Курсовая работа: ЭСН и ЭО механического цеха тяжелого машиностроения

       Условие выбора сечения по длительно допустимому нагреву имеет вид: Ip<=Iдл.доп., где

Ip- расчетный ток, А

Iдл.доп. - длительно допустимый ток для стандартных сечений проводов и кабелей, то есть если в условиях эксплуатации ток в линии не превышает  длительно допустимого тока провода или кабеля, то гарантируется нормальный срок службы изоляции  и ее сохранность от преждевременного теплового износа.          

         Систематическое повышение тока  в линии над допустимым значением (перегрузка) приводит к нарушению электрической прочности изоляции за счет старения. Длительно допустимые токи приводятся в ПУЭ в таблицах главы 1.3. с учетом материалов токоведущих жил и изоляции. Длительно допустимые  токи устанавливаются по длительно допустимой температуре нагрева токоведущих жил с учетом температуры окружающего воздуха (земли). Например,  для проводов и кабелей с пластмассовой изоляцией они приняты для температур жил +650С, воздуха +250С, для земли +150С.

       Если провода и кабели работают в условиях повышенных температур окружающей среды или других условиях, ухудшающих тепловой режим изоляции ( плохая теплоотдача), то  на длительно допустимые токи вводят понижающие  коэффициенты. В условиях пониженных температур поправочные коэффициенты больше 1,  такие поправочные коэффициенты приводятся в ПУЭ.

      Расчетные токовые нагрузки для электроприемников и линий к ним определяют по паспортным данным в зависимости от режима работы.  Для одиночных электроприемников максимальным расчетным током  будет их номинальный ток при продолжительном режиме.

       Для трехфазного электроприемника:  Ip= Pном/ 3*Uном*cos

       Для однофазного электроприемника: Ip= Pном/ Uном*cos

      Для приемников повторно – кратковременного режима работы номинальная мощность приводится к продолжительному режиму. Sном=Sпасп* ПВ (кВА), ПВ в относительных единицах (40%)       (0,4). 

                   Рном=Sпасп*ПВ*cos

       Коэффициент мощности для отдельных видов электроприемников при отсутствии паспортных данных можно определить по справочным данным литературы    [2], [3], [5] , [8]. 

       При определении числа проводов, проложенных в одной трубе, нулевые защитные проводники не учитываются.  Выбираем диаметр условного прохода трубы для электропроводок в зависимости от числа  и сечения жил по справочным таблицам.  Для выполнения второго условия выбора сечения необходимо определить  ток срабатывания защитных аппаратов.

       Для защиты распределительных линий и электроприемников, подключенных к ним, используются автоматические выключатели и плавкие предохранители. Эти аппараты устанавливаются в силовых распределительных шкафах или в распределительных шинопроводах.

      В настоящее время электротехнической промышленностью выцпускаются шкафы с автоматическими выключателями серии ПР 8501 и ПР 8701.

      Эти шкафы укомплектовываются выключателями ВА 51 с токовыми уставками 16, 25, 31,5, 40, 50, 63, 80, 100, 250 (А).

       Шкафы с предохранителями выпускаются серии ШРС  и могут быть укомплектованными предохранителями типа ПН 2, НПН 2. В качестве вводного аппарата в шкафах с предохранителями используются трехполюсные рубилники.      

       Шинопроводы позволяют установку и автоматов, и предохранителей.  Автоматический выключатель имеет тепловой, электромагнитный и комбинированнный расцепители. 

       При наличии теплового расцепителя автомат осуществляет защиту от перегрузки.  Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту от короткого замыкания.  Комбинированный расцепитель выполняет защиту в линиии и электроприемниках  от перегрузки и короткого замыкания. Предохранители предназначены для только от короткого замыкания. 

      Для надежного срабатывания защиты в условиях однофазного короткого замыкания  в четырех проводных сетях напряжением до тысячи вольт  должно соблюдаться условие  IK(1)>=KIз.

                Расчет питающих линий напряжением до 1 кВ

       Для выбора сечения проводов или кабелей должны быть известны нагрузки в узлах (силовых шкафов, шинопроводов).  Для примера рассмотрим расчет линий проложенных от ЦТП до ШР - 1 и ШР – 2.  Распределительные шкафы  от ЦТП могут быть запитаны по магистральной или радиальной схемам.

       Магистральная схема – питающая сеть, проложенная в одном направлении по сопутствующим строительным конструкциям.  

      Радиальная схема – распределительные шкафы от ЦТП запитаны по отдельным линиям.

     Радиальные схемы обладают повышенной надежностью по сравнению с магистральными, так как при повреждении одной линии вторая линия остается в работе. При магистральной схеме при повреждении магистрали в начале линии обе сборки остаются без напряжения, но магистральные схемы более экономичны за счет меньшего расхода проводов и кабелей. По магистральной схеме рекомендуется запитывать электроприемники одного технологического потока.    

     Сечение линий выбирают из следующих условий:

1. Длительно допустимый нагрев максимальным расчетным током. На участке от ЦТП до  ШР – 1 расчетная нагрузка 236,7 кВт. 

Iрасч. = Smax/( 3*Uном)=320,3/0,66=485,8 А.

      По справочным таблицам ПУЭ в приложении 7 выбираем сечение провода S=240мм2, Iдл.доп=276 А. В качестве нулевых защитных проводов а ПУЭ разрешается использовать стальные трубы электропроводок, если нагрузка симметрична. В данном случае к ШР – 1 и ШР – 2 подключены только трехфазные электроприемники, и нулевой провод в этом случае является только защитным.  При наличии однофазных приемников схема будет с несимметричной нагрузкой, в нулевом проводе будет протекать ток, и в этом случае нулевой провод будет рабочим и защитным, а питающая сеть должна быть четырехпроводной. Для обеспечения надежной защиты от короткого замыкания допускается на всех участках магистрали  применять одинарное сечение, соответствующее нагрузке всей магистрали, то есть такой же, как в начале линии

2.  Условия надежного срабатывания защиты при однофазном коротком замыкании.

      Для проверки выбранного сечения на надежное срабатывание защиты необходимо определить уставки защитных аппаратов.  Для ШР –1 на вводе предусматривается автоматический выключатель с номинальным током 500 А.   

     Согласно таблице 3.9 [2,160]  для линий к группам электроприемников.

Iср.тепл.расц = 1,1* Iр.

1,1* - повышающий коэффициент, если защитный аппарат установлен вне шкафа.

      Выбираем защитные аппараты.

ВА 51-37 630/500

Iном>=Iр

500>=485.8   - условие выполняется.

      Под перегрузкой понимают увеличение тока в линии свыше длительно допустимого.

      Если линии неответственные и небольшой протяженности, от для проверки условия достаточно сравнить длительно допустимый ток с током срабатывания защиты и не рассчитывать ток короткого замыкания.

3.  Условия нормативных отключения напряжения потребителя. 

Отключение напряжения потребителей не должно превышать допустимых значений и расчетная потеря напряжения в линии не должна превышать допустимую.

     Потеря напряжения в линии определяется как разность действующих значений напряжения в линии в начале и в конце.

   U= U1-U2 (В).

        Относительная потеря напряжения     U%= ((U1-U2)/ U1)*100%.

        Для компенсации потерь напряжения в линии рядом стандартных номинальных напряжений предусматривается превышение напряжения источника питания на 5%, в сравнений с номинальным напряжением потребителя. Поэтому допустимую потерю напряжения питающих сетей принимают равной 5%.

       Uдоп=5%.

     В общем ГОСТом предусматривается, что отклонение напряжения потребителей в меньшую сторону от допустимой потери напряжения.     

      Наибольшие располагаемые потери напряжения от шин трансформаторных подстанции до наиболее удаленных электроприемников силовой сети с учетом потерь в трансформаторе можно определить по справочным таблицам литературы [2] и [8].

     Расчетные потери напряжения в сетях напряжением до 1 кВ определяются по формуле:

    Uрасч.%=(Рр*l)/(С*F), в (%), где

Рр- максимальная расчетная нагрузка в линии (кВт).

l - длина линии (м).

F- сечение токоведущих жил (мм2).

С – коэффициент, учитывающий конструкцию сетей, приводится в справочной литературе таблиц [2],  [8], [4].    

     Произведение расчетной нагрузки на длину линии называют моментом нагрузки.

Мр=Рр*l, кВт*м.

      Значение расчетных моментов может проставляться на расчетных схемах.  В справочных таблицах литературы [2], [4], [8] приводятся расчетные потери напряжения в зависимости от момента нагрузки.   Для питающих линий нагрузка в основном бывает сосредоточено в конце линии или участка.  Поэтому для линий с распределенной нагрузкой шинопроводов расчет потери напряжения рассмотрен в литературе [2, стр.170], [4], [8].

4.  Проверка на термическую стойкость при сквозных однофазных коротких замыканий.

     Проверку выполняют для питающих линий, выполненных проводами и кабелями с пластмассовой изоляцией. 

     Минимальное сечение, удовлетворяющее условию термической стойкости. 

Fmin=  Bк/Ст=Iк.з(1)*  t расч.к.з./Ст, мм2.

Вк – тепловой импульс, А2*с.

Вк=I2*t.

Iк.з – ток однофазного короткого замыкания,

tрасч.к.з. – расчетное время короткого замыкания в секундах, зависит от времени срабатывания защитного аппарата.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6