ЭСН и ЭО автоматизированного цеха

где Q_р.осв- реактивная мощность освещения (Квар).

Tgφ.= 0,33 для газоразрядных ламп.

Находим суммарную мощность:

= = =23,79 (КВт). (9)

Находим мощность ламп аварийного освещения  в цеху:

Р_о= P_о.р *6%=23,79*6%=1,4274кв (10)

Количество ламп аварийного освещения  в цеху:

1500/60=25   ламп по 60 ватт. (11)

Количество ламп общем в цеху:

23,79/0,5=47,58 берем 48 (12)

Таблица 4. Удельная мощность электроосвещения

значение удельной мощности электрического освещения
объект	Р уд.осв. Вт/	Р авар. В% ото Робщ.
Склад штампов	5 , 6	5
инструментальная	12	10
агрегатная	7	5
Кабинет мастера	8 , 9	6
территория	0 , 12	1 , 2
голтовочная	9 ,11	6
Штамповочный участок	10 , 12	10
Высадочный участок	13, 14	6
трансформаторная	8 , 9	10
вентиляторная	8 , 9	10

 

 

Таблица 5. Коэффициэнты спроса

Коэффициенты спроса для осветительных  нагрузок
характеристика потребностей	КС
мелкие здания производственной характеристики
производственные здания, состоящие  из нескольких отдельных помещений	0,85
Производственные здания, состоящие  из отдельных крупных параметров	0,95
проектные и конструкторные организаций	0,85
наружное освещение	1,00
предприятие общественного питания	0,80
предприятие бытового обслуживания	0,80
управление	0,70
складовые помещения	0,60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3.Расчет токов короткого замыкания

Составляется схема  полная эквивалентная характерной  линии ЭСН  (рис2) и нумеруются точки КЗ в соответствии с расчетной схемой.  Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечные электроприемники.

Точка  КЗ
	Rк, мОм	Xк, мОм	Zк, мОм		Ку	q	, кА	iу,кА	кА
К1	23,44	6,28,	35,7	5,71	1,0	1	4,83	6,3	3,2
К2	57,6	7,53	87,6	12	1,0	1	16	24	12
К3	109,7	11,6	265,5	15,27	1,0	1	50	113	58

 

Все данные заносятся в таблицу 6«Токи короткого замыкания».

Рассчитаем для одной первой точки КЗ1 , а остальные по такому же принципу.

Таблица 6 «Токи короткого замыкания».

 

сопротивление для трансформатора:

Определяем ток системы:

  (13) (7.1)

где I_с – ток системы;

Определяем удельное индуктивное  сопротивление:

₀=0,4 Ом/км,

Х'_с=Х₀ ∙ L_с,      Х'_с=0.4∙1.6=0.64 Ом.  (14)

где Х₀ – удельное индуктивное сопротивление, Ом/км;

Х'_с – индуктивное сопротивление, ОМ;

L_с – длина кабельной линии, км;

Определяем удельное активное сопротивление:

,    r₀=3.33 Ом/км,  (15) 

где r₀ – удельное активное сопротивление, Ом/км;

γ – удельная проводимость материала, [1, с.60];

S – сечение проводника, мм²;

,  ( 16)    для алюминиевого  провода  j_эк=1,1А/мм²

R'_с= r₀ ∙ L _с,    R'_с=3.33∙ 1.6 =5.33 Ом. (17)

 

Сопротивления приводятся к НН:

(18)

(19)

где U _нн и U _вн – напряжение низкое и высокое, кВ.

Выбираем сопротивление для  трансформатора S_ном = 1600 кВА по таблице 1.9.1 (л.2., стр.61):

R_т=1мОм,

Х_т=5.4мОм:

Z_т =5,4  мОм

Z⁽¹⁾_т=54 мОм,

где R_т – активное сопротивление, мОм;

Х_т – индуктивное сопротивление, мОм;

Z⁽¹⁾_т – полное сопротивление, мОм.

Выбираем сопротивления для  автоматов, [1, с. 62]:

1SF R₁=0,08 мОм, Х₁=0,08 мОм, R_1п=0,1 мОм,

R₂=0,08 мОм, Х₂=0,08мОм, R_2п=0,1 мОм,(20)

R₃=5,5 мОм, Х₃=4,5 мОм, R₃=1,3 мОм.

Для ступеней распределения, [1, с. 62]:

R_с1=15 мОм, R_с2=20 мОм.

Вычисляются эквивалентные сопротивления  на участках между КЗ:

R_э1= R_с+ R_т+ R_1SF+ R_с1=16,5+1+0,08=23,34мОм

Х_э1=Х_с+Х_т+Х_1SF= 1,02+5,4+0,08= 6,28мОм, (21)

R_э2= R_SF1+ R_1п+ R_с= 0,08+0,1+16,5=16,68 мОм (22)

Х_э2=Х ₁+Х ₂+Х_ш=1,6 мОм,

R_э3= R_SF1+ R₂+ R₃= 0,08+0,08+5,5=5,66 мОм,  (23)

Х_э3=Х ₃+Х ₂=4, 5+ 0,08= 4,58мОм,

где R_э1, R_э2, R_э3 – активные сопротивления на участках КЗ, мОм;

Х_э1, Х_э2, Х_э3 – индуктивные сопротивления на участках КЗ, мОм.

Вычисляем сопротивления до каждой точки КЗ и заносим в таблицу 6:

R_к1= R_э1=23,34 мОм,(24)

Х_к1= Х_э1=6,28 мОм,(25)

= =35,7 мОм,(26)

R_к2= R_э1+ R_э2= 23,34+16,68= 57,6 мОм,(27)

Х_к2= Х_э1+ Х_э2=6,28+1,6=7,53 мОм,(28)

= 87,6 мОм,(29)

R_к3= R_к2+ R_э2= 57,6+16,68=109,7 мОм,(30)

Х_к3= Х_к2+ Х_э3= 7,53+4,58=11,6 мОм(31)

= 265,5мОм(32)

где R_к.., Х_к.., Z_к… - сопротивления на каждой точке КЗ, мОм.

мОм, (33)

мОМ, (34)

15,27мОм. (35)

 

Определяем ударный коэффициент  и коэффициент действующего значения ударного тока и заносим в таблицу 6: мОм, (36)

мОм,(37)

,мОМ.(38)

где К_у – ударный коэффициент;

d₁= (39)

 

где d – коэффициент действующего значения ударного тока;

d₁=1,

d₂=1,

d₃=1.

 

2.4. Проверки элементов в характерной линии ЭСН.

 

Коротким замыканием (КЗ) называют всякое случайное или преднамеренное, не предусмотренное нормальным режимом работы, электрическое соединение различных точек электроустановки между собой или землей, при котором токи в ветвях электроустановки резко возрастают, превышая наибольший допустимый ток продолжительного режима (ГОСТ 26522–85)

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

Последствиями коротких замыканий  являются резкое увеличение тока в  короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Дуга, возникшая в месте КЗ, приводит к частичному или полному разрушению аппаратов, машин и других устройств. Увеличение тока в ветвях электроустановки, примыкающих к месту КЗ, приводит к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы, на обмотки электрических машин. Прохождение больших токов вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару в распределительных устройствах, в кабельных сетях и других элементах энергоснабжения.

Ток КЗ зависит от мощности генерирующего  источника, напряжения и сопротивления  короткозамкнутой цепи.

Для уменьшения последствий коротких замыканий необходимо как можно  быстрее отключить поврежденный участок, что достигается применением быстродействующих выключателей и релейной защиты с минимальной выдержкой времени. Немаловажную роль играют автоматическое регулирование и форсировка возбуждения генераторов, позволяющие поддерживать напряжение в аварийном режиме на необходимом уровне. Все электрические аппараты и токоведущие части электрических установок должны быть выбраны таким образом, чтобы исключалось их разрушение при прохождении по ним наибольших возможных токов КЗ, в связи, с чем возникает необходимость расчета этих величин.

Расчет короткого замыкания  находим по формуле: Определяются 3-фазные и 2-фазные токи КЗ и заносятся в «Сводную ведомость токов КЗ

=4,83кА, (40)

86,7=11кА, ( 41)

 кА,. (42)

Действующие значения ударного тока

I_ук1=d₁∙ I⁽³⁾_к1= 1∙483=4,83 кА, (43)

I_ук2=d₂ ∙ I⁽³⁾_к2=1∙11=11кА,   (44)

I_ук3=d₃ ∙ I⁽³⁾_к3= 1∙ 50=50кА,             (45)

Ударный ток 

i_ук1=

*К_у1* I⁽³⁾_к1= ∙1∙ 4,83=6,3  кА (46)

i_ук2=

∙ К_у2 ∙ I⁽³⁾_к2= ∙ 1∙11= 24 кА (47)

i_ук3=

∙ К_у3 ∙ I⁽³⁾_к3= ∙1∙ 50=113   кА (48)

кА (49)

кА (50)

 кА (51)

 

2.5.Потери  при  напряжений.

 

Находим потери напряжения :

∆U_расч%=(P_p*l)/C*F % (52)

 

Считаем по максимальной  расчетной  нагрузки в линей и отдаленной протяженности линий.

Отсюда следует:  

∆U_расч=250*56/0,8*50=14000/40=350 ≈3%, допускается 5% ( от 2,3,14 станка)

 

36*50/0,8*10=1800/8=225≈ 2% ,допускается 5%(от 25,26,27 печи)

 

Потери при расчете правильны  сделаны.

 

Где,  ∆U_расч-   потери напряжения   в %

 

P_p- максимальная расчетная нагрузка в линей   кВт.

 

С=0,8

 

l- длина линий мм.

 

F- сечение тока жил в  

2.6.выбор трансформаторов.

 

Выбор трансформаторов:

Силовые трансформаторы являются основным электрическим оборудованием  электроэнергетических систем, обеспечивающим передачу и распределение электроэнергии на переменном трёхфазном токе от электрических  станций к потребителям.

В справочных данных на трансформаторы приводятся: тип, номинальная мощность, номинальные напряжения обмоток, потери мощности холостого хода и короткого замыкания, напряжения короткого замыкания, ток холостого хода.

Выбираем трансформатор 

типа ТМ1600/10

Номинальная мощность=1600 кВт.

Напряжение =380В

При ВН =10кВ; при НН 0,4кВ.

Потери при холостом ходе = 3,30 кВт.

Потери при КЗ =18кВт.