Система электроснабжения завода по производству древесных гранул в Выборском районе Ленинградской области

Воздействие тока КЗ учитывается только при выборе сечения кабельных линий, защищаемых релейной защитой. Кабели, защищаемые плавкими токоограничивающими предохранителями, на термическую стойкость к токам КЗ не проверяют, так как время срабатывания предохранителя мало и выделившееся тепло не в состояние нагреть кабель до опасной температуры.

Надёжная работа проводов и кабелей зависит от их правильного выбора по условиям внешней среды и току нагрузки. Провода и кабели в электроустановках предназначены для определённых способов прокладки, которые следует учитывать. Как правило, изолированные провода не прокладываются незащищёнными и должны прокладываться в трубах, лотках и коробках, под штукатуркой. Кабели в местах, где возможно их механическое повреждение, прокладываются в трубах. Это относится и к бронированным кабелям, потому что броня и герметичные оболочки могу повредиться при различных ударах, на пример, при задевании перемещаемым грузом. Следует также учитывать, что провода и кабели могут повредиться и в трубах от действия воды и агрессивных жидкостей, действующих на изоляцию. Вода, попавшая в трубы с проводами и кабелями с резиновой изоляцией, ухудшает состояние изоляции, что может привести к замыканию между проводами, жилами кабелей или их замыкание на металл трубы. Обычно выходят из строя провода с резиновой изоляцией в хлопчатобумажной оплётке.

Сечения проводов и жил кабелей приводим в таблице 5

Для проводов предусматриваем скрытую прокладку в изоляционных трубах в полу. Диаметр труб D выбираем согласно справочным таблицам зависимости диаметра трубы от количества проводов и величины сечения.

 

Таблица 5- Выбор сечений проводов и жил кабелей

№ на плане	Наименование ЭО	IН, А	S1, мм2	Марка провода	Длинна, м
16,17	Преобразователи сварочные ПСО - 300	48	2×10	ВВГ	14
18	Автомат болтовысадочный	6,7	4×1,5	ВВГ	7
19	Автомат резьбонакатный	11,3	4×1,5	ВВГ	9
27	Автомат обрубной	28,4	3×4+1×2,5	ВВГ	13
	ШР1	142,4	3×50+1×35	ВВГ	10
1,2	Пресс эксцентриковый КА - 213	4,9	4×1,5	ВВГ	7
7,8	Пресс кривошипный К - 240	21,9	2×2,5	ВВГ	16
	ШР2	53,6	3×16+1×10	ВВГ	24
3,4	Пресс эксцентриковый КА - 213	4,9	4×1,5	ВВГ	14
9,10,11	Пресс кривошипный К - 240	21,9	2×2,5	ВВГ	29
	ШР3	75,5	3×25+1×25	ВВГ	11
5,6	Пресс эксцентриковый КА - 213	4,9	4×1,5	ВВГ	14
12,13, 14,15	Вертикально - сверлильные станки 2А 125	11,3	4×1,5	ВВГ	34
	ШР4	55	3×16+1×10	ВВГ	11
23,24	Барабаны голтовочные	6,7	4×1,5	ВВГ	6
25	Барабан виброголтовочный	6,7	4×1,5	ВВГ	6
26	Станок виброголтовочный	15,2	4×1,5	ВВГ	6
	ШР5	35,3	3×6+1×4	ВВГ	14
20	Станок протяжной	28,4	2×4	ВВГ	18
21,22	Автоматы гайковысадочные	34,9	3×6+1×4	ВВГ	12
28	Машина шнекомоечная	4,9	4×1,5	ВВГ	13,5
	ШР6	103,1	3×35+1×25	ВВГ	24
33,38	Автоматы гайконарезные	3,5	4×1,5	ВВГ	16
43,44	Вибросито	2,7	2×1,5	ВВГ	10
45,46	Вентиляторы	11,3	4×1,5	ВВГ	8
	ШР7	35	3×6+1×4	ВВГ	1
31,32, 36,37,	Автоматы гайконарезные	3,5	4×1,5	ВВГ	20
42	Автомат трехпозиционный высадочный	15,2	4×1,5	ВВГ	2
	ШР8	29,2	3×4+1×2,5	ВВГ	1
29,30, 34,35	Автоматы гайконарезные	3,5	4×1,5	ВВГ	30
40,41	Электроточило наждачное	11,3	2×1,5	ВВГ	3
	ШР9	36,6	3×6+1×4	ВВГ	1
39	Кран - тележка	2,7	4×1,5	ВВГ	12
	ШР10	2,7	4×1,5	ВВГ	2

 

В качестве шинопровода используем ШЗМ - 16.

Сечения проводников осветительной сети должны обеспечивать: достаточную механическую прочность, прохождение тока нагрузки без перегрева сверх допустимых температур, необходимые уровни напряжений у источников света, срабатывание защитных аппаратов при КЗ. Достаточная механическая прочность проводников необходима, чтобы во время эксплуатации и монтажа не было чрезмерного провисания или обрывов проводов. Наименьшие допустимые сечения по механической прочности составляют: для медных проводов 1 мм2, алюминиевых 2,5 мм2.

Осветительная сеть однофазная, следовательно нагрев проводников вызывается прохождением по ним тока IР,О, значение которого при равномерной нагрузке определяется по формуле:

,(28)

 

где согласно /1/ для люминесцентных ламп cosφ=0,9, для ламп накаливания cosφ=1. По полученному значению тока выбирают сечения провода. Результаты выбора сечений проводов и жил кабелей представлены ниже. Осветительную сеть выполняем проводом марки ВВГ (медные жилы, полихлорвиниловая изоляция), провода проложены на одном уровне с шинопроводом и прикреплены на скобах. В данном случае светильники установим на высоту 2,5 м.

 

Таблица 6- Выбор сечений проводов и жил кабелей

Помещение (щит освещения)	Iсв, А	S, мм2	Марка провода	Длина, м
Кабинет мастера	0,2	1(2×1,5)+1×2,5	ВВГ	110
Инструментальная	0,2
Склад штампов	0,6
Технологический участок	5,2
ЩО1 (ЩО31-21)	6,2			17
Вентиляторная	0,2			40
Коридор	0,4
Технологический участок	2,4
ЩО2 (ЩО31-21)	3			4
Агрегатная	0,6			35
Голтовочная	1,6
Технологический участок	2,4
ЩО3 (ЩО31-21)	4,6			10
Трансформаторная	0,6			35
Коридор	0,2
Технологический участок	2,4
ЩО4 (ЩО31-21)	3,2			2,5
Аварийное освещение	10,8			130
Аварийное освещение	1,8
ЩАО (ЩО31-21)	12,6			3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Схема распределения  электроэнергии 0,4кВ

На предприятиях применяются радиальные магистральные и смешанные схемы электроснабжения. Радиальной называется такая схема, в которой к одной линии подключена одна подстанция или один высоковольтный ЭП. Радиальные схемы применяются на предприятиях малой мощности, предприятиях, где нагрузка территориально разбросана и неупорядочена по своему расположению, на предприятиях на которых предъявляются высокие требования к надежности электроснабжения. В радиальных схемах на предприятиях используется глухое присоединение трансформаторов к кабельным линиям. Преимущество радиальных схем - высокая надежность, недостаток - большое количество коммутаций.

Магистральная схема - когда к одной линии подключено несколько понизительных подстанций. Магистральные схемы применяются в тех случаях, когда радиальные схемы являются не целесообразными или на предприятиях средней и крупной мощностей, или при упорядочном расположении электрических нагрузок.

В нашем случае целесообразно применить смешанную схему электроснабжения. В одну магистраль будем подключать не больше трех подстанций. Мартеновский цех и насосную станцию подключаем радиально. Высоковольтная нагрузка запитывается через распределительный пункт.

Два варианта схемы внутреннего электроснабжения завода представлены на рисунках.

Рисунок1- Первый вариант схемы электроснабжения

 

Рисунок 2 - Второй вариант схемы электроснабжения

 

 

 

 

 

6 Расчет токов КЗ

В системах электроснабжения промышленных предприятий могут возникать короткие замыкания, приводящие к резкому увеличению токов. Поэтому всё основное электрооборудование электроснабжения должно быть выбрано с учётом действия таких токов.

Основными причинами короткого замыкания являются нарушения изоляции отдельных частей электроустановок, неправильные действия персонала, перекрытия изоляции из-за перенапряжения в системе.

Методика расчёта

Определяем ток системы:

, (29)

где Iс – ток системы;

Iс=23,1 А. (30)

Определяем удельное индуктивное сопротивление:

Х0=0,4 Ом/км,

Х'с=Х0∙ Lс,

гдеХ0– удельное индуктивное сопротивление, Ом/км;

Х'с– индуктивное сопротивление, ОМ;

Lс– длина кабельной  линии, км;

Х'с=0,64 Ом.

Определяем удельное активное сопротивление:

, (31)

где r0– удельное активное сопротивление, Ом/км;

γ – удельная проводимость материала;

S – сечение проводника, мм2;

r0=28,5 Ом/км,

R'с= r0∙ Lс,

R'с=45,6 Ом.

Сопротивления приводятся к НН:

=73 мОм, (32)

=1 мОм, (33)

где Uнн и Uвн– напряжение низкое и высокое, кВ.

Выбираем сопротивление для трансформатора:

Rт=5,5 мОм,

Хт=17,1 мОм,

Z(1)т=195 мОм,

где Rт– активное сопротивление, мОм;

Хт– индуктивное сопротивление, мОм;

Z(1)т– полное сопротивление, мОм.

Выбираем сопротивления для автоматов:

1SFR1SF=0,12 мОм, Х1SF=0,13 мОм, R1пSF=0,25 мОм,

2SFR2SF=0,12 мОм, Х2SF=0,13 мОм, R2пSF=0,25 мОм,

3SFR3SF=5,5 мОм, Х3SF=4,5 мОм, R3пSF=1,3 мОм.

Выбираем удельное сопротивление кабеля:

КЛ1 r|0=0,169 мОм/м,

Х0=0,78 мОм/м,

так как в схеме 3 параллельных кабеля;

,

r0=0,05 мОм.

Rкл1=r0∙ Lкл1, (7.6)

где Lкл1– длина линии ЭСН от ШНН до ШМА;

Rкл1=0,1 мОм,

Хкл1=Х0∙ Rкл1,

Хкл1=1,5 мОм.

КЛ2 r0=12,5 мОм/м,

Х0=0,116 мОм/м,

Rкл2=25 мОм,

Хкл2=0,232 мОм.

Для шинопровода ШМА:

Iн=1260 А,

r0=0,034 мОм/м,

Х0=0,016 мОм/м,

rоп=0,068 мОм/м,

Хоп=0,053 мОм/м.

Rш=r0∙ Lш, Хш=Х0∙ Lш, (34)

где Rш– удельное сопротивление шинопровода, мОм;

Хш– удельное сопротивление шинопровода, мОм;

Lш– участок ШМА до  ответвления;

Rш=0,034 мОм,

Хш=0,016 мОм.

Для ступеней распределения:

Rс1=15 мОм, Rс2=20 мОм.

Вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между КЗ:

Rэ1= Rс+ Rт+ R1SF+ Rс1=93,6 мОм, (35)

Хэ1=Хс+Хт+Х1SF=18,2 мОм, (36)

Rэ2= RSF1+ RПSF1+ Rкл1+ Rш+ Rс2=20,5 мОм, (37)

Хэ2=ХSF1+Хкл1+Хш=1,6 мОм, (38)

Rэ3= RSF+ RПSF+ Rкл2=31,8 мОм, (38)

Хэ3=ХSF+Хкл2=4,7 мОм, (39)

где Rэ1, Rэ2, Rэ3– активные сопротивления на участках КЗ, мОм;

Хэ1, Хэ2, Хэ3– индуктивные сопротивления на участках КЗ, мОм.

Вычисляем сопротивления до каждой точки КЗ и заносим в таблицу 5:

Rк1= Rэ1=93,6 мОм, (40)

Хк1= Хэ1=18,2 мОм, (41)

=95,3 мОм, (42)

Rк2= Rэ1+ Rэ2=114,1 мОм, (43)

Хк2= Хэ1+ Хэ2=19,8 мОм, (44)

=115,8 мОм, (45)

Rк3= Rк2+ Rэ2=145,9 мОм, (46)

Хк3= Хк2+ Хэ3=24,5 мОм (47)

=147,9 мОм (48)

где Rк.., Хк.., Zк… - сопротивления на каждой точке КЗ, мОм.

мОм,  мОм,(49)

мОм. (50)

Определяем ударный коэффициент и коэффициент действующего значения ударного тока и заносим в таблицу 7:

, (51)

, (52)

, (53)

где Ку– ударный коэффициент;

Ку1=1,

Ку2=1,

Ку3=1.

d1= , (54)

d2= , (55)

где d – коэффициент действующего значения ударного тока;

d1=1,

d2=1,

d3=1.

Определяются 3-фазные и 2-фазные токи КЗ и заносятся в таблицу:

=2,4 кА, (56)

=1,8 кА, (57)

=1,5 кА,. (58)

Iук1=d1∙ I(3)к1= 2,4 кА, (59)

Iук2=d2∙ I(3)к2=1,8 кА, (60)

Iук3=d3∙ I(3)к3=1,5 кА, (61)

iук1= *Ку1* I(3)к1=3,4 кА, (62)

iук2= ∙ Ку2∙ I(3)к2=2,5 кА, (63)

iук3= ∙ Ку3∙ I(3)к3=2,41 кА, (64)

=2 кА, (65)

=1,6 кА, (66)

=1,3 кА. (67)

 

Определяем сопротивления для кабельных линий:

Хпкл1=Хоп∙ Lкл1=0,3 мОм,(68)

Rпкл1=2∙ r0∙ Lкл1=0,2 мОм, (69)

Rпш=2∙ r0пш∙ Lш=0,068 мОм, (70)

Хпш=Хопш∙ Lш=0,053 мОм, (71)

Rпкл2=2∙ r0∙ Lкл2=50 мОм, (72)

Хпкл2=Хоп∙ Lкл2=0,3 мОм, (73)

Zп1=15 мОм, (74)

Rп2=Rс1+Rпкл1+Rпш+Rс2=15,3 мОм, (75)

Хп2=Хпкл1+Хпш=0,253 мОм, (76)

Zп2= =15,2 мОм, (77)

Rп3=Rп2+Хпкл2=65,268 мОм, (78)

Хп3=Хп2+Хпкл2=0,553 мОм, (79)

Zп3= =65,2 мОм, (80)

кА, (81)

кА, (82)

кА. (83)

 

Таблица 7 – Ведомость токов КЗ

Точка КЗ	К1	К2	К3
Rк, мОм	93,6	114,1	145,9
Хк, мОм	18,2	19,8	24,5
Zк, мОм	95,3	115,8	147,9
	5,1	5,8	6
Ку	1	1	1
D	1	1	1
I(3)к, кА	2,4	1,8	1,5
iу, мОм	3,4	2,5	2,1
I(3)∞, кА	2,4	1,8	1,5
I(2)к, кА	2	1,6	1,3
Zп, мОм	15	15,2	65,2
I(1)к, кА	2,75	2,7	1,7