- •2.2. Расчет электрических нагрузок высоковольтного оборудования.
- •4.Компенсация реактивной мощности.
- •5. Расчет и выбор силовых трансформаторов.
- •8. Выбор высоковольтного и низковольтного оборудования.
- •8.1.Выбор высоковольтного оборудования.
- •8.2. Выбор низковольтного оборудования.
- •9.Релейная защита.
- •9.1. Релейная защита силового трансформатора.
- •9.2. Релейная защита высоковольтного двигателя.
- •10Расчет контура заземления проектируемой подстанции.
8.2. Выбор низковольтного оборудования.
Составной частью систем электроснабжения предприятий и установок являются электрические сети напряжением до 1 кВ, по которым осуществляется непосредственное питание большинства электроприемников. Эти сети делятся на питающие и распределительные. Питающие сети служат для подвода электроэнергии от источника питания к распределительным шкафам, магистралям, шинопроводам или к отдельным крупным электроприемникам. Распределительные сети служат для непосредственного подключения различных электроприемников. Они выполняются с помощью распределительных шинопроводов, распределительных шкафов и линий подвода питания к отдельным электроприемникам. Электросети могут быть радиальными, магистральными, смешанными.
Расчет электросетей напряжением до 1 кВ производится по длительно допустимому току нагрузки, при этом сначала выбирают марку проводника, в зависимости от характера окружающей среды и способа прокладки сети, а затем выбирают сечение проводников по условию длительно допустимых токов по нагреву. Согласно ПУЭ следует, как правило, применять провода и кабели с алюминиевыми жилами, сечения которых по условиям механической прочности должно быть не менее 2,5 мм2.
Для предотвращения возможных нарушений нормальных режимов работы электросети при перегрузках или КЗ, каждый участок сети должен быть защищен аппаратом, отключающим элемент сети при нормальных или аварийных режимах работы. В качестве защитных аппаратов для сетей до 1 кВ применяют плавкие предохранители, автоматы, магнитные пускатели с тепловыми реле. Выбранные сечения проводников необходимо проверить по условиям защиты отключающими аппаратами.
8.2.1. Выбор шин.
Низковольтные шины выбираются аналогично высоковольтным шинам.
Iрасч = Smax / ( ·Uном·n) = 696,4 А
По полученному расчетному току выбираем шины алюминиевого сечения АТ(50х6), Iдоп=740
Проверяем выбранное сечение на электродинамическую стойкость:
Gрасч = (1,76· l2 · iу2 ·10-4) / (а·w) = (1,76· 1302 ·202·10-4) / (30·2,5) = 15,86 МПа
Определяем момент сопротивления для данной шины (при установке шины плашмя):
W=(b∙h2)/6= (0,6·52) / 6 = 2,5
Т.к. соблюдается условие Gрасч ≤ Gдоп, где Gдоп = 80 МПа, выбранное сечение на электродинамическую стойкость проходит.
Проверяем шину на термическую стойкость:
Smin = (Iк· ) / С = (9500· ) / 85 = 55,88мм2
Т.к. соблюдается условие Smin ≤ Sст, где Sст = 250мм2, данный кабель по электротермической стойкости проходит.
Составляем расчетную таблицу:
Табл. 8.2.1.1
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 696,4 А Gрасч=15,86Мпа Smin = 55,88 мм2 |
≤ ≤ ≤ |
Iном = 740 А Gдоп = 80 МПа Sст = 360 мм2 |
|
8.2.2. Выбор изоляторов.
Изоляторы выбираются по номинальному напряжению и току, и проверяются на электродинамическое действие токов КЗ. Для этого необходимо рассчитать усилие, которое не должно превышать 60% от разрушающей способности.
Выбираем изоляторы типа ИО-10-3,75 УЗ, Fразр = 3,75 кН = 3750 Н
Рассчитываем усилие разрушающей способности:
F(3)расч = 1,76·(l / а)·iу2·10-3 = 1,76·(130/30)·202·10-3 = 0,3 Н [1]
Составляем расчетную таблицу:
ИО-10-3,75 УЗ Табл. 8.2.2.1
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Uном = 10 кВ Iрасч = 696,4 А F(3)расч = 0,3 Н |
= ≤ ≤ |
Uном = 10 кВ Iном = 740 А 0,6 Fразр = 2250 Н |
|
8.2.3. Выбор кабелей для низковольтных двигателей и РП.
Определяем расчетный ток для гильотинные ножницы :
Iрасч = Рн.дв / ·Uном · cosφ ·η = 5 / 1,73·0,4·0,4·0,93 = 20 А
По полученному расчетному току выбираем марку и сечение кабеля: АВВГ(3х2,5+1х2,5)
Проверяем выбранное сечение кабеля на потерю напряжения:
ΔU% = ·Iрасч·l·(r0·cosφ+ X0· sin φ) · 100% / Uном = =1,73·5·0,04·(10·0,4+0,08·0,9)·100 / 400 = 0,35%
Т.к. соблюдается условие ΔU% =0,5% < 5%, кабель по потери напряжения проходит.
Остальные расчеты аналогичны, результаты заносятся в таблицу.
Определяем расчетный ток для РП 1:
Iрасч = ∑Рн.дв / ·Uном · cosφср ·η = 89.85 / 1,73·0,4·0,6·0,93= 236.4 А
По полученному расчетному току выбираем марку и сечение кабеля: АСБ(3х95+1х35)
Проверяем выбранное сечение кабеля на потерю напряжения:
ΔU% = ·Iрасч·l·(r0·cosφ+ X0· sin φ) · 100% / Uном = =1,73·89.85·0,04·(0,26·0,6+0,08·0,8)·100 / 400 = 0,34%
Т.к. соблюдается условие ΔU% =0,4%< 5%, кабель по потери напряжения проходит.
Остальные расчеты аналогичны, результаты заносятся в таблицу.
8.2.4. Выбор автоматов для низковольтных двигателей и РП.
Автомат выбирают по номинальному току и току электромагнитного расцепителя и проверяют по пусковому току.
Обдирочно точильный: Iрасч =20 А
ВА51-25 Табл. 8.2.4.1
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 20 А Iрасч = 20 А 1,25·4· Iрасч=100А |
≤ ≤ ≤ |
Iном = 25 А Iэмр = 20 А 10· Iэмр = 200 А |
|
Остальные расчеты аналогичны, результаты заносим в итоговую таблицу.
РП 1: Iрасч = 236,4А
ВА51-35 Табл. 8.2.4.2
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 236,4 А Iрасч = 236,4 А 1,25·4· Iрасч=1182А |
≤ ≤ ≤ |
Iном = 250 А Iэмр =250 А 10· Iэмр = 2500 А |
|
Остальные расчеты аналогичны, результаты заносим в итоговую таблицу.
8.2.6. Выбор пускателей и контакторов.
Для двигателей мощностью до 40 кВ выбираются пускатели, для двигателей мощностью более 40 кВ выбираются контакторы. Пускатели и контакторы выбираются по номинальному току и напряжению.
Пускатели: Табл. 8.2.6.1
Обдирочно точильный Iрасч = 20А |
КМА(р) 2510 |
Горизонтально фрезерный Iрасч =52,8А |
КМА(р) 6511 |
Распиловочный Iрасч = 31А |
КМА(р) 3210 |
Долбежный Iрасч = 52,4А |
КМА(р) 6511 |
Шлифовальный Iрасч = 60,48А |
КМА(р) 6511 |
Координато расчетный Iрасч=89,2 |
КМА(р) 9511 |
Копировально- прошивачный Iрасч = 28А |
КМА(р) 3211 |
Краны с ПВ-25% Iрасч = 30,78А |
КМА(р) 3211 |
Электролизная ванна хромированная Iрасч =13,3А |
КМА(р) 1810 |
Электропечь сопротивления Iрасч =66,6А |
КМА(р) 8011 |
Выпрямительный агрегат для ванн Iрасч =46,6 |
КМА(р) 5011 |
Электродная соленная ванна Iрасч =33,3 |
КМА(р) 4011 |
Вентилятор Iрасч =38,54 |
КМА(р) 4011 |
Лазерная установка Iрасч =6,6 |
КМА(р) 0910 |
Плазмострой Iрасч =44,3 |
КМА(р) 5011 |
Контакторы: Табл. 8.2.6.2
Токарно винторезный Iрасч = 123,4А |
КТ 6022Б |
Электропечь сопротивления Iрасч =108,3А |
КТ 6022Б |
Установка высокой частоты Iрасч =160А |
КТ 6022Б |
8.2.7. Выбор рубильников на РП.
РП 1: Iрасч = 236,4А
Р32 .
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 236,4 А iу = 20 кА I2к·tпр =23,46 кА |
≤ ≤ ≤ |
I1ном = 250 А imax = 20 кА (kt· I1ном)2·t = 64 кА2·с |
|
РП 2: Iрасч = 214А
Р32 .
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 214 А iу = 20 кА I2к·tпр =23,46 кА |
≤ ≤ ≤ |
I1ном = 250 А imax = 20 кА (kt· I1ном)2·t = 64 кА2·с |
|
РП 3: Iрасч = 235,05А
Р32 .
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 235,05 А iу = 20 кА I2к·tпр =23,46 кА |
≤ ≤ ≤ |
I1ном = 250 А imax = 20 кА (kt· I1ном)2·t = 64 кА2·с |
|
РП 4: Iрасч = 289,8А
Р34 .
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 214 А iу = 20 кА I2к·tпр =23,46 кА |
≤ ≤ ≤ |
I1ном = 400 А imax = 30 кА (kt· I1ном)2·t = 144 кА2·с |
|
РП 5: Iрасч = 233,3А
Р32 .
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 233,3 А iу = 20 кА I2к·tпр =23,46 кА |
≤ ≤ ≤ |
I1ном = 250 А imax = 20 кА (kt· I1ном)2·t = 64 кА2·с |
|
РП 6: Iрасч = 78,6А
Р32 .
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 78,6 А iу = 20 кА I2к·tпр =23,46 кА |
≤ ≤ ≤ |
I1ном = 250 А imax = 20 кА (kt· I1ном)2·t = 64 кА2·с |
|
РП 7: Iрасч = 175,5А
Р32 .
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 175,5 А iу = 20 кА I2к·tпр =23,46 кА |
≤ ≤ ≤ |
I1ном = 250 А imax = 20 кА (kt· I1ном)2·t = 64 кА2·с |
|
РП 8: Iрасч = 222,6А
Р32 .
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 222,6 А iу = 20 кА I2к·tпр =23,46 кА |
≤ ≤ ≤ |
I1ном = 250 А imax = 20 кА (kt· I1ном)2·t = 64 кА2·с |
|
РП 9: Iрасч = 313,2А
Р34 .
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 313,2 А iу = 20 кА I2к·tпр =23,46 кА |
≤ ≤ ≤ |
I1ном = 400 А imax = 30 кА (kt· I1ном)2·t = 144 кА2·с |
|
РП 10: Iрасч = 244,7А
Р32 .
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 244,7 А iу = 20 кА I2к·tпр =23,46 кА |
≤ ≤ ≤ |
I1ном = 250 А imax = 20 кА (kt· I1ном)2·t = 64 кА2·с |
|
РП 11: Iрасч = 242А
Р32 .
Расчетные параметры |
Табличные параметры |
||
Iрасч = 242 А iу = 20 кА I2к·tпр =23,46 кА |
≤ ≤ ≤ |
I1ном = 250 А imax = 20 кА (kt· I1ном)2·t = 64 кА2·с |
|
По результатам выбора составляем итоговую таблицу:
Табл. 8.2.1
Наименование оборудования |
Рном, кВт |
Iрасч, А
|
Марка и сечение кабеля |
Тип автомата |
Тип контактора или пускателя |
Тип рубильника |
Обдирочно точильный |
5 |
20 |
АВВГ(3х2,5+1х2,5) |
ВА51-25 |
КМА(р)2510 |
|
Горизонтально фрезерный |
13,2 |
52,8 |
АВВГ(3х10+1х6) |
ВА51Г-25 |
КМА(р)6511 |
|
Распиловочный |
7,75 |
31 |
АВВГ(3х4+1х2,5) |
ВА51Г-25 |
КМА(р)3210 |
|
Долбежный |
13,1 |
52,4 |
АВВГ(3х10+1х6) |
ВА51Г-25 |
КМА(р)6511 |
|
Шлифовальный |
15,12 |
60,48 |
АВВГ(3х10+1х6) |
ВА51Г-25 |
КМА(р)6511 |
|
Токарно винторезный |
30,85 |
123,4 |
АВВГ(3х35+1х16) |
ВА51-33 |
КТ6022Б |
|
Координато расчетный |
22,2 |
83,2 |
АВВГ(3х16+1х10) |
ВА51Г-25 |
КМА(р)9511 |
|
Копировально проштвочный |
7 |
28 |
АВВГ(3х2,5+1х2,5) |
ВА51Г-25 |
КМА(р)3211 |
|
Кран с ПВ-25% |
9,85 |
30,78 |
АВВГ(3х4+1х2,5) |
ВА51Г-25 |
КМА(р)3211 |
|
Электролизная ванна хромированная |
8 |
13,3 |
АВВГ(3х2,5+1х2,5) |
ВА51-25 |
КМА(р)1810 |
|
Электропечь сопротивления |
40 |
66,6 |
АСБ(3х10+1х6) |
ВА51Г-25 |
КМА(р)8010 |
|
Выпрямительный агрегат для ванн |
28 |
46,6 |
АВВГ(3х10+1х6) |
ВА51Г-25 |
КМА(р)5011 |
|
Электропечь колпаковая |
65 |
108,3 |
АСБ(3х25+1х16) |
ВА51-33 |
КТ6022Б |
|
Элетродная соленная ванна |
20 |
33,3 |
АВВГ(3х4+1х2,5) |
ВА51Г-25 |
КМА(р)4011 |
|
Вентилятор |
18,5 |
38,54 |
АВВГ(3х6+1х2,5) |
ВА51Г-25 |
КМА(р)4011 |
|
Плазмострой кВА |
26,6 |
44,3 |
АВВГ(3х6+1х2,5) |
ВА51Г-25 |
КМА(р)5011 |
|
Установка высокой частоты |
80 |
160 |
АВВГ(3х50+1х25) |
ВА51-33 |
КТ6022Б |
|
Лазерная установка |
4 |
6,6 |
АВВГ(3х2,5+1х2,5) |
ВА51-25 |
КМА(р) 0910 |
|
Грузошлифовочный |
26,3 |
101,15 |
АВВГ(3х25+1х16) |
ВА51Г-33 |
КТ6022Б |
|
РП-1 |
89,85 |
236,4 |
АСБ(3х95+1х35) |
ВА51-35 |
|
Р32 |
РП-2 |
96,35 |
214 |
АСБ(3х95+1х35) |
ВА51-35 |
|
Р32 |
РП-3 |
92,82 |
232,05 |
АСБ(3х95+1х35) |
ВА51-35 |
|
Р32 |
РП-4 |
86,95 |
289,8 |
АСБ(3х120+1х35) |
ВА52-37 |
|
Р34 |
РП-5 |
79,32 |
233,3 |
АСБ(3х95+1х35) |
ВА52-35 |
|
Р32 |
РП-6 |
48 |
78,6 |
АСБ(3х16+1х10) |
ВА51Г-25 |
|
Р32 |
РП-7 |
87,85 |
175,5 |
АСБ(3х70+1х35) |
ВА52-35 |
|
Р32 |
РП-8 |
93,5 |
222,6 |
АСБ(3х95+1х35) |
ВА52-35 |
|
Р32 |
РП-9 |
97,12 |
313,2 |
АСБ(3х150+1х50) |
ВА52-37 |
|
Р34 |
РП-10 |
93 |
244,7 |
АСБ(3х95+1х35) |
ВА51-35 |
|
Р32 |
РП-11 |
121 |
242 |
АСБ(3х95+1х35) |
ВА51-35 |
|
Р32 |