Цех металлоизделий

 F_ЭК – экономическая площадь сечения провода; I_р – расчетная сила тока,А; j_ЭК – нормированное значение экономической плотности тока.

6. По  таблице стандартное сечение 16мм²

   7. Проверяем условие выбора, согласно ПУЭ

   Iд ≥ Iр

60А >19,5А - условие выполняется

8. Записываем  выбранную марку кабеля

СГ-10-3•16мм ²

 

 

11. Выбор нахождения подстанции

 

Исходные данные:

1. Металлообрабатывающее отделение – 1947,5м²
2. КТП – 63,25м²
3. Сварочное отделение –63,25 м²
4. Лакокрасочное отделение –63,25 м²
5. Аккумуляторное отделение –63,25 м²
6. Компрессорное отделение – 63,25м²
7. Бытовое помещение – 63,25 м²
8. Комната начальника цеха –63,25 м²
9. Склад – 30,25м²
1. Рассчитаем осветительную нагрузку:

Р₀=11Вт/м²

Р_осв= Р₀хS,

где Р₀ – удельная плотность;

S – площадь помещения

1. Р_осв=11х1947,5=21,4кВт
2. Р_осв=11х63,25=0,7кВт
3. Р_осв=11х63,25=0,7кВт
4. Р_осв=11х63,25=0,7кВт
5. Р_осв=11х63,25=0,7кВт
6. Р_осв=11х63,25=0,7кВт
7. Р_осв=11х63,25=0,7кВт
8. Р_осв=11х63,25=0,7кВт
9. Р_осв=11х30,25=0,3кВт

2.1  Р_ЭМ=449,15кВт; Р_ЭО=21,4кВт

2.2  Р_ЭО=0,7кВт

2.3  Р_ЭМ=189,6кВт; Р_ЭО=0,7кВт

2.4  Р_ЭМ=76кВт; Р_ЭО=0,7кВт

2.5  Р_ЭМ=36кВт; Р_ЭО=0,7кВт

2.6  Р_ЭМ=31кВт; Р_ЭО=0,7кВт

2.7  Р_ЭО=0,7кВт

2.8  Р_ЭО=0,7кВт

2.9  Р_ЭО=0,3кВт

3. Р_Р=Р_ЭМ+Р_ЭО ,

где Р_Р – активная мощность помещения;

Р_ЭМ – силовая нагрузка; Р_ЭО – осветительная нагрузка

 

 

1. Р₁=21,4+449,15=470,5кВт
2. Р₂=0,7кВт
3. Р₃=189,6+0,7=190,3кВт
4. Р₄=76+0,7=76,7кВт
5. Р₅=31+0,7=31,7кВт
6. Р₆=116+0,7=116,7кВт
7. Р₇=0,7кВт
8. Р₈=0,7кВт
9. Р₉=0,7кВт
4. _,

где Р – активная мощность электроприемников помещения, кВт,

S – площадь помещения, см²

4.1  S₁=1947,5х10⁴см² 

4.2  S₂=63,25х10⁴см²

4.3  S₃=63,25х10⁴см²

4.4  S₄=63,25х10⁴см²

4.5  S₅=63,25х10⁴см²

4.6  S₆=63,25х10⁴см²

4.7  S₇=63,25х10⁴см²

4.8  S₈=63,25х10⁴см²

 

4.9  S₉=30,25х10⁴см²

 

5. _,

где Р – расчетная максимальна нагрузка, кВт;

m – масштаб определения площади круга, см²

5.1 

5.2 

5.3 

5.4 

5.5 

5.6 

5.7 

5.8 

5.9 

 

6. ,  ,

где S – полная расчетная мощность,

Х и  У – абсцисса ординат и абсцисса точек приложения

 

 

 

 

 

7.  360 ^о- Р

 х - Р_ЭО

7.1 

7.2 

7.3 

7.4 

7.5 

7.6 

7.7 

7.8 

7.9 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Выбор числа и мощности трпнсформаторов

 

Исходя из категории  надежности и выбранной  схемой электроснабжения по справочнику [4] выбираем трансформатор из условия:

                                 

 Принимаем два трансформатора ТСЗ – 250/10/0.4 со стандартной мощностью S_т = 250 кВА.

Паспортные данные трансформатора:

U_вн = 10 кВ;

U_нн = 0,4 кВ;

Р_хх = 1000Вт;

Р_кз = 3800Вт;

U_к = 5,5 %;

I_кз = 3,5 %.

Коэффициент загрузки трансформатора:

                     К_з = S_нн /S_Т = 180,7 / 250 = 0,72 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. Расчет токов короткого замыкания

 

 

Рисунок 4– Расчетная схема(а) и схема замещения(б) и упрощенная схема (в) для расчета токов КЗ.

Решение:

1) Составляем схему  замещения (Рисунок 5-б), и нумеруем точки КЗ в соответствии с расчетной схемой. Расчет  токов КЗ производим в трех точках – К1, К2 и К3.

2) Вычисляем сопротивления  элементов :

Для системы:

=X_c+X_кл=0,86+0,1425=1,0025Ом

=r_кл=2,925Ом,

где X_c ,X_кл , r_кл – сопротивление системы и активное и реактивное сопротивление кабельной линии из предыдущего раздела.

Приводим сопротивления  к стороне низкого напряжения:

Для трансформатора сопротивления  находим по таблице 1.9.1 [1] для мощности 630 кВА:

R_Т = 9,4 мОм;  Х_Т = 27,2 мОм;  .

Для автоматов в соответствии с номинальным током выключателей по таблице 1.9.3 [1] определяем:

R_1SF = 0,15 мОм;   Х_1SF = 0,17 мОм;   R_n1SF = 0,4мОм;

R_SF1 = 0,7 мОм;   Х_SF1 = 0,7 мОм;      R_nSF1 = 0,7 мОм;

R_SF = 0,7 мОм;   Х_SF = 0,7 мОм;         R_nSF = 0,7 мОм.

Для кабельных линий  в зависимости от сечения и  материала жилы, а также от вида изоляции удельные сопротивления находим  по таблице 1.9.5 [1].

Для КЛ1:   x₀ = 0,085 мОм/м;       r₀ = 0,625 мОм/м;

R_кл1 = r₀*L_кл1 = *0,625*36 = 22,5 мОм;

Х_кл1 = х₀*L_кл1 = 0,085*36 = 3,06 мОм;

Для КЛ2:   x₀ = 0,082 мОм/м;       r₀ = 0,447 мОм/м;

R_кл2 = r₀*L_кл2 = 0,447*12= 4,44 мОм;

Х_кл2 = х₀*L_кл2 = 0,082*12 = 0,984 мОм;

Для ступеней распределения (ШНН и РП-6) сопротивления определяем по таблице 1.9.4 [1]:

R_c2 = 15 мОм;             R_c3= 20 мОм.

3) Упрощаем схему замещения  (см. Рисунок 6):

R_э1 = R_c1 + R_T + R_1SF + R_n1SF + R_c2 = 4,68+9,4+0,15+0,4+15 = 29,63 мОм;

Х_э1 = Х_с1 + Х_т + Х_1SF = 1,604 + 27,2 + 0,17 = 28,97 мОм;

R_э2 = R_SF1 + R_nSF1 + R_кл1 + R_с3 = 0,7 + 0,7 + 22,5 + 20 = 43,9 мОм;

Х_э2 = Х_SF1 + Х_кл1 = 0,7 + 3,06 =3,76 мОм;

R_э3 = R_SF + R_nSF + R_кл2 = 0,7 + 0,7 + 4,44 = 5,84 мОм;

Х_э3 = X_SF + Х_кл2 = 0,7 + 0,984 = 1,684 мОм.

4) Вычисляем сопротивления  до каждой точки КЗ:

R_k1 = R_э1 = 29,63 мОм;       Х_к1 = Х_э1 = 28,97 мОм;

отсюда  мОм;

R_k2 = R_э1 + R_э2 = 29,63 + 43,9 = 73,53 мОм;      

Х_к2 = Х_э1 + Х_э2 = 28,97 + 3,76 = 32,73 мОм;

 мОм

R_k3 = R_к2 + R_э3 = 73,53 + 5,84 = 79,37 мОм;      

Х_к3 = Х_к2 + Х_э3 = 32,73 + 1,684 = 34,414 мОм;

 мОм;

Определяем отношения  активного и реактивного сопротивлений:

;  ;  .

5) Исходя из найденных  отношений по зависимости  [1] определяем ударные коэффициенты (К_у) и коэффициенты действующего значения ударного тока (q):

К_у1 = 1;    ;

К_у2 = 1;    q₂ = 1;

К_у3 = 1;    q₃ = 1;

6) Вычисляем токи трехфазного  КЗ:

Мгновенное и действующее  значения ударного тока:

; 

; 

; 

7) Составляем схему  замещения для расчета токов  однофазного КЗ и определяем  сопротивления (Рисунок 5).

Рисунок 5 – Схема замещения  для расчета однофазных токов  КЗ.

Для кабельных линий 

Х_пкл1 = х_0п*L_кл1 = 0,15*36 = 5,4 мОм;

где х_0п = 0,15 мОм/м – сопротивление петли «Фаза-нуль» для кабельных линий до 1кВ;

 

R_пкл1 = 2r₀*L_кл1 = 2*0,625*36 = 45 мОм;

Х_пкл2 = х_0п*L_кл2 = 0,15*12 = 1,8 мОм;

R_пкл2 = 2r₀*L_кл2 = 2*0,447*12 = 10,73 мОм;

Z_п1 = R_c1 = 15 мОм;

R_п2 = R_c1 + R_c2 + R_пкл1 = 15 + 20 + 45 = 80 мОм;

Х_п2 = Х_пкл1 = 5,4 мОм;

 мОм;

R_п3 = R_п2 +  R_пкл2 = 80 + 10,73 = 90,73 мОм;

Х_п3 = Х_п2 +  Х_пкл2 = 5,4 + 1,8 = 7,2 МОм;

 мОм;

8) Вычисляем токи однофазного КЗ:

 

Результаты расчетов токов КЗ заносим в Таблицу 5.

Таблица 6 – Сводная  ведомость токов КЗ

Точка КЗ	Rk мОм	Xk мОм	Zk мОм	Rk/Xk	Ky	q	, кА	iy кА	кА	Zп мОм	кА
К1	29,63	28,97	41,4	1,022	1	1	5,58	7,89	5,58	15	1,93
К2	73,53	32,73	77,23	2,24	1	1	2,84	4,01	2,84	80,2	1,19
К3	79,37	34,414	86,5	2,306	1	1	2,54	3,59	2,54	91

 

 

 

 

 

 

 

14. Выбор электрооборудования подстанции и проверка его на действие токов К.3. конструктивное выполнение подстанции

 

Проверке подлежат аппараты защиты, т.е автоматические выключатели. В данном случае проверяем автоматы 1SF и SF4 SF на Рисунке 4. Согласно условиям по токам КЗ аппараты защиты проверяются [1]:

1) на надежность срабатывания:

1SF:     1,93 > 3*0,4 кА;

SF4:     1,19 > 3*0,16кА;

SF:        1,8 > 3*0,16 кА;

       где - однофазные токи КЗ, взятые из таблицы 6;

      - номинальные токи расцепителей автоматов, берутся из 6 раздела     

              курсового проекта. Согласно условиям надежность срабатывания

              автоматов обеспечена;

2) на отключающую способность:

1SF:     30 > 1,41*5,58  кА;

SF4:     12.5 > 1,41*2,84  кА;

SF:        15 > 1,41*2,54 кА;

где - номинальный ток отключения автомата, берем из раздела 6.1;

       - 3-хфазный ток КЗ в установившемся режиме (Таблица 6).

Таким образом, автоматы проходят по условию надежности срабатывания и по отключающей способности при токах КЗ в месте установки автомата.

3) на отстройку от  пусковых токов:

SF4:  (для РУ);                                                                 (9.2.1)

SF:    (для электродвигателя);                                         (9.2.2)

    где - ток установки автомата в зоне КЗ, определяется как - для РУ и - для двигателя, т.к. могут быть броски тока, обусловленные пуском двигателя;

  - пусковой ток двигателя, определяется как где I_н.д – номинальный ток двигателя (в данном случае продольно-фрезерного станка);

- пиковый ток, в данном  случае максимальный расчетный ток в РП-3.

Согласно условиям (9.2.1) и (9.2.2):

       SF4:    1,25*160>0,1295 кА ;

       SF:      10*160 >0,706 кА;

т.е. автоматы выдерживают  пусковые токи.

Согласно условиям проводники проверяются:

       На термическую стойкость:

КЛ (ШНН-РП3): ; 2×50>58.4 мм²

,

-где  - термический коэффициент, принимается:

 =11 - для алюминия,

 =6 – для меди;

- установившийся 3-х фазный ток  КЗ в точке К2;

t_пр- приведенное время действия тока КЗ, с (таблица 1.10.3)

КЛ (РП3-продольно-фрезерный  станок): ; 70>19,87 мм²

,

По термической стойкости  кабельные линии удовлетворяют;

      На соответствие выбранному аппарату защиты: