Электроснабжение прессового участка цеха

U_ном = 0,415 кB            Q= 20 КВар  

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов

  в трансформаторной подстанции

  Так как производственный цех по надежности и бесперебойности электроснабжения относиться ко второй категории, то в  трансформаторной подстанции согласно ПУЭ необходимо устанавливать два трансформатора. Трансформаторы в нормальном режиме работают раздельно, то есть секционный автоматический выключатель РУ 0,4 отключен. В аварийном режиме один из трансформаторов отключается, а второй берет всю нагрузку на себя.

  В комплектной трансформаторной подстанции устанавливаются трансформаторы типа ТМ (Т- трехфазный; М- масленое охлаждение ). 

Расчет  мощности силового трансформатора

  

, где

  Smax- максимальная мощность нагрузки цеха

  Кав- коэффициент аварийной перегрузки трансформатора

  Кав=1,4

  Согласно  ПТЭЭП (правила технической эксплуатации электроустановок потребителей) допускается  перезагрузка масленых трансформаторов  сверх номинального тока до 40% общей  продолжительностью не более 100 часов в год при полном использование всех устройств охлаждения трансформатора, если подобная перезагрузка не запрещена заводом изготовителем. 

                              кВА 

Выбираем трансформатор: ТМ-400/10

Sн=400кВА; ВН= 6, 10 ;    НН= 0,4  ;   Схема Y/Y_н

Потери хх = 900 Вт;    Потери кз = 3700 Вт  ;

Uкз = 6,5%;

Ток хх = 2,3%. 
 

     

     

     Расчет  и выбор элементов  ЭСН

     Выбор аппаратов защиты и распределительных  устройств 

Распределительные пункты предназначены для приёма и распределения электрической энергии промышленных установок.

По I_мах выбираем распределительный пункт:

 ПР8513-29-00-3ХХ-21  I_нам=63А

Рассчитываем  автомат в электрической цепи питания РП

Расчет начинается с определения расчетного тока

I_р = I_мах × 1,1 = 17,3×1,1=19,03А

Выбираем ВА 51 25 I_н = 25 А I_p= 25А I_{пр.откл}=3 кА

Аппарат защиты – аппарат автоматически отключающий  защищаемую электрическую цепь при  повреждениях или ненормальных режимах. В соответствии с ПУЭ электрическая  сеть U до 1 кВ должна иметь защиту от I_кз обеспечивающую по возможности наименьшее время отключения и требования селективности.

Если нет прямой необходимости использовать предохранители нужно использовать автоматические выключатели.

Чтобы выбрать  автоматический выключатель нужно  вычислить ток расчетный

Расчет для прессов электромеханических:

Т.к. cos φ = 0,65 то S_ном = √P_ном²+Q_ном²  = 34,53 кВА

I_р = S_ном / √3 × U

I_р = 34,53 / 1,7 × 0,38 = 53.45 А

Выбираем АЕ 2050  I_н = 100 А I_эл.р = 600 А I_р.у=50 А

Для остальных  приемников выбираем аналогично

Сводная ведомость аппаратов защиты – таблица 3

 

Выбор линий ЭСН, характерной  линии. 

Провода и кабели выбираем по длительно допустимому  току.

Для питания  РП длительно допустимый ток принимаем равным максимальному току.

Выбираем кабель: АВВГ(4×2,5)

Для питания прессов электромеханических:

I_р = S_ном / √3 × U

I_р = 22,31 / 1,7 × 0,38 = 34,53 А

Выбираем кабель: АВВГ (3х10 + 1х6)

Для остальных  элементов кабель выбираем аналогично.

Сводная ведомость  кабелей – таблица 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Расчет  токов КЗ и проверки элементов в характерной

линии ЭСН

Выбор точек и расчет КЗ. 

 

                                                                          R_T / 5,5

                                                                          X_T/ 17,1

                                                                          R_1SF/ 11,12

                                                                          X_1SF/0,13

                                                                          R_1SFП/0,25

                                               К1                       R_C1/15

                                                                          R_5SF/1,3

                                                                          X_5SF/1,2

                                                                          R_5SFП/0,15

                                                                          R_КЛ1/5,9

                                                                          X _КЛ1/2,25

                                                К2                      R_C2/20

                                                                          R_10SF/1,3

                                                                          X_10SF/1,2

                                                                          R_10SFП/0,15

                                                                          R_КЛ2/6,82

                                                К3                      X _КЛ2/0,33 
 
 
 
 
 

В справочной литературе находим сопротивления  трансформатора, автоматических выключателей: 

R_T = 5,5 мОм      X_T = 17,1 мОм    Z_T = 18 мОм    Z_T⁽¹⁾= 195 мОм

R_1SF = 11,12 мОм    X_1SF = 0.13 мОм    R_1SFП = 0.25 мОм

R_5SF = 1,3 мОм    X_5SF = 1,2 мОм    R_5SFП = 0.75 мОм

R_10SF = 1,3 мОм    X_10SF = 1,2 мОм   R_10SFП = 0,75 мОм

В справочной литературе находим удельные сопротивления  кабелей:

r_0кл1 = 0,208 мОм/м   х_0кл1 = 0,079 мОм/м

r_0кл2 = 1,95 мОм/м   х_0кл2 = 0,095 мОм/м 

Рассчитываем  сопротивления кабельных линий:

R_КЛ1 = 28,5 × 0,208 = 5,9 мОм

X _КЛ1 = 28,5 × 0,079 = 2,25 мОм

R_КЛ2 = 3,5 × 1,95 = 6,82 мОм

X _КЛ2 = 3,5 × 0,095 = 0,33 мОм 

Вычисляем эквивалентные  сопротивления между точками  к.з.

R_Э1 = R_C1 + R_T + R_1SF + R_1SFП = 15+5,5+11,12+0,25= 31,87мОм

X_Э1 = X_T + X_1SF = 17,1+0,13 = 17,23 мОм

R_Э2 = R_5SF + R_5SFП + R_КЛ1 + R_C2 = 0,1+0,15+0,208+20=20,45 мОм

X_Э2 = X_5SF + X _КЛ1 = 0,1+0,079=0,179 мОм

R_Э3 = R_10SF + R_10SFП + R_КЛ2 = 1,3+0,75+1,95=4 мОм

X_Э3 = X_10SF + X _КЛ2 = 1,2+0,095=1,295 мОм 

Вычисляем сопротивления  до каждой точки к.з:

R_К1 = R_Э1 = 31,87 мОм

X_К1 = X_Э1 = 17,23 мОм

Z_К1 = √ R_К1²+ X_К1² = √31,87² + 17,23² = 36,22 мОм

R_К2 = R_Э1 + R_Э2 = 31,87 + 20,45 = 52,32 мОм

X_К2 = X_Э1 + X_Э2 = 17,23 + ,0179 = 17,4 мОм

Z_К2 = √ R_К2²+ X_К2² = √52,32² + 17,4² = 55,137 мОм

R_К3 = R_К2 + R_Э3 = 52,32+4=56,32 мОм

X_К3 = X_К2 + X_Э3 = 17,4+1,295=18,69 мОм

Z_К3 = √ R_К3²+ X_К3² = √ 56,32² + 18,69² = 59,34 мОм

R_К1/ X_К1 = 31,87/17,23=1,84

R_К2/ X_К2 = 52,32/17,4=3

R_К3/ X_К3 = 56,32/18,69=3,03 

Определяем коэффициенты К_У и q:

К_У1 = F (R_К1/ X_К1) = F (1,34)  = 1

К_У2 = F (R_К2/ X_К2) = F (2,7)  = 1

К_У3 = F (R_К3/ X_К3) = F (2,6)  = 1

q₁ = √1+2(К_У1 – 1)² = √1+2(1 – 1)² = 1

q₂  =  q₃ = 1 

Определяем 3- фазные и 2- фазные токи кз:

I_К1⁽³⁾ = U_К1/√3 × Z_К1 = 400/1,7 × 36,22 = 7,75 кА

I_К2⁽³⁾ = U_К2/√3 × Z_К2 = 380/1,7 × 55,137 = 4,05 кА

I_К3⁽³⁾ = U_К3/√3 × Z_К3 = 380/1,7 × 59,34 = 3,77 кА

I_УК1 = I_К1⁽³⁾

i _УК1 = √2 × К_У1 × I_К1⁽³⁾ = 1,4 × 7,75 = 10,85 кА

i _УК2 = √2 × К_У2 × I_К2⁽³⁾ = 1,4 × 4,05 = 5,67 кА

i _УК3 = √2 × К_У3 × I_К3⁽³⁾ = 1,4 × 3,77 = 5,28 кА

I_К1⁽²⁾ = √3/2 × I_К1⁽³⁾ = 0,87 × 7,75 = 6,74 кА

I_К2⁽²⁾ = √3/2 × I_К2⁽³⁾ = 0,87 × 4,05 = 3,52 кА

I_К3⁽²⁾ = √3/2 × I_К3⁽³⁾ = 0,87 × 3,77 = 3,28 кА 

Рассчитываем  сопротивления для кабельных  линий петли фаза – ноль:

R_ПКЛ1 = 2r_П0КЛ1 × L_КЛ1 = 2 × 0,208 × 28,5 = 11,85 мОм

X _ПКЛ1 = х_П0КЛ1 × L_КЛ1 = 0,15 × 28,5 = 4,27 мОм

R_ПКЛ2 = 2r_П0КЛ2 × L_КЛ2 = 2 × 1,95 × 3,5 = 13,56 мОм

X _ПКЛ2 = х_П0КЛ2 × L_КЛ2 = 0,15 × 3,5 = 0,52 мОм

Z_П1 = 25,41 мОм

R_П2 = R_C1 + R_ПКЛ1 + R_C2 = 15+11,85+20 = 46,85 мОм

X _П2 = X _ПКЛ1 = 4,27 мОм

Z_П2 = √ R_П2²+ X_П2² = √46,85²+4,27² = 47,04 мОм

R_П3 = R_П2 + R_ПКЛ2 = 46,85 + 13,56 = 60,41 мОм

X _П3 = X _П2  + X _ПКЛ2 = 4,27 + 0,52 = 4,79 мОм

Z_П3 = √ R_П3²+ X_П3² = √60,41² + 4,79² = 60,5 мОм

I_К1⁽¹⁾ = U_КФ/Z_П1 + Z_Т⁽¹⁾/3 = 230/25,41 + 195/3 = 2,54 кА

I_К2⁽¹⁾ = U_КФ/Z_П2 + Z_Т⁽¹⁾/3 = 220/47,04 + 195/3 = 1,96 кА

I_К3⁽¹⁾ = U_КФ/Z_П3 + Z_Т⁽¹⁾/3 = 220/60,5 + 195/3 = 1,75 кА 

Сводная ведомость токов кз – (Таблица 4). 

 

Проверка  элементов по токам  КЗ

  Автоматические  выключатели проверяются по токам  кз следующим образом:

  I_K⁽¹⁾  ≥ 3 I_Н.РАС

  Проверка  автоматического выключателя для  прессов электромеханических:

  I_K⁽¹⁾ = 1750 кА

  I_Н.РАС = 400 А