151512 (ЭСН и ЭО механического цеха тяжелого машиностроения), страница 3

F_min= Bк/Ст=Iк.з⁽¹⁾* t _{расч.к.з.}/Ст, мм².

Вк – тепловой импульс, А²*с.

Вк=I²*t.

Iк.з – ток однофазного короткого замыкания,

tрасч.к.з. – расчетное время короткого замыкания в секундах, зависит от времени срабатывания защитного аппарата.

Время срабатывания в зависимости от тока короткого замыкания определяют по время - токовой характеристике защитного аппарата.

Ст - термический коэффициент, считывающий разность температур нагрева токоведущих жил при нормальном режиме и в условиях короткого замыкания. Этот коэффициент приводится в таблице литературы [2] и [9].

Ток однофазного короткого замыкания определяется при коротком замыкании в конце линии после расчета однофазного короткого замыкания.

Выбранное сечение проводов или кабелей должно быть больше, чем сечение минимально допустимое по условию термической стойкости

Расчет заземления

В сетях напряжением до 1000 В, работающих с изолированной нейтралью, а также в сетях выше 1 кВ, обязательной защитной мерой является заземление металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением при пробое изоляции, такое заземление называется защитным.

В сетях напряжением до 1000 В заземление нейтралей источника питания называется рабочим, так как с землей соединяются токоведущие части, находящиеся под напряжением в нормальном режиме. Рабочее заземление обеспечивает возможность выполнения трехфазных четырех проводных сетей (с глухозаземленной нейтралью). Сопротивление глухозаземляющих устройств (рабочего напряжения защитного заземления) нормируется в ПУЭ. Так при линейном напряжении 380 В сопротивление нейтрали трансформатора в трехфазных четырех проводных сетях должно быть не больше 4 Ом. В сетях с изолированной нейтралью напряжением до 1000 В при линейном напряжении 380

В сопротивление заземляющего устройства не должно превышать 4 Ом.

Rз<=125/Iз не > 4 Ом.

Допускается сопротивление заземляющего устройства в таких сетях до 10 Ом если мощность трансформатора или трансформаторов, работающих параллельно, не превышает 100 кВА. В сетях напряжением больше 1кВ с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства с учетом сопротивления естественного заземлителя должно быть не больше 10 Ом.

Rз <= 250/Iз.

Iз – расчетный ток замыкания на землю или измерений тока в режиме короткого замыкания на землю.

Iз берется минимальным из всех замеров и измеряется в то время года, при котором сопротивление будет иметь максимальное значение.

Для обеспечения надежной связи с землей в конструкции заземляющих устройств используются вертикальные электроды из круглой, прямоугольной, угловой стали, а также применяется сталецинковая. Вид заземлителя, то есть профиль поперечного сечения выбирается в зависимости от приспособлений, которые располагаются в организации. Длина заземлителя должна быть не меньше 3-5м, расстояние между вертикальными электродами должно быть не менее их длины.

Для установки вертикальных электродов сначала копают ров на глубине 0,7м и вкручивают вертикальные электроды так, чтобы верхний конец оставался под дном рва 0,2м. После этого вертикальные электроды соединяют между собой горизонтальными электродами (заземлителями). Горизонтальные электроды соединяют с магистралью заземления внутри здания не менее, чем в двух местах и тем же профилем которым выполнен горизонтальный электрод.

Наружное заземляющее устройства бывают контурные и выносные.

Контурные размещаются вокруг производственного здания. Для здания заземления часто размещают в котловане вдоль фундамента при его установке.

Выносные заземляющие устройства могут выполняться в ряд или по контуру.

Количество вертикальных электродов определяется при расчете заземляющего устройства так, чтобы расчетное сопротивление заземлителя было меньше нормируемого. При проектировании электроустановок необходимо в первую очередь рассматривать возможность использование естественных заземлителей. Внутри здания прокладываются магистральные заземления, от которых выполняют ответвления к отдельным электроприемникам и электрооборудованию сетей.

Расчет токов однофазного короткого замыкания

Определение однофазного тока короткого замыкания необходимо для проверки надежного срабатывания защиты и термической стойкости питающей линии выполненных кабелем с пластмассовой изоляцией. Ток однофазного короткого замыкания протекает в короткозамкнутой петле « фаза – нуль » и называется расчетным занулением.

Согласно ПУЭ 1.7.79 в электроустановках до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью с целью обеспечения надежного автоматического отключения аварийного участка проводимость фазных и нулевых защитных проводников должна быть выбрана такой, чтобы при замыкании на корпус или на нулевой защитный проводник возникал ток короткого замыкания, превышал не менее, чем в 3 раза номинальный ток плавкой вставки предохранителя, в 3 раза номинальный ток теплового расцепителя автоматического выключателя.

Iкз⁽¹⁾ >=1.4 Iэл.расц.

Автоматический выключатель свыше 100 А.

Iкз⁽¹⁾ >=1.25 Iэл.расц.

Iкз⁽¹⁾= U/Z «ф-0», где

Z «ф-0» - сопротивление петли « фаза – нуль », в которую входит полное сопротивление одной обмотки трансформатора фазного и нулевого провода, сопротивление контактов защитного аппарата, контактных соединений, сопротивление корпуса оборудования.

При расчетах, согласно руководящих указаний, по расчету короткого замыкания и выбору проверки аппаратов и проводников, по условиям короткого замыкания учитывают только сопротивление проводов и обмотки трансформатора.

Iкз⁽¹⁾= Uф/(Zп+Zт/3).

Для расчета применяют упрощенную методику определения тока однофазного короткого замыкания, она основана на использовании потери напряжения и расчетного тока нагрузки. При этом допущение составляет ⁺_- 5% как в сторону снижения, так и увеличения тока короткого замыкания. Поэтому используемые выражения являются достаточно точными без технических расчетов в проектной практике. В результате преобразований получается расчетная формула:

I кз⁽¹⁾ =1/(К Ua/100Imax)+(Zт’/3Uф), А

Для сети, состоящей из участков n, формула имеет вид

I кз⁽¹⁾ =1/ (К ’ Ua/100Imax)+(Zт’/3Uф), А ,где

Ua= (Umax*r_ф.о. *L*cos *100)/Uф –активная составляющая потери напряжения %.

Umax – максимальный расчетный ток(А).

r_{ф.о -} активное сопротивление 1 км провода (Ом/км).

L – длина участка (км).

Uф- фазное напряжение (В).

K' – коэффициент, учитывающий сечение проводов, способ их прокладки, cos .

Zт’/3Uф – для силовых трансформаторов приводится в таблице 15.3 [11,246].

Расчитаем ток однофазного короткого замыкания в нашем примере считая, что в ЦТП установлен трансформатор ТМ – 400, то есть 400 кВА с группой соединения Y/Yн.

U=0,06%, S=150мм²

Iмах=Iр=207,1 А.

Iк.з⁽¹⁾=1/((5,1*0,06)/(100*207,1)+(0,29*10^-3))=3278,7 А.

Проверяем второе условие выбора питающих проводов.

Iк.з⁽¹⁾ >=3*Iпл.вст.

3278,7>=3*250 – условие выплоняется.

По четвертому условию расчитываем минимальное сечение или проверяем сечение на термическую стойкость

Fmin= (Вк/Ст)= (Iк.з⁽¹⁾ * t_расч.)/Ст =(3278,7* 1,22)/62=64,8мм² – оставляем сечение 150мм². Определили из рисунка 31.4 [2,140] t_расч.=1,5сек.

Ст=62 [2,280].

Заключение

Вданном курсовом проекте был рассмотрен расчет сети электроснабжения на примере ЭСН и ЭО механического цеха тяжелого машиностроения. Были рассмотрены основные вопросы электрического снабжения.

Для правильного расчета необходимо было определить назначение проектируемого объекта, характер его нагрузки, количество электроприемников и их категория для правильного выбора количества трансформаторов на ЦТП, охарактеризовать помещение по категориям безопасности.

Также была рассмотрена система электрического освещения. Вся осветительная система запитана от щита ЩО, который получает питание от ЦТП.

Была построена картограмма нагрузок и определен центр нагрузок, характеризующийся тем, что при максимальном приближении ЦТП к нему нагрузки будут наименьшими.

В соответствии с нагрузкой цеха была выбрана мощность трансформатора.

В заключении был произведен расчет заземление нейтрали обмотки низшего напряжения трансформаторов ЦТП.

Все расчитанные параметры системы электроснабжения удовлетворяют всем требованиям, поэтому система может считаться пригодной для применения на производстве с высокой гибкостью, экономичностью и надежностью.

Библиография