Дипломная работа: Проект электрокотельной ИГТУ

Sр=

SНОМ2 > Sр 120 ВА > 14,98 ВА

Проверка других трансформаторов напряжения по вторичной нагрузке аналогична.

На термическую и динамическую стойкость трансформаторы напряжения не проверяются, так как защищены предохранителем.

2. РУ-220 кВ.

Трансформатор напряжения НКФ –220-58У1 [13].

UНОМ = 220 кВ;SНОМ2 = 400 ВА.

5. Выбор ограничителей перенапряжения.

Выбор ограничителей перенапряжения производится по номинальному напряжению установки.

1.  ОРУ-220 кВ.

Выбираем ОПН –220.У1 [13]

2.  РУ-6 кВ.

Выбираем ОПН –6.У1 [13]

3.10 Выбор и проверка шин на термическую и электродинамическую стойкости

1. Произведем выбор шин РУ-6 кВ электрокотельной.

Исходные данные:

IРАС = = 4967,9 А.

IП.О. = 13,85 кА;

i У = 34,89 кА;

BK = IП.О.2 ∙ (tЗ + tОТК) = 13,85 2 ∙ (0,1 + 0,095) = 37,4 кА2 ∙ с.

Выбираем шины по условию нагрева. К величине рабочего тока близки алюминиевые четырёхполосные шины, сечением 4(120х10) мм2 с допустимым током IДОП = 5200 А [1].

Проверяем шины на термическую стойкость.

Определяем минимальное допустимое сечение шин:

где ВК –тепловой импульс от тока короткого замыкания, А2 ∙ с;

С = 91 – тепловой коэффициент для шин из алюминия [7].

Сечение шины S = 480 ∙ 10 = 4800 мм2

S ≥ SMIN

4800мм2 > 67,2 мм2

Шины термически устойчивы.

Проверяем шины на электродинамическую стойкость.

Сечение шины: h x b = 480 х10 мм2;

h = 0,48 м; b = 0,04 м.

Шины расположены на ребро.

Проверка производится по условию:

dРАСЧ £ dДОП

где dРАСЧ – максимальное механическое напряжение в материале шин в точке взаимодействия изгибающего момента;

dДОП =82,3 Мпа –допустимое максимальное напряжение [7].

Наибольшее усилие, действующее на среднюю фазу:

F = 1,76×iУД2× ×10-7,

где l=750 мм- расстояние между изоляторами одной фазы.

а=250 мм- расстояние между соседними фазами.

iУД-ударный ток в точке К-2

F =1,76×348902××10-7=642,74 Н

Определяем момент сопротивления динамическому воздействию:

W =

Определяем максимальное механическое напряжение в материале шин в точке взаимодействия изгибающего момента:

dМ =  МПа

dДОП ≥ dМ

82,3 МПа > 28,8 МПа

Шины динамическое воздействие выдержат.

3.10.1 ПРОВЕРКА ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ КАБЕЛЕЙ НА УСТОЙЧИВОСТЬ К ТОКАМ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

1.Кабель от РУ-6 кВ к асинхронным двигателям.

Кабель ААГУ-6 кВ (3х95)

Определяем минимальное допустимое сечение жилы кабеля по условиям термической стойкости:

S ≥ SMIN

95 мм2 > 71,1 мм2

Кабель термическое действие тока выдержит.

2.Кабель от РУ-6 кВ к КТП.

Кабель ААГУ -6 кВ (3х10)

Минимальное допустимое сечение жилы кабеля по условиям термической стойкости:

10 мм2 < 71,1 мм2

Кабель термическое действие тока не выдерживает, поэтому выбираем кабель большего сечения.

Кабель ААГУ-6 кВ (3 х 95). IДОП = 215 А.

95 мм2 > 71,1 мм2

Кабель термическое действие тока выдержит.

3.Кабель от РУ-6 кВ до электрокотельной.

Кабель ААГУ -6 кВ 3(3х150)

Минимальное допустимое сечение жилы кабеля по условиям термической стойкости:

3х150 мм2 < 71,1 мм2

Кабель термическое действие тока выдержит.

Рис. 2.3

Приводим сопротивления системы электроснабжения высшего напряжения к напряжению 0,4 кВ:

R6/0,4 = R6 ∙ ∙ КТ2 = = 0,0002 мОм

X6/0,4 = X6 ∙ ∙ КТ2 = = 0,003 мОм

Сопротивление цехового трансформатора:

RТ = ∙106 = 31,5 мОм

XТ = ∙106 = 20,8 мОм

Удельные сопротивления жилы кабеля АВВГ-1 кВ (3х150 + 1х50):

R0Ф= 0,22 Ом/км;Х0Ф=0,06 Ом/км.[6]

Сопротивление жилы кабеля длиной L1 =0,058 км:

R1Ф = R0Ф ∙ L1=0,22 ∙ 0,058 = 0,012 Ом;

Х1Ф = Х0Ф ∙ L1=0,06 ∙ 0,058 = 0,0034 Ом.

Удельные сопротивления жилы кабеля АВВГ-1 кВ (3х6 + 1х4):

R0Ф= 5,55 Ом/км;Х0Ф=0,09 Ом/км.[9]

Сопротивление жилы кабеля длиной L2 =0,0458 км:

R2Ф = R0Ф ∙ L2=5,55 ∙ 0,0458 = 0,254 Ом.

Х2Ф = Х0Ф ∙ L2=0,09 ∙ 0,0458 = 0,0041 Ом;

Короткое замыкание в точке К-1:

Результирующее сопротивление:

Индуктивное сопротивление:

Х РЕЗ = Х 6/0,4 + Х Т = 0,003 + 20,8 = 20,803 мОм

Активное сопротивление:

R РЕЗ = R 6/0.4 +RТ +RДОБ = 0,0002 +31,5 +15 =46,5002 мОм

где RДОБ = 15 мОм –переходное сопротивление контактов [24]

Результирующее полное сопротивление:

Z РЕЗ = = 50,9 мОм

Значение тока короткого замыкания в точке К-1:

Ударный ток короткого замыкания:

iУ К-1 = ∙ КУ ∙ I К-1 = ∙ 1,05 ∙ 4,5 = 6,68 кА

где КУ =1,05 –ударный коэффициент [24].

Короткое замыкание в точке К-2:

1. Результирующее сопротивление:

Индуктивное сопротивление:

Х РЕЗ = Х 6/0,4 + Х Т + X1Ф =0,003 + 20,8 + 3,4 =24,2 мОм

Активное сопротивление:

R РЕЗ = R 6/0.4 +RТ + R1Ф + RДОБ = 0,0002 + 31,5 + 12 + 15 + 20 =

= 78,5 мОм

где RДОБ = 20 мОм –переходное сопротивление контактов [24]

Результирующее полное сопротивление:

Z РЕЗ = = 82,2 мОм

Значение тока короткого замыкания в точке К-2:

Ударный ток короткого замыкания:

iУ К-2 = ∙ КУ ∙ I К-2 = ∙ 1,03 ∙ 2,8 = 4,1 кА

где КУ =1,03 –ударный коэффициент [24].

Короткое замыкание в точке К-3:

1. Результирующее сопротивление:

Индуктивное сопротивление:

Х РЕЗ = Х 6/0,4 + Х Т + X1Ф + X2Ф = 0,003 + 20,8 + 3,4 + 4,1 =28,3 мОм

Активное сопротивление:

R РЕЗ = R 6/0.4 +RТ + R1Ф + R2Ф + RДОБ = 0,0002 + 31,5 +12 + 254 + 15 + 20 + 25 + 30 =387,5 мОм

где RДОБ = 25 мОм и 30 мОм –переходное сопротивление контактов [24]

Результирующее полное сопротивление:

Z РЕЗ = = 388,5 мОм

5.Значение тока короткого замыкания в точке К-3:

6.Ударный ток короткого замыкания:

iУ К-3 = ∙ КУ ∙ I К-3 = ∙ 1 ∙0,59 = 0,83 кА

где КУ =1 –ударный коэффициент [24].

Результаты расчетов токов трехфазного короткого замыкания заносим в сводную таблицу 3.26. .

3.12 ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В. ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ

Автоматические выключатели предназначены для автоматического размыкания электрических цепей при ненормальных режимах работы, для редких оперативных переключений при нормальных режимах, а также для защиты электрических цепей при недопустимых снижениях напряжения. Наименьший ток, вызывающий отключение автоматического выключателя, называют током срабатывания, а настройку расцепителя автоматического выключателя на заданный ток срабатывания – уставкой тока срабатывания.

1) Номинальный ток автоматического выключателя:

Выбирается по длительному расчетному току.

Iав ? Iн.дл

2) Номинальный ток теплового расцепителя:

Выбирается по длительному расчетному току линии:

Iн.тр ? Iн.дл

Для двигателя:

Iн.дл = Iном

Iном - номинальный ток двигателя

Для группы эл. приёмников:

Iн.дл = Iрасч

Iрасч –максимальный расчетный ток

3) Ток срабатывания электромагнитного расцепителя:

Должен быть не меньше 125% тока пускового или максимально кратковременного:

Iср.эмр ? 1,25 · Iкр

Для двигателя:

Iкр = Iпуск

Iпуск – номинальный пусковой ток двигателя

Для группы эл. приёмников:

Iкр = Iпуск.макс+( åIном.расч – Iном.макс)

Iпуск.макс - номинальный пусковой ток самого мощного двигателя в группе;

Iном.макс - номинальный ток самого мощного двигателя в группе;

åIном.расч – расчетный максимальный ток, взятый из таблицы нагрузок.

Паспортные данные потребителей РН, IH, IПУСК взяты из [3] и из таблицы 2.1.

1. Насос аккумуляторных баков:

РН = 11 кВт;IHОМ = 22 А;IПУСК = 132 А.

Следуя выше указанным условиям выбираем ток автомата Iав=25 А.

Тип автоматического выключателя:

где Iн.тр=25 А – номинальный ток теплового расцепителя;

Iср.эмр = 10 ∙ Iн = 10 ∙ 25 =250 А –

уставка срабатывания электромагнитного расцепителя.

Iкр = Iпуск =132 А.

Проверка:

1) Iав ≥ Iн.дл.

25 А ≥ 22 А

2)  Iн.тр. ≥ Iн.дл.

25 А ≥ 22 А

3) Iср.эмр ≥ 1,25 ∙ Iкр

10 ∙ 25 ≥ 1,25 ∙ 132

250 А ≥ 165 А

2. Дренажный насос:

РН = 7,45 кВт;IHОМ = 14,8 А;IПУСК = 103,6 А.

Выбираем ток автомата Iав=16 А.

Тип автоматического выключателя:

Iкр = Iпуск = 103,6 А.

Проверка:

1) Iав ≥ Iн.дл.

16 А ≥ 14,8 А

2) Iн.тр. ≥ Iн.дл.

16 А ≥ 14,8 А

3) Iср.эмр ≥ 1,25 ∙ Iкр

10×16 ³ 1,25 ∙ 103,6

160 А ≥ 129,5 А

Выбор магнитных пускателей и тепловых реле.

Магнитный пускатель предназначен для пуска и останова асинхронных электродвигателей, выполняет функции защиты минимального напряжения. Тепловое реле служит для защиты электродвигателя от тока перегрузки превышающей 15…20 минут, в пределах 10…20% от номинального тока электродвигателя.

Магнитный пускатель выбирается по условию:

I Н.П ? I Н.ДВ

где: I Н.П –номинальный ток магнитного пускателя, А;

I Н.ДВ – номинальный ток электродвигателя, А.

Тепловое реле выбирается по условию:

1. По номинальному току двигателя рассчитывается ток срабатывания реле:

I СР.Т ≈ 1,1…1,2 ∙ I Н.ДВ

2. По I СР.Т выбирается тепловое реле и указываются токи несрабатывания IНЕСР.

1.Насос аккумуляторных баков:

РН = 11 кВт;IH.ДВ = 22 А.

По условиям приведенных выше условий выбираем пускатель ПМЛ-2200 [12].

I Н.П = 25 А.

Проверка: I Н.П ? I Н.ДВ

25А > 22 А

I СР.Т = 1,1 ∙ 22 = 24,2 А

Выбираем тепловое реле РТЛ-102104IНЕСР = 13…25 А [12] .

2.Дренажный насос:

РН = 7,45 кВт;IH.ДВ =14,8 А.

Выбираем пускатель ПМЛ-2200 [12].

I Н.П = 25 А.

Проверка: I Н.П ? I Н.ДВ

25 А >14,8 А

I СР.Т = 1,1 ∙ 14,8 = 16,3 А

Выбираем тепловое реле РТЛ-102104IНЕСР = 13…25 А [12] .

3.13 ВЫБОР ПРОВОДНИКОВ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1000 В

При выборе сечения проводников в электрических сетях учитываются как рабочие, так и возможные аварийные режимы сетей.

Сечение проводов и кабелей напряжением до 1000В определяется по условию нагрева в зависимости от расчетного значения длительно допустимой токовой нагрузке при 25 0С. Основным показателем рабочего режима линий и других элементов сети является длительная или расчетная токовая нагрузка.

1) Выбор сечения проводников по расчетной токовой нагрузке заключается в соблюдении условия:

Iдл.доп ≥ К ∙ Iрасч

где Iдл.доп - длительно допускаемый ток проводника, А;

Iрасч - расчетная или длительная токовая нагрузка проводника, А;

К –коэффициент (для взрывоопасной среды принимается равным 1,25; для нормальной среды равным 1).

2)  После выбора сечения проводится его проверка на согласование с защищающим аппаратом:

Iдл.доп ≥ КЗ ∙ Iзащ

где Iзащ –ток защиты автоматического выключателя, А;

КЗ –коэффициент защиты (для взрывоопасной среды принимается равным 1,25; для нормальной среды равным.

Насос аккумуляторных баков:

РН = 11 кВт;IH.ДВ = 22 А.

Так как среда в помещениях электрокотельной нормальная, то К=1; КЗ=1.

Выбираем кабель: АВВГ-1 кВ (4х10) – кабель с алюминиевыми жилами, с поливинилхлоридной изоляцией, с поливинилхлоридной оболочкой, без защитного покрова.

I дл.доп= 45 А [1].

Проверка:

1)  Iдл.доп ≥ К ∙ Iрасч

45A >1 ∙ 22 A

2)  Iдл.доп ≥ КЗ ∙ Iзащ

45 A >1 ∙ 10 A

Шины 0,4 кВ:

Шины выбираются по расчетному току и проверяются по условию нагрева.

Из таблицы нагрузок Iрасч = 170,8 А

Выбираем алюминиевые шины А (20х3) одна полоса на фазу [1] .

Iдоп = 215 А [1]

Проверка:

215 А > 1 ∙ 170,8 А

4. РЕЛЕЙНАЯ ЗАЩИТА

4.1 РАСЧЁТ ЗАЩИТЫ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Двигатели напряжением выше 1000 В, обслуживающие неответственные механизмы, при незначительной их мощности (до 200—300 кВт) могут защищаться плавкими предохранителями. Выбор предохранителей в этих случаях производится по кривым рис. 20-13 [8]. Из кривых следует, что при IП.В.НОМ>IДВ.НОМ и при крайности пускового тока 6—7 предохранители обеспечивают время пуска двигателя 4—60 с в соответствии с условиями пуска; здесь IП.В.НОМ— номинальный ток плавкой вставки; IДВ.НОМ — номинальный ток двигателя при полной загрузке. Если плавкие предохранители не обеспечивают требований, предъявляемых к защите двигателей, применяют релейную защиту.

На синхронных и асинхронных двигателях напряжением выше 1000 В. устанавливают релейную защиту от следующих видов повреждений и ненормальных режимов работы:

1)  многофазных замыканий в обмотке статора и на её выводах;

2)  замыканий на землю в обмотке статора;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26