ.

 

3.3.1 Расчёт сопротивления  зазаемления.

3.3.1.1. Заземляющим устройством называют совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем называют металлический проводник или группу проводников, находящихся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземляющими проводниками называют металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановок с заземлителем.

Заземляющие устройства должны удовлетворять требованиям  обеспечения безопасности людей и защиты электроустановок, а также обеспечения эксплуатационных режимов работы. Все металлические части электрооборудования и электроустановок, которые могут оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции, заземляют. Каждый элемент установки, подлежащий заземлению, присоединяют к заземлителю или к заземляющей магистрали с помощью отдельного заземляющего проводника.

Сопротивление заземляющего устройства согласно ПУЭ  не должно превышать 4 Ом, а в электроустановках с суммарной мощностью параллельно работающих генераторов и трансформаторов 100кВА и ниже оно не должно быть больше 10 Ом.

Расчет заземляющих  устройств сводится главным образом  к расчету собственно заземлителя, т.к. заземляющие проводники в большинстве  случаев принимаются по условиям механической прочности и устойчивости к коррозии. Исключение составляют лишь установки с выносным заземляющим устройством. В этих случаях рассчитывают последовательно сопротивление соединительной линии и сопротивление заземлителя, чтобы суммарное сопротивление не превышало расчетного.

Устанавливается необходимое по ПУЭ допустимое сопротивление  заземляющего устройства R_з. Если заземляющее устройство является общим для нескольких электроустановок, то расчетным сопротивлением заземляющего устройства  является наименьше из требуемых.

Сопротивление заземляющего устройства для электроустановок напряжением до 1 Кв не должно быть больше  4 Ом, поэтому за расчётное сопротивление принимаем Rз = 4 Ом

 

3.3.1.2. Заземляющие устройства

Предварительно  с учётом отведённой территории цеха намечаем расположение заземлителей – по контуру цеха, расстояние между вертикальными электродами 4 м.

В качестве вертикальных заземлителей выбираем пруток диаметром 10 мм и длиной 2,5 м. Верхние концы  электродов расположены на глубине 0,7 м от поверхности земли. К ним привариваются горизонтальные электроды стержневого типа из такой же стали, что и вертикальные электроды.

 

3.3.1.3. Сопротивление искусственного заземления при отсутствии естественного принимаем равным допустимомоу сопротивлению заземляющего устройства:

  

 

3.3.2 Расчет удельного сопротивления грунта

 

3.3.2.1. Определения удельного сопротивления грунта с учетом повышающих коэффициентов, учитывающих высыхание грунта летом и промерзание его зимой.

                                                                                          (45)                          

где ρ_р — расчетное удельное сопротивление грунта, Ом∙м;

ρ_уд — удельное сопротивление грунта, измеренное при нормальной влажности, Ом∙м;

ρ_уд=200 Ом∙м  для супеска [6];

К_с  - коэффициент сезонности, учитывающий промерзание и просыхание грунта;

К_с=1,4 — для вертикальных электродов [6];

К_с=2,0 — для горизонтальных электродов [6];

Расчетное удельное сопротивление грунта для вертикальных электродов

ρ_р.в=1,4∙200=280 Ом∙м;

Расчетное сопротивление  грунта для горизонтальных электродов

ρ_р.г=2∙200=400 Ом∙м;

 

3.3.2.2. Сопротивление растекания одного вертикального электрода [9]

                 ,                   (46)

где r_в — сопротивление одного вертикального заземлителя, Ом;

l — длина заземлителя, м;

d — диаметр электрода, м;

t — глубина заложения, равная расстоянию от поверхности земли до середины заземлителя, м

 Ом

Определяется  необходимое количество стержней.

                        ,                                  (47)

где n_в — количество вертикальных стержней;

Ки — коэффициент использования вертикальных заземлителей, зависящих от расстояния между ними а, их длины l и количества [9]

Ки=0,64

 

 

 

Определяется  сопротивление растеканию горизонтальных

заземлителей [9]

                                              (48)

где l - длина полосы, м

r_г=  Ом

Определятся необходимое сопротивление вертикальных заземлителей

                                                       (49)

 Ом

3.3.2.3. Уточнение количества стержней при Ки=0,61

                                                       (50)

Окончательно  принимаем к установке 38 вертикальных электродов, расположенных по контуру цеха и соединённых по верхнему краю горизонтальными электродами, выполненными из того же материала. (см рис. 6).

Рис. 6.

 

4 Расчет электрического освещения цеха.

 

4.1. Выбор освещённости и типа светильников

 4.1.1. Общая характеристика объекта

В инструментальном цехе предусмотрено совмещенное освещение: естественное боковое и искусственное, которое обеспечивают необходимые условие для нормального  режима работ, также предусмотрено аварийное освещение, в случаях внезапного отключения рабочего освещения на рабочих местах, для продолжения производственной работы или эвакуации людей. [1] .

4.1.2. Выбор системы освещения

При проектировании применяются  две системы искусственного освещения:

- общего, когда светильники освещают всю площадь помещения, как занятую оборудованием и рабочими местами, так и вспомогательную;