
- •Институт экологии Кафедра энергоснабжения и теплотехники
- •Введение
- •Глава 1. Общая часть
- •1.1. Характеристика объекта электроснабжения и ближайшего источника питания
- •1.2. Анализ потребителей электроэнергии цеха
- •Перечень злектроприемников цеха
- •1.3. Характеристика помещений по условиям среды и их классификация по взрывоопасности, пожароопасности и опасности поражения электрическим током
- •Классификация помещений по взрывоопасности, пожароопасности и опасности поражения электрическим током
- •1.4. Схема электрических сетей внешнего и внутреннего электроснабжения предприятия
- •Глава 2. Электроснабжение цеха
- •2.1. Разработка (выбор) схемы электроснабжения цеха
- •2.1.1. Выбор числа силовых трансформаторов в цеховой тп
- •2.1.2. Выбор схемы и конструктивного исполнения силовой сети цеха
- •2.1.3. Предварительная разработка плана силовой сети цеха
- •2.1.4. Распределение нагрузки по секциям сборных шин ру 0,4 кВ двухтрансформаторной цеховой тп
- •Распределение нагрузки по секциям сборных шин ру 0,4 кВ цеховой двухтрансформаторной тп
- •2.1.5. Составление упрощенной схемы электроснабжения цеха
- •2.2. Расчёт электрических нагрузок цеха
- •Расчёт ведётся в табличной форме (табл. 2.2) для каждого узла питания (срп, шра, сборки, щсу, троллея, шма, шин низкого напряжения цеховой тп), а также на стороне высокого напряжения (вн) цеховой тп.
- •Расчёт рекомендуется выполнять в следующем порядке.
- •Расчет электрических нагрузок
- •2.3. Расчёт мощности и выбор компенсирующего устройства
- •Основные технические характеристики комплектных конденсаторных установок напряжением 0,38 кВ
- •Сводная ведомость нагрузок до и после компенсации реактивной мощности
- •2.4. Определение мощности цеховой тп. Выбор трансформаторов с учётом компенсации реактивной мощности
- •Выбор трансформаторов цеховой тп
- •Характеристики выбранных трансформаторов цеховой тп
- •2.5. Определение параметров цеховой силовой сети напряжением до 1 кВ
- •2.5.1. Разработка плана силовой сети цеха
- •2.5.2. Разработка принципиальной схемы силовой сети цеха
- •2.5.3. Определение расчётных токов на участках силовой сети цеха
- •2.5.4. Выбор и проверка аппаратов защиты и силовых рп
- •2.5.5. Выбор сечений проводов, кабелей и шинопроводов силовой сети цеха по условию нагрева
- •2.5.6. Проверка линий силовой сети цеха по соответствию токам аппаратов защиты и по потере напряжения
- •Токи аппаратов защиты и минимально допустимые значения коэффициентов
- •Удельное активное сопротивление алюминиевых проводников
- •2.6. Расчёт и выбор кабельной линии напряжением 10(6) кВ, питающей цеховую тп
- •2.7. Расчёт токов короткого замыкания (кз)
- •2.7.1. Расчёт токов трёхфазного кз на стороне 10(6) кВ цеховой тп
- •Результаты расчёта токов короткого замыкания на стороне 10(6) кВ цеховой тп
- •2.7.2. Расчёт токов кз в цеховой силовой сети напряжением до 1 кВ
- •Сопротивления силовых понижающих трансформаторов мощностью до 2500 кВ.А, приведённые к вторичному напряжению 0,4 кВ (схема соединения обмоток y/Yн)
- •Коэффициенты трансформации кi и сопротивления первичных обмоток катушечных (многовитковых) трансформаторов тока
- •Сопротивления автоматических выключателей, рубильников и разъединителей напряжением до 1 кВ
- •Значения удельных сопротивлений комплектных шинопроводов
- •Значения удельных сопротивлений проводов и кабелей с алюминиевыми и медными жилами
- •Значения активных переходных сопротивлений неподвижных
- •Полное удельное сопротивление петли «фаза – нуль» Zп для кабеля или пучка проводов с алюминиевыми жилами при температуре жилы 65°с, мОм/м
- •2.7.3. Проверка элементов силовой сети цеха по условиям кз
- •Глава 3. Разработка электрической части цеховой трансформаторной подстанции
- •3.1. Классификация цеховых тп и рекомендации по их проектированию
- •3.2. Выбор схемы электрических соединений цеховой тп (ктп)
- •3.3. Выбор аппаратов и токоведущих частей ру 10(6) кВ с проверкой на действие токов кз
- •Условия выбора и проверки разъединителей и выключателей нагрузки
- •3.4. Комплектация ру 10(6) кВ цеховой некомплектной тп. Опросный лист
- •3.5. Комплектация ру 0,4 кВ цеховой некомплектной тп. Опросный лист. Проверка ру 0,4 кВ на действие токов кз
- •Комплектация ру 0,4 кВ некомплектной тп
- •3.6. Компоновка основного электрооборудования некомплектной тп
- •3.7. Ктп и их выбор
- •3.8. Комплектация ктп. Опросный лист
- •Комплектация шкафами ру 0,4 кВ ктп типа 2ктпп-400/10(6)/0,4 кВ Чебоксарского завода силового электрооборудования «Электросила»
- •3.9. Компоновка ктп
- •3.10. Расчёт заземляющего устройства тп 6(10)/0,4 кВ
- •3.10.1. Методика расчета
- •Наибольшие допустимые значения сопротивления заземляющего устройства Rз в трёхфазных сетях с различным режимом нейтрали [19]
- •Приближённые значения удельного сопротивления грунтов (ρ)
- •Характеристики климатических районов и приближённые значения коэффициентов сезонности для вертикальных и горизонтальных заземлителей [24]
- •Рекомендуемые электроды для заземляющего устройства [31]
- •. Значения коэффициентов использования электродов заземлителя
- •Библиографический список
- •Приложение 1 некоторые термины и определения
- •Исходные данные
- •Вопросы для разработки
- •Отчетный материал
- •Защита курсового проекта п4.1. Контрольные вопросы для подготовки к защите курсового проекта
- •П4.2. Памятка студенту по защите курсового проекта
- •П4.3. Доклад студента на защите курсового проекта (вариант)
- •Приложение 5 Обозначения условные графические и буквенный код элементов электрических схем
- •Приложение 6 Размеры графических обозначений наиболее применяемых элементов схем электрических соединений
- •Выдержки из гост 21.614—88. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах
- •Приложение 8 бланки опросных листов чзсэ «электросила»
- •Приложение 9 Технические данные автоматических выключателей серии ва
- •Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с резиновой или пластмассовой изоляцией в свинцовой, поливинилхлоридной и резиновой оболочках, бронированных и небронированных
- •Допустимый длительный ток для переносных шланговых легких и средних шнуров, переносных шланговых тяжелых кабелей, шахтных гибких шланговых, прожекторных кабелей и переносных проводов с медными жилами
- •Допустимый длительный ток для кабелей с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и нестекающей массами изоляцией в свинцовой или алюминиевой оболочке, прокладываемых в земле
3.7. Ктп и их выбор
В настоящее время в цехах промышленных предприятий наиболее широко применяются КТП 10(6)/0,4 кВ внутренней установки (КТП). Они в общем случае состоят из шкафов ввода высшего напряжения (ВН), силовых трансформаторов, шкафов ввода низшего напряжения (НН), шкафов отходящих линий, секционных шкафов (при двух- или трёхтрансформаторных КТП), соединительных элементов высокого и низкого напряжений (СУ ВН, СУ НН) и шинопровода (при двухрядном расположении КТП). КТП не имеют сборных шин ВН и отличаются только конструкцией (в зависимости от завода-изготовителя).
Ввод высшего напряжения на КТП выполняют с помощью шкафа ввода ВН с выключателем нагрузки, выключателем нагрузки и предохранителями или с вакуумным выключателем, либо посредством "глухого ввода" через металлический короб, навешиваемый на трансформатор со стороны выводов ВН. Шкаф ввода ВН рассчитан на подключение от одного до трех питающих кабелей, "глухой ввод" рассчитан на подключение одного кабеля. Шкаф ввода ВН или короб для глухого присоединения кабеля к трансформатору называют устройством ввода со стороны высшего напряжения (УВН). Как правило, предприятия-изготовители предлагают несколько вариантов схем УВН.
Рис. 3.9. План ТП 10(6)/0,4 кВ типа К-42-630 М5 с четырьмя кабельными вводами 10(6) кВ и двумя трансформаторами до 630 кВ.А:
1 – камера сборная серии КСО-386; 2 – шинный мост ШМР1 (с двумя разъединителями и заземляющими ножами); 3 – панель торцевая для приводов разъединителей и заземляющих ножей (в комплекте с ШМР1); 4 – панель торцевая; 5 – щит 0,4 кВ из панелей ЩО70; 6 - силовой трансформатор; 8 – щитки учёта (ЩО70-1-96, поставляются комплектно с панелями ЩО70)
Выбор той или иной схемы определяется конкретными условиями проектирования.
На КТП устанавливаются специальные силовые трансформаторы типа ТМЗ, ТМФ, ТСЗ, ТНЗ и др., имеющие баки повышенной прочности, боковые выводы, защищенные от прикосновения, с расширителями для масла (ТМФ) и без них (типа ТМЗ, ТНЗ).
РУ НН выполняется с одиночной системой шин — на однотрансформаторных КТП и с одиночной секционированной системой шин — на двухтрансформаторных, состоит из отдельных металлических шкафов с вмонтированной аппаратурой, ошиновкой и проводами вторичной коммутации.
РУ НH собирается из следующих низковольтных шкафов:
вводных (ШНВ) — по одному на трансформатор;
секционного (ШНС) — на двухтрансформаторных подстанциях;
линейных (ШНЛ), их число зависит от заказа.
Шкафы разделены на отсеки (ячейки) выключателей, шинные и кабельные отсеки и соединяются между собой болтовыми соединителями. В отсеках выключателей устанавливают автоматы выдвижного исполнения, закрываемые дверью, снабженной замками со специальным ключом. На дверях шкафов с фасада установлены ручные приводы для включения выключателей, сигнальные лампы, кнопки, ключи управления и приборы.
Вводные и секционные шкафы состоят из ячейки вводного (секционного) выключателя, ячеек выключателей отходящих линий, релейного отсека и шинного отсека. В релейном отсеке установлена аппаратура автоматики, защиты и сигнализации. В шинном отсеке расположены сборные шины и оснастка к выключателям. Во вводных шкафах предусмотрен выход сборных шин на магистраль. Секционный автоматический выключатель в нормальном режиме, как правило, отключен. При необходимости может быть предусмотрено устройство АВР. Линейные шкафы состоят из ячеек выключателей отходящих линий и шинного отсека.
На стороне 0,4 кВ предусматривается установка измерительных трансформаторов тока. В ячейках вводного выключателя трансформаторы тока устанавливаются в каждой фазе и PEN-проводнике, на отходящих линиях трансформаторы тока могут не предусматриваться. Если трансформаторы тока устанавливаются, то их число (от 1 до 3) зависит от схемы шкафов и мощности трансформатора.
Классификация КТП внутренней установки приведена в табл. 3.5.
Технические данные КТП, их конструкция, схемы и типы шкафов УВН и НН, типы автоматических выключателей, габаритные размеры и масса шкафов и другие сведения приведены в каталогах и технической информации заводов-изготовителей КТП, а также в справочной литературе [12], [17].
На рис. 3.11 представлена КТП с двумя трансформаторами мощностью 630 – 1000 кВ.А для внутренней установки с однорядным расположением оборудования.
Выбор КТП выполняется опираясь на сведения, полученные в ходе курсового проектирования (предварительно разработанную схему электроснабжения цеха, выбранные силовые трансформаторы, выбранные автоматические выключатели в силовой сети цеха, в том числе в РУ 0,4 кВ цеховой ТП и др.) и классификацию КТП (табл. 3.5). По каталогам или справочной литературе выбирается тип КТП, выписывается её краткая характеристика и зарисовывается принципиальная однолинейная схема.
Таблица 3.5
Классификация КТП внутренней установки
Признаки классификации КТП |
Исполнения |
1 |
2 |
По роду установки |
Внутренней установки: открытые и закрытые |
По типу КТП |
Промышленного типа (КТПП); внутрицеховые (КТП-ВЦ); внутренней установки (КТП) и др. |
По заводу - изготовителю |
Хмельницкого трансформаторного завода; ОАО «Укрэлектроаппарат» г. Хмельницкий; Самарского завода «Электрощит»; Чирчикского трансформаторного завода; Чебоксарского завода «Электросила»; ПКФ «Автоматика» г Тула и др. |
По напряжению |
10(6)/0,4 кВ; 10(6)/0,69 кВ |
По числу трансформаторов |
С одним трансформатором (КТП), исполнение левое или правое; с двумя трансформаторами (2КТП); с тремя трансформаторами (3КТП) |
По типу силовых трансформаторов |
С масляными трансформаторами: ТМФ, ТМ, ТМЗ, ТМГ; с сухими трансформаторами ТСЗ, ТСЗГЛ, ТСЛ; с трансформаторами, заполненными негорючим жидким диэлектриком ТНЗ |
По мощности силовых трансформаторов, кВ.А, в соответствии с ГОСТ 14695-80 |
160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 |
По способу выполнения нейтрали трансформатора на стороне 0,4 кВ |
С глухозаземлённой нейтралью; с изолированной нейтралью |
По способу компоновки КТП |
Однорядные (одно- или двухтрансформаторные КТП); двухрядные (двухтрансформаторные КТП) |
По схеме (типу) шкафов УВН |
С глухим кабельным вводом (ВВ-1); с выключателем нагрузки (ШВВ-2); с выключателем нагрузки и предохранителями (ШВВ-2, ШВВ-3 и др.); с вакуумным выключателем (УВН-ВВ) |
По назначению и типу шкафов НН |
Вводные: ШНВ-№, ШВ-№,ШВНН и др.; Секционные: ШНС-№, ШС-№, ШСНН и др.; Линейные: ШНЛ-№, ШЛ-№, ШЛНН и др. |
По типу автоматических выключателей в шкафах НН |
С автоматическими выключателями «Электрон», ВА55, ВА53, ВА51(52), ВА57, ВА04, А3794С или зарубежного производства. Вводные и секционные выключатели имеют выдвижное исполнение, линейные – выдвижное или стационарное исполнение. |