Дипломная работа: Электроснабжение железнодорожного предприятия (автоматизация учёта электроэнергии)
Распределительная низковольтная
сеть состоит из присоединений отдельных электроприемников к силовым пунктам
(СП). Она выполняется в виде электропроводок в пластмассовых или тонкостенных
водо-газопроводных стальных трубах изолированными одножильными проводами или
четырёхжильными кабелями [3]. Для электрических приемников повторно –
кратковременного режима сечение питающих проводов должно выбираться по таблицам
ПУЭ [4].
Если в результате выбора сечение
алюминиевых проводов получается S ≤ 10 мм2, то провод выбирают по
номинальному току электроприемника, IРАСЧ = IПАСП (к ПВ
= 100% не приводится), а если S ≥ 16 мм2 то расчетный ток
определяется, А
 .
(1.20)
Этим учитывается тепловая инерция
проводников больших сечений.
Для асинхронных двигателей,
генераторов, А
 .
(1.21)
Сечение проводников отдельных ЭП выбирается
по условию
 ,
(1.22)
где IДОП.ПР - длительно-допустимый ток проводника, А.
Например, определим сечение
проводов необходимых для электроснабжения шлифовального станка (ЭП 37) с рН
= 7,6 кВт. По формуле (1.20) определяем: IДЛ. ДОП = 15,2 А. Следовательно питающую сеть для ЭП 37 необходимо
выполнить четырьмя алюминиевыми одножильными проводами марки АПРТО проложенными
в трубе с сечением жил по 2,5 мм. Длительно допустимый ток для таких проводов
составляет IДОП.ПР = 19 А [4].
Для генератора токов высокой
чатоты с рН = 60,0 кВт и ПВ = 0,25, установленного в
кузнечном отделении (ЭП №56) расчётный ток определится по формуле (1.20)
 =
69,0 А.
Следовательно, от СП-2 к этому
электроприёмнику необходимо проложить четыре одножильных алюминиевых провода
сечением жил 25 мм2 и с длительно-допустимым током IДОП.ПР = 70 А [4].
При расчетах
токов короткого замыкания (КЗ) в электроустановках переменного тока напряжением
до 1 кВ допускается:
- использовать
упрощенные методы расчетов, если их погрешность не превышает 10 %;
- максимально
упрощать и эквивалентировать всю внешнюю сеть;
- не
учитывать ток намагничивания трансформаторов;
- не
учитывать насыщение магнитных систем электрических машин;
- принимать
коэффициенты трансформации трансформаторов равными отношению средних
номинальных напряжений тех ступеней напряжения, которые связывают
трансформаторы. При этом следует использовать следующую шкалу средних
номинальных напряжений: 37,0; 20,0; 10,5; 6,3; 3,15; 0,69; 0,40; 0,23 кВ;
- не учитывать влияние синхронных и асинхронных
электродвигателей или комплексной нагрузки [3].
На выбор расчетного вида КЗ оказывает влияние схема
соединения обмоток силового трансформатора. При использовании трансформаторов,
у которых обмотка высшего напряжения соединена в треугольник, ток однофазного
металлического КЗ на шинах низшего напряжения может оказаться больше тока
трехфазного металлического КЗ.
Токи КЗ в
электроустановках напряжением до 1 кВ рекомендуется рассчитывать в именованных
единицах. При составлении эквивалентных схем замещения параметры элементов
исходной расчетной схемы следует приводить к ступени напряжения сети, на
которой находится точка КЗ, а активные и индуктивные сопротивления всех элементов
схемы замещения выражать в мил-лиомах [3].
Методика
расчета начального действующего значения периодической составляющей тока КЗ в
электроустановках до 1 кВ зависит от способа электроснабжения - от
энергосистемы или автономного источника.
При расчете
токов КЗ в электроустановках, получающих питание непосредственно от сети
энергосистемы, допускается считать, что понижающие трансформаторы подключены к
источнику неизменного по амплитуде напряжения через эквивалентное индуктивное
сопротивление.
Расчеты
должны производиться по режимам, соответствующим прохождению по
рассматриваемому участку и наибольшего или наименьшего тока КЗ. Так, например,
проверка электротехнического оборудования на термическое и электродинамическое
действие токов КЗ должна производиться по наиболее тяжелому режиму, когда по
рассматриваемому элементу проходит максимальный ток. Напротив, проверка
чувствительности релейной защиты производится по наименьшему току
соответствующему минимальному режиму.
Стойкость
оборудования к термическому (тепловому) действию сверхтока также проверяется по
трехфазному КЗ [4].
Местоположение
точек короткого замыкания. При проверке электрооборудования на
электродинамическую или термическую стойкость точки КЗ следует располагать
таким образом, чтобы при этом проверяемое оборудование находилось в наиболее
неблагоприятных условиях.
При выборе
уставок релейной защиты точка КЗ принимается, в зависимости от назначения
выполняемого расчета, в конце или в начале защищаемого участка.
При проверке
кабелей на термическую стойкость расчетной точкой КЗ является:
- точка КЗ в
начале кабеля (для одиночных кабелей одной строительной длины);
- точка КЗ в
начале каждого участка нового сечения (для одиночных кабелей со ступенчатым
сечением по длине);
- точка КЗ в
начале каждого кабеля (для двух и более параллельно включенных кабелей одной
кабельной линии) [3].
Токовую защиту отдельных ЭП депо
выполним с применением низковольтных автоматических выключателей установленных
на силовых пунктах и распределительных щитках. Схемы для расчёта КЗ приведена
на рисунке 1.4.
Для обеспечения электробезопасности применяются различные
системы нулевых и заземляющих проводников в сетях с напряжением менее 1 кВ. Для
электроснабжения промышленных предприятий и в хозяйстве нетяговых потребителей
железнодорожного транспорта наиболее широко применяется система TN-C-S с
глухозаземлённой нейтралью источника питания и повторными заземлениями у
потребителей [5]. При этом от нулевой точки трёхфазной обмотки с напряжением
380/220 В объединенный нулевой и защитный проводник РЕN
силового кабеля соединяется со всеми распределительными шкафами и
присоединяется к заземляющей магистрали.
По всем помещениям и цехам депо устраивается магистраль
заземления, выполненная стальной шиной. Открытые проводящие части каждого
электроприёмника в депо должны присоединяться к магистрали заземления
металлическим заземляющим РЕ-проводником. Четвёртая жила низковольтных кабелей
является объединенным РЕN-проводником. На силовых
пунктах групп электроприёмников РЕ-проводники и N-проводники
разъединяются и идут к нагрузкам отдельно. При этом N-проводники
должны иметь изоляцию наравне с фазными проводами [5].
а)
расчётная схема электроустановки;
б)
схема замещения цепи КЗ;
в)
эквивалентная схема замещения цепи КЗ в точке КЗ.
Рисунок 1.4 - Схемы расчета сверхтока
Аппараты
защиты должны быть отстроены от нормальных кратковременных режимов работы
(пусковой ток электрических двигателей,) – пиковых токов IПИК
защищаемых участков сети. Например, для плавких вставок предохранителей и
тепловых элементов расцепителей автоматических выключателей должно соблюдаться
условие
 , (1.23)
где к – коэффициент тяжести пуска;
к = 5 – для асинхронных двигателей с короткозамкнутым
ротором;
к = 3 – для асинхронных двигателей с фазным ротором;
к = 1 – для сварочных
трансформаторов;
α – коэффициент
тепловой инерции плавкой вставки.
α = 2.5 – для
нормальных условий пуска (станки, трансформаторы, вентиляторы), то есть при
небольшой частоте включений;
α =1.6 – для кранов,
сварочных аппаратов;
IН –
номинальный ток электроприёмника, А.
Для одного двигателя IПИК
- его пусковой ток, а для группы электродвигателей пиковый ток определяют по
формуле
 (1.24)
где iН..МАКС – номинальный ток наибольшего
ЭП из данной группы, определяемый по паспортным данным, А;
IР – расчетный
ток группы приемников, А;
kИ - коэффициент использования,
характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток.
Например, определим пиковый ток группы СП-2 кузнечного
отделения. В составе группы из девяти ЭП с максимальным током IМ
= 130,0 А самым крупным является сварочный преобразователь (ЭП №) с номинальной
паспортной мощностью рН.П = 28,0 кВт и кИ =
0,40 и ПВ = 0,65 %. По формуле (1.21) для сварочного преобразователя определяем
iН..МАКС = 56,0 А. По формуле (1.24) пиковый ток группы СП-2
определится
IПИК
= 56,0 + 130,0 – 0,40 · 56,0 = 164 А.
Защиты в цепях 380/220 В наиболее целесообразно выполнять на
автоматических выключателях, (автоматах), которые предназначены для нечастых
оперативных отключений и защиты электрических цепей от перегрузок и сверхтоков.
К достоинствам автоматов следует отнести то, что они при аварии отключают сразу
все фазы сети и позволяют максимально безопасно производить оперативные
действия при ручном отключении.
В зависимости от назначения автоматы оснащаются различными
комбинациями расцепителей, среди которых наиболее распространены
электромагнитные, для срабатывания на ток короткого замыкания (КЗ) и тепловые
для защиты от перегрузки. Тепловые расцепители отключают автомат с выдержкой
времени обратно зависимой от величины протекающего тока.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 |
