Курсовая работа: Проектирование системы электроснабжения цеха машиностроительного завода

З = 43844 · 0,12 + 0,093 · 43844 + 0,02 · (4000 · 824,34) = 75285,972 руб.

На основании технико-экономического сравнения делаем вывод, что приведенные затраты на проектируемую сеть для первого и второго варианта практически равноценны (для первого варианта составляют 76435,12 руб., для второго – 75285,972 руб.), поэтому в качестве оптимального варианта принимаем вариант 1.

7. Расчет токов короткого замыкания для выбранного варианта

Расчет токов КЗ в системе электроснабжения промышленных предприятий производится упрощенным способом с рядом допущений: считают, что трехфазная система является симметричной; не учитывают насыщение магнитных систем, т.е. что индуктивные сопротивления в процессе КЗ не изменяются; принимают, что фазы всех ЭДС источников не изменяются в процессе КЗ; напряжение на шинах источника принимается неизменным, т. к. точки КЗ обычно удалены от источника; апериодическая составляющая тока КЗ не подсчитывается, т. к. длительность короткого замыкания в удаленных точках не превышает 0,15 с. Ток КЗ для выбора и проверки сечений токоведущих частей и аппаратов рассчитывается при нормальном режиме работы ЭП.

По расчетной схеме составляется схема замещения, в которой указываются сопротивления всех элементов и намечаются точки КЗ.

Расчетная схема

Рисунок 3

Таблица 18 – Исходные данные для расчета ТКЗ

Схема замещения для определения ТКЗ в точках к, к0 и к1

Рисунок 5

Определяем сопротивление системы:

хС= Uср2/Sкз= 0,382/200=0,72 мОм

Полное сопротивление силового трансформатора:

zTP= uK Uнн2/Sном.тр = 5,5∙0,382∙104/1000=7,94 мОм

Активное сопротивление СТ

Индуктивное сопротивление СТ

Определяем активные и индуктивные сопротивления элементов сети:

r = L · rуд, мОм и x = L · xуд, мОм

Сопротивление автоматического выключателя QF1

Храсц=0,094 мОм; rрасц=0,12 мОм; rконт=0,25 мОм.

Сопротивление QF2= QF3

Храсц=0,55 мОм; rрасц=0,74мОм; rконт=0,65 мОм.

Сопротивление шин КТП: Rшктп=0,1, Xшктп=0,06

Сопротивление ШМА: Хшма=Хо·lшма= 0,017·60 = 1,02 мОм

rшма=r0·lшма= 0,031·60 = 1,86 мОм

rф-о=0,072 мОм/м, rф-о=0,072·60=4,32 мОм

Хф-о=0,098 мОм/м, Хф-о = 0,098·60=5,88 мОм

Сопротивление ШРА1: Хшра=Хо · lшра= 0,13 · 66 =8,58 мОм

rшра= r0 · lшра= 0,1· 66= 6,6 мОм

Сопротивление кабеля к ШРА1: Хкл=0,06·6 = 0,36 мОм

rкл=0,258·6 = 1,548 мОм

rф-о=1,25 мОм/м, rф-о=1,25·6=7,5 мОм

Хф-о=0,0622 мОм/м, Хф-о = 0,0622·6=0,373 мОм

Определяем токи 3х-фазного К3 в указанных точках.

Точка К

Суммарное сопротивление цепи до точки К

r1Σ = rТР + rQ1 + rшктп+ rконт = 1,734 +0,12 +0,1+0,25=2,204 мОм

х1Σ = хс +хТР + хQ1 +хшктп = 0,72+7,74+0,094+0,06=8,614 мОм

= 8,891 мОм

Ток трехфазного КЗ при металлическом КЗ

 кА

Ток трехфазного КЗ при учете переходного сопротивления в месте КЗ

r΄1Σ = r1Σ + rперех= 2,204 + 15 =17,204 мОм

 мОм

I(3)к1 =380/1,73·19,37=11,33 кА

Точка К0

Суммарное сопротивление цепи до точки К0

r2Σ = r1Σ + rQ2 + rконт+ rшма +rперех= 2,204+0,74 +0,65 +1,86 +20=25,454 мОм

х2Σ = х1Σ + хQ2 + хшма = 8,614+0,55+1,02 +1,06=11,244 мОм

= 27,83 мОм

Ток трехфазного КЗ

 кА

Точка К1

Суммарное сопротивление цепи до точки КЗ

r3Σ = r2Σ + rQ3 + rконт+ + rшра +rкл = 25,454+0,74 +0,65 +6,6 +1,548=34,992 мОм

х3Σ = х2Σ + хQ3 + хшра+хкл= 11,244+0,55+8,58 +0,36=20,734 мОм

= 40,67 мОм

Ток трехфазного КЗ при металлическом КЗ

 кА

Аналогично проводится расчет и для других точек расчетной схемы.

Результаты расчета сведены в таблицу 19.

Для расчета однофазного кз при наличии ШМА учитывается сопротивление петли фаза-нуль, тогда

Iк= Uн / (Zп+ Zтр/3),

где Zп –полное сопротивление петли фаза-нуль,

Zтр= Zтр1 +Zтр2 + Zтр0 – сопротивление трансформатора, учитывающее прямую, обратную и нулевую последовательность.

Система: Х1с = 0,72 мОм; Х2с = Х1с

СТ: Х1тр = Х2тр = 7,74 мОм; Х0тр = Х1тр – для данной схемы соединения обмоток СТ

Для остальных элементов Х1 = Х2 = Х0; r1 = r2 = r0

Точка К

Суммарное сопротивление цепи до точки К1

r1Σ = 3rТР +3 rQ1 +3 rшктп= 3·2,204 =6,612 мОм

х1Σ =2 хс +3хТР + 3хQ1+3 хшктп = 2 ·0,72+3·8,614 =27,282 мОм

= 28,072 мОм

Ток однофазногого КЗ при металлическом КЗ

 кА

Ток при учете переходного сопротивления дуги в месте КЗ

r΄1Σ = 3r1Σ= 3 (2,204 +15)=51,612

 кА

Точка К0

Суммарное полное сопротивление петли фаза-нуль т. к. есть ШМА

r2п = r Q1 + rшктп+ rQ2 + rшмаф-0+ rперех = 0,12+0,1+0,74+4,32+20 =25,28 мОм

х2п = х Q1 + хшктп+ хQ2 + хшмаф-0= 0,094+0,06+0,55+5,88=6,584 мОм

= 26,123мОм

 кА

Точка К1

r3п = r2п + rшраф-0+rклф-0 = 25,28+66·0,1+ 7,5 =39,38 мОм

х3п = х2п + хшраф-0+хклф-0 = 6,584+66·0,129+0,373 =15,471 мОм

= 42,31мОм

 кА

Аналогично проводится расчет и для других точек расчетной схемы.

Ударный ток трехфазного КЗ в электроустановках с одним источником энергии рассчитывается по формуле:

где , Та = х1/  r1,

где  – круговая частота, равная 314.

Ударный ток КЗ для шин КТП:

где

 кА < 70 кА

Результаты расчетов токов КЗ сведем в таблицу 19.

Таблица 19 – Результаты расчетов 1-но и 3-х фазных токов КЗ

Расчет токов трехфазных КЗ в других точках расчетной схемы произведен с помощью программы «Маthсаd».

8. Проверка выбранных сечений проводников и защитных аппаратов

Для оценки правильности выбора сечений проводников необходимо провести проверку выбранных кабельных линий и шинопроводов.

Выбранные по длительному току и согласованные с током защиты аппаратов сечения внутрицеховых электрических сетей должны быть проверены на потерю напряжения. Нормированных значений для потери напряжения не установлено.

Однако, зная напряжение на шинах источника питания и подсчитав потери напряжения в сети, определяют напряжение у потребителя.

Проверка КЛ шинопроводов осуществляется по потери напряжения:

ΔU= (1.73·Ip·L·100/Uном) · (rуд · cosφ + xуд · sinφ)

где cosφ и sinφ – принимается средневзвешенное значение коэффициента мощности, представленные в таблице 4 и 5 по результатам расчета электрических нагрузок для распределительной цеховой сети.

L – длина линии, м; Ip – расчетный ток в линии, А;

Допустимая потеря напряжения ΔUдоп.= +5%;

Условие проверки на потерю напряжения:

ΔU < ΔUдоп.

Произведем расчет потерь напряжения и сведем в таблицу 20.

Кабельные линии, питающие непосредственно ЭП проверяются на потерю напряжения (ΔU%) в зависимости от номинального коэффициента мощности (сosф) и выбранного сечения кабеля (S, мм2) следующим способом:

ΔU%= е · Ip · L· 10-3,

где е – удельные потери напряжения в трехфазной кабельной линии напряжением 380 В, %/ кВт · км;

Ip – ток в линии, А;

L – длина кабеля, питающего ЭП, м.

Правилами устройства электроустановок установлена допустимая потеря напряжения линий силовых электроприемников + 5%.

Таблица 20. Данные для расчета потерь напряжения в элементах распределительной сети варианта 1

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9