Электроснабжение КТП 17 ЖГПЗ

Определяем максимальный расчетный ток (2 – 130);

;

Определяется минимальное сечение проводов по формуле (2 – 131);

где F – сечение проводов, мм2.

Выбираем алюминиевый кабель проложенный в земле с сечением жил 25мм2.

Определяется сопротивление ЛЭП

;

;

.

Определяются потери мощности в ЛЭП

;

;

;

;

Определяются потери напряжения в ЛЭП

;

.

Ответ: кабель 3×25мм2, Iдоп = 60А, Lлэп = 320м, ΔSлэп = 4кВА, ΔUлэп = 0,55%.

6. Расчёт и выбор автоматов на 0,4кВ

Определяем силу тока после трансформатора на низкой стороне

;

Выбираем шины алюминиевые прямоугольного сечения 60×8мм, Iдоп = 1025А

Выбираем автомат серии Э10 (Электрон) Iном = 1000 А, коммутационная способность iвкл = 84 кА, Iоткл = 40 кА, односекундная термическая устойчивость iy = 1100 кА2*с.

Распределяется нагрузка по РУ

Для ШМА выбираем алюминиевые шины сечением 60×6мм2, Iдоп = 870А.

Определяем сечение кабелей и автоматы ШНН – ШМА

Выбираем трёхжильный кабель АВВГ 3×3×150мм2 на Iдоп = 3×255А, L = 10м, проложенный в воздухе и автомат АВМ - 10Н, Iном = 1000А, Iрас = 1000А, iвкл = 42кА, Iоткл = 20кА, уставка тока мгновенного срабатывания 2000А.

Выбранное сечение проверяем по потере напряжения.

.

Для ШРА выбираем алюминиевые шины сечением 25×3мм2, Iдоп = 265А.

Определяем сечение кабелей и автоматы ШНН – ШРА

Выбираем четырёхжильный кабель АВВГ 150мм2 на Iдоп= 255А, L=10м, проложенный в воздухе и автомат АВМ-4Н, Iном = 400А, Iрас =400А, iвкл = 42кА, Iоткл = 20кА, уставка тока мгновенного срабатывания 700А.

Выбранное сечение проверяем по потере напряжения.

.

Определяем сечение кабелей и автоматы для РУ (22 электрозадвижки и 8 осевых вентиляторов) с учётом коэффициента спроса;

;

выбираем четырёхжильный кабель АПВ с сечением жил 2,5мм2, Iдоп = 19А,

L = 10м, автомат АЕ2020 Iн = 16А, Iрас = 16 А

Выбранное сечение проверяем по потере напряжения.

.

Определяем номинальные токи двигателей по формуле;

;

;

;

;

;

.

По номинальным токам электродвигателей выбираем сечения проводов марки АПРТО (одного четырёх жильного), данные заносим в таблицу.

Выбираем диаметры труб для прокладки кабеля. Для четырёх жильного провода АПРТО при сечениях 2,5мм2 выбираем сечение 20мм, для 70мм2 – 70мм. Выбираем автоматы серии АЕ2000 с комбинированным расцепителем. Для двигателя с Рном = 1,1кВт выбираем автомат АЕ2020 с номинальным током теплового расцепителя Iт.р = 3,15А, что больше 2,86А. Проверим его на несрабатывание при пуске двигателя. Пусковой ток Iпуск = 20А был определён ранее. Ток срабатывания электромагнитного расцепителя равен . Так как , то автомат не сработает при пуске. Здесь коэффициент запаса для автоматов серии А3700 и АЕ2000 равен 1,25. Аналогично выбираем для остальных двигателей.

Рном = 0,18кВт, автомат АЕ2020 Iт.р = 0,4А, ;

Рном = 55кВт, автомат А3715Б Iт.р = 125А, ;

Рном = 200кВт, автомат А-3730Б Iт.р = 400А, ;

Рном = 160кВт, автомат А-3730Б Iт.р = 400А, ;

По номинальным мощностям электродвигателей выбираем магнитные пускатели с тепловыми реле. Для двигателя с Рном = 55кВт и током Iном = 109,4А выбираем пускатель защищённого исполнения типа ПАЕ-522 с тепловым реле ТРП-150. Предельная мощность включаемого двигателя 55кВт. Анологично выбираем пускатели и для остальных двигателей.

Рном = 1,1кВт, пускатель ПМЕ-122 с тепловым реле ТРН-8 на 4кВт;

Рном = 0,18кВт, пускатель ПМЕ-122 с тепловым реле ТРН-8 на 4кВт;

Рном = 200кВт, контакторы трёхполюсные КТВ-35 Iном = 600А.

Рном = 160кВт, контакторы трёхполюсные КТВ-35 Iном = 600А.

Определяем длину кабельных линий по допустимой потере напряжения с учётом потерь в магистральных кабелях, для 0,38кВ составляет 19В.

Длина кабеля проложенного в трубе составит для двигателя мощностью:

Рном =55кВт, ; берём 200м

Рном = 1,1кВт, ; берём 400м

Рном = 0,18кВт, ; берём 2000м

Рном = 160кВт, ; берём 250м

Длина кабеля проложенного в земле составит для двигателя мощностью:

Рном = 200кВт, .берём 200м

Где ΔUд – допустимая потеря напряжения в кабеле, В;

γ – удельная проводимость, ;

Fк – сечение кабеля мм2;

Uном – номинальное напряжение, В;

Рном – номинальная мощность двигателя, кВт.

7. Расчёт токов короткого замыкания (т.к.з.) на шинах РП 0,4кВ. и на шинах 6кВ. Выбор разъединителей

Методика расчёта

- по расчётной схеме составить схему замещения, выбрать точки КЗ;

- рассчитать сопротивления;

- определить в каждой выбранной точке 3-фазные, 2-фазные и 1-фазные токи КЗ, заполнить "Сводную ведомость токов КЗ".

Схема замещения представляет собой вариант расчётной схемы, в которой все элементы заменены сопротивлениями, а магнитные связи - электрическими. Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечном электроприёмнике.

Точки КЗ нумеруются сверху вниз, начиная от источника.

Для определения токов КЗ используются следующие соотношения:

а) 3-фазного.кА:

,

где Uк – линейное напряжение в точке КЗ, кВ;

Zк – полное сопротивление до точки КЗ, Ом;

б) 2-фазного, кА:

;

в) 1-фазного, кА:

,

где Uкф – фазное напряжение в точке КЗ, кВ;

Zп – полное сопротивление петли "фаза - нуль" до точки КЗ, Ом;

Zт(1) – полное сопротивление трансформатора однофазному КЗ, Ом;

г) ударного, кА:

,

где Ку – ударный коэффициент, определяется по графику

.

д) действующего значения ударного тока, кА:

,

где q – коэффициент действующего значения ударного тока,

Сопротивления схем замещения определяются следующим образом.

1. Для силовых трансформаторов по таблице 1.9.1 или расчётным путём из соотношений:

 ; ; ,

где ∆Рк – потери мощности КЗ, кВт;

uк – напряжение КЗ, %;

Uнн – линейное напряжение обмотки НН, кВ;

Sт – полная мощность трансформатора, кВА;

2. Для токовых трансформаторов по таблице 1.9.2.

3. Для коммутационных и защитных аппаратов по таблице 1.9.3.

4. Для ступеней распределения по таблице 1.9.4.

5. Для линий ЭСН кабельных, воздушных и шинопроводов из соотношений

; ,

где r0, х0 – удельное активное и индуктивное сопротивления, мОм/м;

Lл – протяжённость линии, м.

Сопротивления элементов на ВН приводятся к НН по формулам

; ,

где Rнн, Xнн – сопротивления, приведённые к НН, мОм;

Rвн, Xвн – сопротивления на ВН, мОм;

Uнн, Uвн – напряжения низкое и высокое, кВ.

Алюминиевый кабель ВН длиной 320м и сечением жил 25мм2;

; ;

; .

Сопротивления приводятся к НН

;

.

Для трансформатора

Rт = 3,1мОм, Хт = 13,6мОм; .

Для автоматов

SF – RSF = 0,1 мОм; xSF = 0,1 мОм; RuSF = 0,15 мОм;

SF1 – RSF1 = 0,1 мОм; xSF1 = 0,1 мОм; RuSF1 = 0,15 мОм;

SF2 – RSF2 = 0,15 мОм; xSF2 = 0,17 мОм; RuSF2 = 0,4 мОм;

Для кабельных линий (КЛ) КЛ1:

; .

Так как в схеме 3 паралельных кабеля, то

;

; .

КЛ2: ; .

; .

Для ступеней распределения Rc1 = 15мОм, Rc2 = 20мОм

Для шинопровода ШМА 1250

r0 = 0,034мОм/м; х0 = 0,016 мОм/м; r0п = 0,068мОм/м; х0п = 0,053 мОм/м;

;

Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносятся на схему

;

;

;

.

;

Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ и заносятся в "Сводную ведомость"

; ;

;

;

;

;

;

;

;

; ; ;

Определяются коэффициенты Ку и q

;

;

;

;

;

.

Определяются 3-фазные и 2-фазные токи КЗ и заносятся в "Ведомость":

;

;

;

;

;

;

Определяем силу ударного тока с учётом электродвигателей

Сила номинального тока двигателей

;

Сила ударного тока от двигателей

;

;

Сила ударного тока с учётом электродвигателей составит

;

;

Сила ударного тока с учётом электродвигателей составит

;

;

.

Сводная ведомость токов КЗ

Составляется схема замещения для расчёта 1-фазных токов КЗ и определяются сопротивления. Для кабельных линий

; ;

; ;

; ;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

.

Выбираем силовой выключатель ВН ВВЭ – 10 – 630 – 10:

Uн.в = 10кВ;

Iн.в = 630А;

Iн.откл = 20кА;

Iтс = 20кА;

iск = 52кА;

tтс = 3с;

tов = 0,055с.

Определяем ток КЗ

;

;

;

.

Отключающая способность

;

;

.

Ток термической стойкости

.

Ведомость выключателя ВН

8. Проверка выбранных элементов

Автоматы защиты, на надёжность срабатывания:

;

.

Надёжность срабатывания автоматов обеспечена;

На отключающую способность:

;

;

.

автомат при КЗ отключается не разрушаясь. Проводники проверяются на термическую и динамическую стойкость ШНН: на динамическую стойкость . Определяем максимальное усиление на шину, так как Lш = 2м, то достаточно иметь один пролёт l = 1,5м.

где  - максимальное усиление, Н;

l – длина пролёта между соседними опорами, см;

а – расстояние между осями шин, см, величина а принимается равной 100, 150, 200мм.

iу – ударный ток КЗ, трёхфазный, кА;

Принимается установка шин "плашмя" с а = 100мм

; ,

; .

Где W – момент сопротивления сечения, см2;

Ммакс – наибольший изгибающий момент,  ,

 - допустимое механическое напряжение в шинопроводе, Н/см2;

 - фактическое механическое напряжение в шинопроводе, Н/см2;

На термическую стойкость ;

; ;

.

Где Fш – фактическое сечение шинопровода, мм2;

Fш.тс – термически стойкое сечение шинопровода, мм2;

tпр – приведённое время действия тока КЗ;

α – термический коэффициент.

ШМА: на динамическую стойкость

Определяем максимальное усиление на шину, так как Lш = 2м, то достаточно иметь один пролёт l = 1,5м.

Принимается установка шин "плашмя" с а = 100мм

; ,

; .

На термическую стойкость

;

; ;

.

КЛ1:

КЛ2:

по потере напряжения

что удовлетворяет силовые нагрузки.

Выбор предохранителей

; Iпл = 100А.

где Iпл.р – расчётный ток плавких вставок

Iр.вн – расчётный ток высокой стороны

Кн – коэффициент надёжности

Кз – коэффициент запаса

Выбираем предохранитель типа ПК-6/150.

9. Организация эксплуатации и безопасность работ

1.2. Требования к персоналу

1.2.1. Работники, принимаемые для выполнения работ в электроустановках, должны иметь профессиональную подготовку, соответствующую характеру работы. При отсутствии профессиональной подготовки такие работники должны быть обучены (до допуска к самостоятельной работе) в специализированных центрах подготовки персонала (учебных комбинатах, учебно-тренировочных центрах и т.п.).

1.2.2. Профессиональная подготовка персонала, повышение его квалификации, проверка знаний и инструктажи проводятся в соответствии с требованиями государственных и отраслевых нормативных правовых актов по организации охраны труда и безопасной работе персонала.

1.2.3. Проверка состояния здоровья работника проводится до приема его на работу, а также периодически, в порядке, предусмотренном Минздравом России. Совмещаемые профессии должны указываться администрацией организации в направлении на медицинский осмотр.*

1.2.4. Электротехнический персонал до допуска к самостоятельной работе должен быть обучен приемам освобождения пострадавшего от действия электрического тока, оказания первой помощи при несчастных случаях.

1.2.5. Электротехнический (электротехнологический)* персонал, должен пройти проверку знаний настоящих Правил и других нормативно-технических документов (правил и инструкций по технической эксплуатации, пожарной безопасности, пользованию защитными средствами, устройства электроустановок) в пределах требований, предъявляемых к соответствующей должности или профессии, и иметь соответствующую группу по электробезопасности в соответствии с приложением № 1 к настоящим Правилам.

Персонал обязан соблюдать требования настоящих Правил, инструкций по охране труда, указания, полученные при инструктаже.

Работнику, прошедшему проверку знаний по охране труда при эксплуатации электроустановок, выдается удостоверение установленной формы (приложения № 2, 3 к настоящим Правилам), в которое вносятся результаты проверки знаний.

1.2.6. Работники, обладающие правом проведения специальных работ, должны иметь об этом запись в удостоверении (приложение № 2 к настоящим Правилам).

Под специальными работами, право на проведение которых отражается в удостоверении после проверки знаний работника, следует понимать:

верхолазные работы;

работы под напряжением на токоведущих частях: чистка, обмыв и замена изоляторов, ремонт проводов, контроль измерительной штангой изоляторов и соединительных зажимов, смазка тросов;

испытания оборудования повышенным напряжением (за исключением работ с мегаомметром).

Перечень специальных работ может быть дополнен указанием работодателя с учетом местных условий.

1.2.7. Работник, проходящий стажировку, дублирование, должен быть закреплен распоряжением за опытным работником. Допуск к самостоятельной работе должен быть также оформлен соответствующим распоряжением руководителя организации.

1.2.8. Каждый работник, если он не может принять меры к устранению нарушений настоящих Правил, должен немедленно сообщить вышестоящему руководителю о всех замеченных им нарушениях и представляющих опасность для людей неисправностях электроустановок, машин, механизмов, приспособлений, инструмента, средств защиты и т.д.

2.1. Общие требования.

Ответственные за безопасность проведения работ, их права и обязанности

2.1.1. Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются:

оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

допуск к работе;

надзор во время работы;

оформление перерыва в работе, перевода на другое место, окончания работы.

2.1.2. Ответственными за безопасное ведение работ являются:

выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень работ, выполняемых в порядке текущей эксплуатации;

ответственный руководитель работ;

допускающий;

производитель работ;

наблюдающий;

члены бригады.

(Измененная редакция, Изм. № 1)

2.1.3. Выдающий наряд, отдающий распоряжение определяет необходимость и возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде (распоряжении) мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных за безопасность, а также за соответствие выполняемой работе групп перечисленных в наряде работников, проведение целевого инструктажа ответственного руководителя работ (производителя работ, наблюдающего).

4.7.1. При работах на оборудовании мачтовых и столбовых ТП и КТП без отключения питающей линии напряжением выше 1000 В разрешаются лишь те осмотры и ремонты, которые возможно выполнять, стоя на площадке и при условии соблюдения расстояний до токоведущих частей, находящихся под напряжением, указанных в табл. 1.1. Если эти расстояния меньше допустимых, то работа должна выполняться при отключении и заземлении токоведущих частей напряжением выше 1000 В.

4.7.2. Допуск к работам на мачтовых ТП и КТП киоскового типа независимо от наличия или отсутствия напряжения на линии должен быть произведен только после отключения сначала коммутационных аппаратов напряжением до 1000 В, затем линейного разъединителя напряжением выше 1000 В и наложения заземления на токоведущие части подстанции. Если возможна подача напряжения со стороны 380/220 В, то линии этого напряжения должны быть отключены с противоположной питающей стороны, приняты меры против их ошибочного или самопроизвольного включения, а на подстанции на эти линии до коммутационных аппаратов наложены заземления.

4.7.3. На мачтовых трансформаторных подстанциях, переключательных пунктах и других устройствах, не имеющих ограждений, приводы разъединителей, выключателей нагрузки, шкафы напряжением выше 1000 В и щиты напряжением до 1000 В должны быть заперты на замок.

Стационарные лестницы у площадки обслуживания должны быть сблокированы с разъединителями и заперты на замок.

4.4. Электродвигатели

4.4.1. Если работа на электродвигателе или приводимом им в движение механизме связана с прикосновением к токоведущим и вращающимся частям, электродвигатель должен быть отключен с выполнением предусмотренных настоящими Правилами технических мероприятий, предотвращающих его ошибочное включение. При этом у двухскоростного электродвигателя должны быть отключены и разобраны обе цепи питания обмоток статора.

Работа, не связанная с прикосновением к токоведущим или вращающимся частям электродвигателя и приводимого им в движение механизма, может производиться на работающем электродвигателе.

Не допускается снимать ограждения вращающихся частей работающих электродвигателя и механизма.

4.4.2. При работе на электродвигателе допускается установка заземления на любом участке кабельной линии, соединяющей электродвигатель с секцией РУ, щитом, сборкой.

Если работы на электродвигателе рассчитаны на длительный срок, не выполняются или прерваны на несколько дней, то отсоединенная от него кабельная линия должна быть заземлена также со стороны электродвигателя.

В тех случаях, когда сечение жил кабеля не позволяет применять переносные заземления, у электродвигателей напряжением до 1000 В допускается заземлять кабельную линию медным проводником сечением не менее сечения жилы кабеля либо соединять между собой жилы кабеля и изолировать их. Такое заземление или соединение жил кабеля должно учитываться в оперативной документации наравне с переносным заземлением.

4.4.3. Перед допуском к работам на электродвигателях, способных к вращению за счет соединенных с ними механизмов (дымососы, вентиляторы, насосы и др.), штурвалы запорной арматуры (задвижек, вентилей, шиберов и т.п.) должны быть заперты на замок. Кроме того, приняты меры по затормаживанию роторов электродвигателей или расцеплению соединительных муфт.

Необходимые операции с запорной арматурой должны быть согласованы с начальником смены технологического цеха, участка с записью в оперативном журнале.

4.4.4. Со схем ручного дистанционного и автоматического управления электроприводами запорной арматуры, направляющих аппаратов должно быть снято напряжение.

На штурвалах задвижек, шиберов, вентилей должны быть вывешены плакаты "Не открывать! Работают люди", а на ключах, кнопках управления электроприводами запорной арматуры - "Не включать! Работают люди".

4.4.5. На однотипных или близких по габариту электродвигателях, установленных рядом с двигателем, на котором предстоит выполнить работу, должны быть вывешены плакаты "Стой! Напряжение" независимо от того, находятся они в работе или остановлены.

4.4.6. Работы по одному наряду на электродвигателях одного напряжения, выведенных в ремонт агрегатов, технологических линий, установок могут проводиться на условиях, предусмотренных п. 2.2.9 настоящих Правил. Допуск на все заранее подготовленные рабочие места разрешается выполнять одновременно, оформление перевода с одного рабочего места на другое не требуется. При этом опробование или включение в работу любого из перечисленных в наряде электродвигателей до полного окончания работы на других не допускается.

4.4.7. Порядок включения электродвигателя для опробования должен быть следующим:

производитель работ удаляет бригаду с места работы, оформляет окончание работы и сдает наряд оперативному персоналу;

оперативный персонал снимает установленные заземления, плакаты, выполняет сборку схемы.

После опробования при необходимости продолжения работы на электродвигателе оперативный персонал вновь подготавливает рабочее место и бригада по наряду повторно допускается к работе на электродвигателе.

4.4.8. Работа на вращающемся электродвигателе без соприкосновения с токоведущими и вращающимися частями может проводиться по распоряжению.

4.4.9. Обслуживание щеточного аппарата на работающем электродвигателе допускается по распоряжению обученному для этой цели работнику, имеющему группу III, при соблюдении следующих мер предосторожности:

работать с использованием средств защиты лица и глаз, в застегнутой спецодежде, остерегаясь захвата ее вращающимися частями электродвигателя;

пользоваться диэлектрическими галошами, коврами;

не касаться руками одновременно токоведущих частей двух полюсов или токоведущих и заземляющих частей.

Кольца ротора допускается шлифовать на вращающемся электродвигателе лишь с помощью колодок из изоляционного материала.

4.4.10. В инструкциях по охране труда соответствующих организаций должны быть детально изложены требования к подготовке рабочего места и организации безопасного проведения работ на электродвигателях, учитывающие виды используемых электрических машин, особенности пускорегулирующих устройств, специфику механизмов, технологических схем и т.д.

Заключение

При выполнении курсового проекта, анализируя результаты электротехнических расчётов, следует отметить, что значение сечений токоведущих частей всех устройств электроснабжения по настоящим нагрузкам ещё не запущено до значения экономической плотности тока. Это значит, что даже постройка нового ЖГПЗ ещё не привела к перегрузкам токоведущих частей.

Применяемое электрическое оборудование отвечает современным требованиям ПУЭ и на ЖГПЗ применяются вакуумные выключатели на высокой стороне ВН для защиты трансформатора.

Следовательно, работники ЖГПЗ своевременно, при появлении новых изделий в электроснабжении, заказывают и монтируют современное оборудование.

Графическая часть

Список используемой литературы

1.  Методические указания.

2.  "Электроснабжение промышленных предприятий и установок" Сибикин М. Ю.,Сибикин Ю. Д., Яшков В. А. Москва 2001г.

3.  "Электрическая часть электростанций и подстанций" Крючков И. П., Кувшинский Н. Н., Неклкпаев Б. Н., Чугреев А. В. Москва 1972г.

4.  "Справочник энергетика" Н. А. Славченко Москва 1957г.

5.  "Основы электроснабжения промышленных предприятий" Федотов А. А., Каменева В. В. Москва 1984г.

6.  "Проектирование систем электроснабжения" Винославский, Праховник, Клеппель, Бутц киев 1981г.

7.  "Энергооборудование электрических станций и трансформаторных подстанций" М. И. Славнин Ленинград 1963г.