Модернизация существующей системы электроснабжения и электрооборудования инструментального цеха №32 на «Усть-Катавском вагоностроитель

Определим базовый ток  для точек короткого замыкания равен:

,                                                 (56)

,

Трехфазный ток короткого  замыкания для точек короткого замыкания равен:

,                                                    (57)

,

Определим ударный коэффициент Ку в зависимости от отношения :

К_у1=1,03; К_у2=1

   Определим коэффициент действующего значения ударного тока q:

                                               (58)

Определим токи короткого замыкания:

 

 

,                                                    (59)

- действующее значение  ударного тока:

,                                                    (60)

- ударный ток короткого замыкания:

,                                                    (61)

        

2.6 Выбор проводников распределительной сети.

 

Определим ток нагрузки для первого электроприемника, запитанного от РП1 по формуле (39)

I _р =

А

Определим сечение проводников по условию допустимых длительных токов:

14А < 15А

Выбираем провод ПВ3х1 с ПВХ изоляцией, проложенный в трубе.

Провод медный с пластмассовой  изоляцией предназначен для стационарной прокладки в осветительных и силовых сетях, а также для электрических установок и монтажа электрооборудования. Номинальное напряжение до 450 В, частота до 400 Гц или постоянное напряжение до 1000 В. Температура окружающей среды от +40° до -50°С.

Монтаж всех видов  проводов допускается при температуре не ниже -15°С. Предельный радиус изгиба проводов третьего класса гибкости - 5 наружных диаметров.

       Аналогично выбираются все остальные провода, данные которых, заносятся в таблицу 8.

 

Таблица 8 Данные проводов

Марки- ровка	Трасса		Расче- тный ток, А	Марка прово- да	Число и сечение жил	Допустимый ток, А	Длина прово- да, м	Способ прокладки	Длина трубы, м
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
К1	РП-1	1-1	30,9	ПВ	3X4	17	4,2	в трубе	3,2
К2	РП-1	1-2	9,09	ПВ	3X1	60	8,1	в трубе	7,1
К3	РП-1	1-3	14,5	ПВ	3X2,5	15	13,4	в трубе	12,4
К4	РП-1	1-4	58,1	ПВ	3X10	15	7,4	в трубе	6,4
К5	РП-1	1-5	3,09	ПВ	3X1	35	11,5	в трубе	10,5
К6	РП-1	1-6	30,9	ПВ	3X4	35	5,1	в трубе	4,1
К7	РП-2	2-1	30,9	ПВ	3X4	35	5,4	в трубе	4,4
К8	РП-2	2-2	30,9	ПВ	3X4	35	10,5	в трубе	9,5
К9	РП-2	2-3	20	ПВ	3X2,5	25	3,5	в трубе	2,5
К10	РП-2	2-4	145,4	ПВ	3X50	170	9,3	в трубе	8,3
К11	РП-2	2-5	30,9	ПВ	3X4	35	5,1	в трубе	4,1
К12	РП-3	3-1	81,8	ПВ	3X25	85	7,8	в трубе	6,8
К13	РП-3	3-2	30,9	ПВ	3X4	32	11	в трубе	10
К14	РП-3	3-3	45,4	ПВ	3X10	47	14,1	в трубе	13,4
К15	РП-3	3-4	30,9	ПВ	3X4	32	5,8	в трубе	4,8
К16	РП-3	3-5	27,3	ПВ	3X4	35	11,1	в трубе	10,1
К17	РП-3	3-6	45,4	ПВ	3X10	47	9,8	в трубе	8,8
К18	РП-3	3-7	54,5	ПВ	3х10	60	19,7	в трубе	18,7
К19	РП-3	3-8	54,5	ПВ	3х10	60	20,1	в трубе	19,1
К20	РП-3	3-9	1,45	ПВ	3х1	15	16	по стене	15
К21	РП-4	4-1	24,5	ПВ	3х2,5	25	14,8	в трубе	13,8
К22	РП-4	4-2	0,9	ПВ	3х1	15	12,6	в трубе	11,6
К23	РП-4	4-3	2,7	ПВ	3х1	15	14,4	в трубе	13,4
К24	РП-4	4-4	24,5	ПВ	3х2,5	25	8,8	в трубе	7,8
К25	РП-4	4-5	1,8	ПВ	3х1	15	9,4	в трубе	8,4
К26	РП-4	4-6	8,1	ПВ	3х1	15	7,7	в трубе	6,7
К27	РП-4	4-7	15,4	ПВ	3х2,5	25	10,8	в трубе	9,8
К28	РП-4	4-8	15,4	ПВ	3х2,5	25	12,9	в трубе	11,9
К29	РП-4	4-9	21,8	ПВ	3х2,5	25	16,4	в трубе	15,4
К30	РП-5	5-1	30,9	ПВ	3X4	32	5,8	в трубе	4,8
К31	РП-5	5-2	9,09	ПВ	3X1	15	7,4	в трубе	6,4
продолжение таблицы 8
К32	РП-5	5-3	8,2	ПВ	3X1	15	7,8	по стене	6,4
К33	РП-5	5-4	10,9	ПВ	3X1	15	7,5	в трубе	6,4

 

 

Выберем высоковольтный кабель.

Расчетный ток, протекаемый в кабельной  линии равен

,                                                    (62)

 

А

Экономическое сечение  кабеля

                        F_э= ,                                                (63)

   где F_э — экономическое сечение кабеля, мм²

j_э — экономическая плотность тока, А/мм²

j_э=1,9 А/мм²

мм²

Выбираем кабель с  алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной  маслоканифольной и нестекающей  массами изоляцией в свинцовой  оболочке ААБ(3 35)

      

2.7 Выбор высоковольтной аппаратуры в распределительных сетях.

 

2.7.1 Выбор выключателя нагрузки

 

Для коммутации электрических  цепей в номинальном режиме перегрузки используется выключатель нагрузки, имеющий облегченную конструкцию  дугогасительной камеры и меньшую стоимость, паспортные данные указаны в таблице 9.

Выключатель выбирают по следующим  условиям:

1. По напряжению установки,

; (64)

2. По току,

; (65)

3. По конструкции и роду установки;

4. По электродинамической стойкости,

; (66)

5. По термической стойкости,

. (67)

Выберем и проверим выключатель  нагрузки. Выбранный выключатель нагрузки ВНП-17.

Сделаем проверку:

1. По напряжению установки,

4. По электродинамической стойкости,

5. По термической стойкости,

,

.

Таблица 9 Расчет выключателя нагрузки

Расчетные данные	Неравенство	Паспортные данные
Uн=6 кВ	Uну Uн	Uну=6 кВ
Ip=25,7А	Iн>Iр	Iн=400А
iуд=8,74 кА	iдин iуд	Iдин=25 кА

 

2.7.2 Выбор предохранителей.

 

Предохранители токоограничивающие типа ПКТ предназначены для защиты силовых трансформаторов, воздушных и кабельных линий, а также трансформаторов напряжения в сетях трехфазного переменного тока частоты 50 и 60 Гц с номинальным напряжением от 3 до 35 кВ.

Предохранители выбирают по следующим  условиям:

1. По напряжению установки,

; (68)

2. По току,

; (69)

3. По конструкции и роду установки;

4. По току отключения,

, (70)

  где   – периодическая составляющая тока КЗ, ;

 – предельно отключаемый  ток,  ;

5. Номинальный ток плавкой вставки  предохранителя выбирается по  условиям защиты, а также по условиям селективности,

. (71)

Устанавливается предохранитель ПКТ 101-6-80-31,5У3.

    Сделаем проверку:

  1. По напряжению установки,

;

  2. По току отключения,

;

  3. Номинальный ток плавкой вставки предохранителя выбирается по условиям защиты, а также по условиям селективности,

.

Таблица10 Расчет предохранителя

Расчетные данные	Неравенство	Паспортные данные
Uн=6 кВ	Uну Uн	Uну=6 кВ
Ip=25,7	Iн>Iр	Iн=31,5кА
IПО=0,24 кА	Iоткл IПО	Iоткл=20кА

 

2.7.3 Выбор трансформатор тока.

 

Трансформатор тока выбирается:

- по роду установки  – внутренний;

- по номинальному  напряжению установки:

                                                     U_тт.н ≥ U_ном;                                                  (72)

U_тт.н = 6 кВ;

U_ном = 6 кВ;

- по длительному току:

                                                       I_тт.н ≥ I_расч;                                               (73)

150 А>25,7 А

Выбираем трансформатор тока типа ТПЛ-6-У3 класса точности 0,5/10Р.

Проверяем трансформатор  тока:

- на электродинамическую  стойкость:

19 кА > 8,74 кА

- по допустимой нагрузке вторичных  цепей:

Z₂ ≤ Z_ном2;

Z_ном2 = 0,4 Ом (для класса точности 0,5)

Полное сопротивление  внешней цепи определяется по формуле:

                                     Z₂ = Уr_приб + r_пров+ r_конт;                                             (74)

 где Уr_приб – сумма сопротивлений всех последовательно включенных обмоток приборов, Ом;

r_пров- сопротивление соединительных проводов, Ом;

r_конт – сопротивление контактных соединений, Ом,

r_конт = 0,05 Ом;

                                       r_пров = с∙m∙l/F,                                                            (75)

 где с – удельное сопротивление провода, Ом/м∙мм²,

с = 0,0283 Ом/м∙мм²;

m – коэффициент, зависящий от схемы включения,

m = 1;

l – длина проводом, м,

l = 5 м;

q – сечение провода, мм²,

q = 4 мм²;

r_пров = 0,0283∙1∙5/4 = 0,061 Ом;

Нагрузка от измерительных приборов составляет 3 ВА, тогда:

                                               Уr_приб = S_приб/I_2н²,                                          (76)

Уr_приб = 3/5² = 0,12 Ом;

Z₂ = 0,12 + 0,061+ 0,05 = 0,231 Ом;

0,231 Ом < 0,4 Ом

Трансформатор тока обеспечивает заданную точность измерений.

Выбранный трансформатор  тока типа ТПЛ-6-У3 удовлетворяет условиям проверки.

 

2.7.4 Выбор автоматических выключателей

 

Автоматические выключатели новых серий ВА сейчас заменяют выключатели устаревших серий А3124 и предназначены для работы в сетях переменного до 660 В и постоянного до 440 В тока. Автоматы с номинальным током до 100 А имеют только стационарное исполнение. При номинальных токах свыше 100 А они имеют как стационарное, так и выдвижное исполнение.  Выключатели серии  ВА предназначены для защиты электрооборудования и силовых цепей от токов перегрузки и короткого замыкания.

Выключатели серии ВА имеют тепловой (ТР) и электромагнитный расцепители, иногда только ЭМР.

Проверяем выбранный  автоматический выключатель ВА 51-31 (РП1 трасса1-1) по следующим условиям:

- номинальный токрасцепителя  выбирается по расчетному току из условия

I_тр≥I_н,                                                        (77)

    16А>14,5А

I_тр≥I_н К,                                                     (78)

16А>14,5х1,35=19,5А

Условие не выполнено, следовательно, увеличиваем тепловой расцепитель до необходимого: 16≥20; ВА51-31

I_эмр≥1,25 I_кр,                                              (79)

I_эмр=I_тр

К=20 7=140 А;

I_кр=I_н 6,5                                                  (80)

I_кр =14,5

6,5=94,25А

140≥117,21

-проверка выбранного сечения провода на соответствие токовой защите

I_дд≥I_тр К_з;                                               (81)

17≥16

1;

17≥16

Остальные автоматические выключатели выбираются оналогично.

Данные сведем в таблицу 9

Таблица 9  Выбор автоматических выключателей

Маркировка	Марка кабеля	Iн/Iр
1	2	3
К1	ВА5131-1	100/50
К2	ВА5131-1	100/20
К3	ВА5131-1	100/20
К4	ВА5131-1	100/80
К5	ВА5131-1	100/16
К6	ВА5131-1	100/50
К7	ВА5131-1	100/50
К8	ВА5131-1	100/50
К9	ВА5131-1	100/31,5
К10	ВА5135	250/200
К11	ВА5131-1	100/50
К12	ВА5131-1	160/125
К13	ВА5131-1	100/50
К14	ВА5131-1	100/63
К15	ВА5131-1	100/50
К16	ВА5131-1	100/40
К17	ВА5131-1	100/63
К18	ВА5131-1	100/80
К19	ВА5131-1	100/80
К20	ВА5131-1	100/6,3
К21	ВА5131-1	100/40
К22	ВА5131-1	100/6,3
К23	ВА5131-1	100/6,3
К24	ВА5131-1	100/40
К25	ВА5131-1	100/6,3
К26	ВА5131-1	100/12
К27	ВА5131-1	100/25
К28	ВА5131-1	100/25
К29	ВА5131-1	100/31,5
продолжение таблицы 9
К30	ВА5131-1	100/50
К31	ВА5131-1	100/16
К32	ВА5131-1	100/12
К33	ВА5131-1	100/16