Контрольная работа по "Электроснабжению". 4

                                         Решение:

1. Из(1) выберем типы двигателей по данной мощности:
1. P_н4=P_н5=Р_н6=7,5кВт; Выбираем двигатель  4А132S4У3 с η=87,5;

cosφ=0,86; I_п/I_нм=7,5.

2. P_н7=P_н8=Р_н9= Р_н10=5,5кВт; Выбираем двигатель  4А112М4У3 с η=85,5; cosφ=0,86; I_п/I_нм=7.
3. P_н11=P_н12= 15кВт; Выбираем двигатель  4А160S4У3 с η=89; cosφ=0,88; I_п/I_нм=7.
4. P_н13=P_н14=Р_н15= Р_н16= Р_н17=11кВт; Выбираем двигатель  4А132М4У3 с η=87,5; cosφ=0,87; I_п/I_нм=7,5.
5. P_н4 = 4кВт; Выбираем двигатель  4А100L4У3 с η=84; cosφ=0,84; I_п/I_нм=6.

 

    Определим номинальный  и пусковой ток каждого типа двигателя, и выберем магнитные пускатели для управления электродвигателями и предохранители в ответвительных коробках распределительного шинопровода:

 

                                                                                                     (1.1)

Где - U_н номинальное линейное напряжение;

η и cosφ – номинальное значение КПД и коэффициента активной мощности.

 

1. Для двигателя с мощностью 7,5кВт:

                             

    Выбираем из (2) нереверсивный магнитный пускатель типа КМИ11860 с Iн=18А с катушкой 220В,  c электротепловым реле РТИ1321 с пределами регулирования 12-18А.

    Выбираем  из (3) предохранитель ППНИ-33-160- с I_в=50А.

2. Для двигателя с мощностью 5,5кВт:

                             

    Выбираем из (2) нереверсивный магнитный пускатель типа КМИ11260 с Iн=12А с катушкой 220В,  c электротепловым реле РТИ1316 с пределами регулирования 9-13А.

    Выбираем  из (3) предохранитель ППНИ-33-160- с I_в=40А.

3. Для двигателя с мощностью 15кВт:

                             

    Выбираем из (2) нереверсивный магнитный пускатель типа КМИ23260 с Iн=32А с катушкой 220В,  c электротепловым реле РТИ3353 с пределами регулирования 23-32А.

    Выбираем  из (3) предохранитель ППНИ-33-160- с I_в=100А.

4. Для двигателя с мощностью 15кВт:

                             

    Выбираем из (2) нереверсивный магнитный пускатель типа КМИ22560 с Iн=25А с катушкой 220В,  c электротепловым реле РТИ1322 с пределами регулирования 17-25А.

    Выбираем  из (3) предохранитель ППНИ-33-160- с I_в=80А.

5. Для двигателя с мощностью 4кВт:

                             

    Выбираем из (2) нереверсивный магнитный пускатель типа КМИ10960 с Iн=9А с катушкой 220В,  c электротепловым реле РТИ1314 с пределами регулирования 7-10А.

    Выбираем  из (3) предохранитель ППНИ-33-160- с I_в=25А.

2. Определим сечение проводов ответвлений к электродвигателям.

Сечение проводов выберем из условия: _.                                           (2.1.)

 

1. Для двигателя с мощностью 7,5кВт:

                                              

      По таблице 1.3.5 (3) и по (4) выбираем провод сеч.2,5мм_² марки АПВ, прокладываемый  открыто в лотке, для которых I_доп.=24А. Нулевой защитный проводник принимаем сечением 2,5мм_². Таким образом выбираем для ответвления провода АПВ-3(1х2,5)+1х2,5мм_².

    Проверим  соответствуют ли выбранные провода  аппаратам максимальной токовой  защиты(для случая когда ответвление  не требует защиты от перегрузки):   

                                                                                        (2.2.)

где  К_з – кратность длительно допустимого тока для провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата, принимаем равный 0,33.

I_з – номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата.

                             

Выбранные провода  удовлетворяют условию.

 

2. Для двигателя с мощностью 5,5кВт:

                                              

      По таблице 1.3.5 (3) и по (4) выбираем  провод сеч.2,5мм_² марки АПВ, прокладываемый  открыто в лотке, для которых I_доп.=24А. Нулевой защитный проводник принимаем сечением 2,5мм_². Таким образом выбираем для ответвления провода АПВ-3(1х2,5)+1х2,5мм_².

    Проверим  соответствуют ли выбранные провода  аппаратам максимальной токовой  защиты(для случая когда ответвление  не требует защиты от перегрузки):                  

Выбранные провода  удовлетворяют условию.

 

3. Для двигателя с мощностью 15,0кВт:

                                              

      По таблице 1.3.5 (3) и по (4) выбираем  провод сеч.6мм_² марки АПВ, прокладываемый  открыто в лотке, для которых I_доп.=39А. Нулевой защитный проводник принимаем сечением 6мм_². Таким образом выбираем для ответвления провода АПВ-3(1х6)+1х6мм_².

    Проверим  соответствуют ли выбранные провода  аппаратам максимальной токовой  защиты(для случая когда ответвление  не требует защиты от перегрузки):                  

Выбранные провода  удовлетворяют условию.

4. Для двигателя с мощностью 11кВт:

                                              

      По таблице 1.3.5 (3) и по (4) выбираем  провод сеч.4мм_² марки АПВ, прокладываемый  открыто в лотке, для которых I_доп.=32А. Нулевой защитный проводник принимаем сечением 4мм_². Таким образом выбираем для ответвления провода АПВ-3(1х4)+1х4мм_².

    Проверим  соответствуют ли выбранные провода  аппаратам максимальной токовой  защиты(для случая когда ответвление  не требует защиты от перегрузки):                  

Выбранные провода  удовлетворяют условию.

5. Для двигателя с мощностью 4кВт:

                                              

      По таблице 1.3.5 (3) и по (4) выбираем  провод сеч.2,5мм_² марки АПВ, прокладываемый  открыто в лотке, для которых I_доп.=24А. Нулевой защитный проводник принимаем сечением 2,5мм_². Таким образом выбираем для ответвления провода АПВ-3(1х2,5)+1х2,5мм_².

    Проверим  соответствуют ли выбранные провода  аппаратам максимальной токовой  защиты(для случая когда ответвление  не требует защиты от перегрузки):                  

Выбранные провода  удовлетворяют условию.

 

3. Определим расчетную нагрузку группы электроприемников.

 

Определим эффективное  число электроприемников группы «n_э» и групповой коэффициент использования  «K_и»:

 

                                                                                                                                                                    (3.1.)

                                                        

 

                                                                                                                                                                                  (3.2.)

                                  

 

Определим расчетную  нагрузку группы электроприемников:

                                                                                                                                                                         (3.3.)

 

 

По табл.П6 (6) воспользовавшись методом линейной интерполяции определим:

                                                                               

Отсюда:

                                       

Определим расчетную  реактивную мощность Q_р:

                                                                                                                                                       (3.4.)

Определим полную мощность:

                                                                                               (3.4.)

Определим расчетный  ток нагрузки электроприемников:

                                                                      

 

4. Определим номинальные токи распределительного шинопровода и коммутационного ящика.

Ток протекающий  по РШ и в коммутационном ящике  будет равен расчетному току группы электроприемников I_р=71А.

Номинальные токи РШ выбираются из условия:

                                                                                    

 

Выберем шинопровод ШРА4-250 с номинальным током 250А.

Номинальный ток  коммутационного ящика (рубильника):

                                                                                                

Выберем из (5) коммутационный ящик ЯРП-250-У3 с рубильником ВР-32-35 250А и предохранителями (3) ППНИ-35-250.

 

5. Определим номинальный ток плавкой вставки предохранителя в коммутационном ящике ЯК:

 

                                        

                                                                                  

где I_п.мах. – наибольший пусковой ток электродвигателя в группе; I_р – расчетный ток группы электроприемников;k_и – коэффициент использования, характерный для двигателя с наибольшим пусковым током; I_н.мах. – номинальный ток двигателя с максимальным пусковым током.

                              

По расчетным  данным с учетом условия селективности  выбираем предохранитель ППНИ-35-250 с  I_в=160А.

Определим номинальный  ток расцепителя автоматического  выключателя в распределительном  щите ТП по условиям:

                                                                                      

По расчетным  данным  и по условию селективности  из (6) принимаем автоматический выключатель  типа ВА51-35 с номинальным током 250А  и номинальным током расцепителя 200А.

  Определим  расчетное значение кратности  тока отсечки:

                                                                                  

Принимаем по (6) стандартную кратность тока отсечки  Iср.р.=12*200=2400А;

Проверяем невозможность  срабатывания автомата при пуске  электродвигателя:

                                                                               

 

6. Определим сечение жил кабеля питающего линии:

                                                

По (3) с учетом выбранных вставок расцепителя  автоматического выключателя и  отсутствии данных для расчета однофазного  короткого замыкания выбираем кабель АВВГз 3х120+1х70 имеющий при прокладке  в воздухе I_доп=200А.

 

 

На рисунке 2 показана расчетная схема силовой  сети.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                          Решение:

 

1. Выберем сечение жил кабеля 10кВ по экономической плотности тока и термической тока и термической устойчивости.

     По таблице 3.1.(6) при Tмах=4300ч для кабеля с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами принимаем экономическую плотность тока jэ=1,4Ам/м_².

                                                                                                                                                                               (1.1.)

Где

 

                               

                                                                              

             Принимаем ближайшую стандартную  площадь сечения 25мм_².

    Определим  сечение кабеля необходимое по  термической устойчивости при  КЗ:

                                                                                                                             (1.2.)

где - установившейся ток КЗ в начале линии, А; t_ф – фиктивное время КЗ (t_ф=0,6с); c – расчетный коэффициент (с=85).

                                          

Выбираем ближайшее  меньшее стандартное значение 95мм_².

Из двух полученных по экономической плотности тока и термической устойчивости значений принимаем большее равное 95мм_². Выбираем кабель ААШв – 10 (3х95)мм_².

 

2. По номинальной мощности трансформатора выберем автоматический выключатель QF и определим номинальный ток ШМА-4.

Расчетный ток  для ШМА вычисляем исходя из номинальной  мощности трансформатора:

                                                                                                                           (2.1.)             

                                    

Расчетный ток  для выбора автоматического выключателя  QF вычисляем по формуле:

                                      

Из (6) по условию  и  выбираем автоматический выключатель типа ВА53-41, имеющий регулируемый полупроводниковый расцепитель с I_ном.р.=1000А. Принимаем ступень регулирования тока расцепителя расвной I_ном.р.=1000А.

 

3. Рассчитаем ток трехфазного КЗ в точке К1:

 

                                                                                                                                   (3.1.)

где U_св – среднее номинальное напряжение сети высшего напряжения, U_св=10,5кВ; r_к и х_к активное и индуктивное сопротивления кабеля, Ом;  х_с – индуктивное сопротивление системы, Ом.       

Активное и  индуктивное сопротивление кабеля

                     (3.2)                                     (3.3)

Где r₀ – удельное активное сопротивление кабеля; х₀ – удельное индуктивное сопротивление кабеля; l – длина кабеля.

Принимаем для  кабеля 10кв х₀=0,08 Ом/км, тогда

                                                              

 

Величину r_к определяем по формуле:

                                                             

где γ – удельная проводимость (для алюминия γ=32 м/Ом*мм_²).

F – сечение жилы кабеля, мм_².

 

Сопротивление системы определяется как 

 

                                                             

Определим ток  трехфазного короткого замыкания:

                                             

 

 

4. Определим токи трехфазного КЗ в точках К2 и К3. При расчете ударного КЗ в  точке К2 учтем ток подпитки асинхронных электродвигателей.

При расчете  КЗ в сетях до 1кВ считают, что  напряжение на первичной обмотке  цехового трансформатора равно номинальному. Сопротивление системы в мОм  до понижающего трансформатора подсчитывается по формуле:

                          

Приведем х_с и ступени низшего напряжения по выражению:

                         

 

Активное сопротивление  трансформатора равно 

 

                                                      

Литература.

1.Фираго Б.И.  Учебно-методическое пособие к  курсовому проектированию по  теории электропривода для студ. спец. 1-53 01 05 – Мн.: БНТУ, 2005. – 126с. 

2.Каталог электротехнической  продукции IEK.

3.Правила устройства электроустановок –ПУЭ издание 6.

4.Каталог выпускаемой  продукции ОАО «Беларуськабель».

5.Каталог«Силовое  электрооборудование» ВП ООО«Промэлектрокомплекс».

6.В.Н.Радкевич  Проектирование систем электроснабжения  НПОО «ПИОК» 2001г. Г.Минск.