Электроснабжение электромеханического цеха

 

В таблице 12 приняты следующие  обозначения:

P_ном,АД – номинальная активная мощность АД, кВт;

U_ном,АД – номинальное напряжение АД, кВ;

I_пуск – пусковой ток АД;

I_ном,АД – номинальный ток АД;

cosφ_ном,АД – номинальный коэффициент мощности АД, о.е.;

η_АД – КПД АД, о.е.

 

1 Выбор предохранителя  и плавкой вставки

Выбор предохранителя и  плавкой вставки проводится для  защиты АД.

Номинальный ток АД (I_ном,АД, А):

;

 А.

Пусковой ток АД (I_пуск, А):

 

;

 А.

Ток плавкой вставки (I_в, А) выбирается по двум условиям:

;

,

где    2.5 – коэффициент кратковременной перегрузки плавкой вставки при    лёгком пуске, /3/.  

 А;

 А.

Находим из каталога программы WSTAVKA ближайший больший ток 315 A и по этому току выбираем предохранители, номинальные данные которых представлены в таблице 13.

 

Таблица 13 – Данные выбранных предохранителей

Тип	Uном, п, кВ	Iном, п, А	Iном, в, А	Iоткл, п, кА
НПН2 - 60	500	60	40	6
ПН2-100	380	100	40	50(100)

В таблице 13 приняты следующие обозначения:

U_ном,п – номинальное напряжение предохранителя, кВ; 
I_ном,п – номинальный ток предохранителя, А;

I_ном,в – номинальный ток плавкой вставки, А;

I_откл,п – предельный ток отключения предохранителя, кА.

 

1.1 Проверка предохранителя по отключающей способности

Предельный ток отключения предохранителя должен быть больше периодической составляющей тока КЗ, происшедшего сразу за предохранителем (I_К), т. е  должно выполняться условие:

> ,

   где  I_К = I_К2 = 75,581 А, с. 27.

 = 100 А > I_К = 75,581 А,

 

1.2 Согласование плавкой вставки с защищаемым проводником

Предварительно выбираем защищаемый проводник  по условию 

 > ,

где – допустимый ток защищаемого проводника, т.е.

 > 40А.

По таблице 4.3.24   /2/, с. 88, выбираем изолированный провод в трубе с алюминиевыми жилами сечением 8 мм² , для которого = 40 А.

Поскольку предохранитель защищает АД только от КЗ, то условием согласования является следующее:

< 3∙ .

Получаем, что = 100 А < 3∙40= 120 А,  т.е. номинальный ток             

плавкой вставки согласуется с допустимым током защищаемого проводника.

 

2 Выбор автоматических воздушных выключателей для защиты распределительного пункта

К РП1 подключено 6 ЭП суммарной номинальной мощностью P_ном = 45,4 кВт, номинальное напряжение сети U_{ном, с} = 0,38 кВ. Данные мощного двигателя, имеющего наибольший пусковой ток, приведены в таблице  12. Ток КЗ за автоматом для защиты РП1 I_К1 = 83,34 А, с. 26.

На каждом двигателе  установлен магнитный пускатель, защищающий двигатель от перегрузки, т.е. автомат  защищает только от КЗ. Выбираем автомат, который защищает линию, питающую РП.

           QF

 

 

                                                                                       РП

 

 

 

 

 

 

КМ

 

М(АД)

Рисунок 4 – Расчётная схема для выбора автоматов

 

2.1 Выбор и  проверка автоматического воздушного  выключателя

2.2 Вспомогательный расчёт нагрузок

 

Для расчета необходимо определить расчётный коэффициент мощности группы ЭП (cosφ_р), коэффициент использования группы ЭП (K_и), коэффициент максимума группы ЭП (K_м ):

,

где P_Р, S_Р  – взяты из раздела «Определение расчетных силовых нагрузок», приложение.

 

Коэффициент спроса для  группы ЭП (K_с):

,

где  К_м, К_и – взяты из раздела «Определение расчетных силовых нагрузок».

Пиковый ток группы ЭП (I_пик, А):

,                                      

где  I_пуск, I_ном,АД – пусковой и номинальный ток асинхронного двигателя, взяты из раздела «Выбор предохранителя и плавкой вставки».

 А.

 

2.3  Выбор  автомата по условиям нормального  режима

Автомат не должен срабатывать  в нормальном режиме, для этого должно выполняться условие:

 > ,

где   I_ном,р – номинальный ток расцепителя, А.

  В данном случае:

 > А.

По этому условию  на с.260 /5/ выбираем ближайший больший расцепитель I_ном,р = 31,5 А, а по нему все возможные автоматы, параметры которых приведены в таблице 14.

Таблица 14 - Данные выбранных автоматов

Тип автомата	Iном,а, А	Iотс/Iном,р, о.е.	Iном,р, А	Iоткл, кА
ВА 51 – 31	100	7	31,5	6
ВА 52 – 31	100	7	31,5	15

          

В таблице 14 приняты следующие обозначения:

I_ном,а – номинальный ток автомата;

I_отс / I_ном,р – ток отсечки, о.е. (к току расцепителя);

I_ном,р – номинальный ток расцепителя;

I_откл – предельный ток отключения.

 

При выборе автоматов следует иметь в виду, что рекомендуется выбирать автомат ВА51, а автоматы ВА52 следует применять, если требуется повышенная коммутационная способность.

 

2.4 Проверка автомата в пиковом режиме

При пуске двигателя  не должна сработать отсечка автомата, для этого должно выполняться условие

.

По таблице 14 = 7, т.е. > , следовательно, условие выполняется.

В пиковом режиме также не должен сработать тепловой расцепитель, т.е. должно выполняться условие:

,

где  – длительность пуска мощного двигателя с наибольшим пусковым током, t_пуск = 2  с, /4/;

     – время срабатывания автомата, определяется по времятоковой характеристике.

 

2.5 Проверка автомата на  предельную коммутационную способность

Для выбранного автомата должно выполняться условие:

>I_к1,

где  I_k1 = 4,98 кА – периодическая составляющая тока КЗ за автоматом, с.26.

 По отключающей способности подходит автомат ВА 51-31, т.к.

I_откл,А = 6 кА>I_к1  = 0,08334 кА.

 

2.6 Согласование расцепителя с защищаемым проводником

Для согласования с расцепителем проводник должен быть таким, чтобы  выполнялось условие:

 

,

где  - допустимый ток для кабеля с бумажной пропитанной изоляцией, четырехжильного, проложенного в воздухе.

Выбираем кабель сечением 150 мм² , для которого = 210 А, /3/.

208 А< 210 А.

Расцепитель автомата согласуется  с защищаемым проводником. Выбираем автомат ВА51 – 31.

Автоматизированный выбор  автомата производится с помощью  программы AVTOVAT. Результаты приведены в распечатках в приложении.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор релейной защиты

 

Назначение  релейной защиты и требования, предъявляемые к ней

Релейной защитой называются специальные устройства, состоящие  из реле, автоматов и других аппаратов, обеспечивающие отключение поврежденного  участка сети или приводящие в действие только сигнальные устройства.

Наиболее опасными являются короткие замыкания, приводящие к тяжелым повреждениям сетей и оборудования, поэтому при их возникновении релейная защита должна автоматически отделить поврежденный участок от остальной части электроустановки. Если возникший ненормальный режим не опасен для электроустановки и его можно ликвидировать без отключения (например, при перегрузках), то задача релейной защиты сводится лишь к приведению в действие предупреждающих сигнальных устройств, оповещающих оперативный персонал о ненормальном режиме.

Основными требованиями, предъявляемыми к релейной защите, являются:

1) быстродействие, т. е.  быстрое отключение поврежденного участка, которое либо полностью исключает повреждение, либо ограничивает его размеры;

2) селективность (избирательность) действия защиты, т. е. способность защиты отключать только ближайший к месту повреждения выключатель;

3) чувствительность, т.  е. защита должна быстро реагировать на возникший ненормальный режим (короткое  замыкание, перегрузка, понижение напряжения и т. п.) в пределах участка ее действия.

 

Классификация реле и группы основных реле, применяемых  в релейной защите

Реле, применяемые в  релейной защите, классифицируются следующим образом:

а) по принципу действия - на электромагнитные, индукционные,

 

 

электродинамические, тепловые, электронные, магнитоэлектрические и др.;

б) по назначению - на основные, которые  первыми начинают реагировать на нарушение режима работы и дают импульс на включение остальной аппаратуры,   и вспомогательные,   выполняющие вспомогательные функции;

в) по способу включения  на ток и напряжение - на первичные, обмотки которых включаются непосредственно  в электрическую сеть, и вторичные, когда обмотки включаются через  измерительные трансформаторы тока и напряжения;

г) по способу действия на отключающий выключатель - на реле прямого действия, воздействующие непосредственно на отключающий механизм выключателя, и реле косвенного действия, воздействующие на механизм выключателя только через другие вспомогательные аппараты.

Выпускаемые промышленностью  реле выполняются на электромагнитном и индукционном принципах. Наиболее широко используются вторичные реле максимального тока прямого и косвенного действий, выполненные на электромагнитном и индукционном принципах, действующие с выдержкой времени или мгновенно.

Реле максимального  тока представляет собой аппарат для защиты участка цепи, где его устанавливают в тех случаях, когда возникший ток на защищаемом участке цепи превышает величину максимального рабочего тока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет заземляющего устройства

 

Рассчитать заземляющее  устройство в электроустановках  с изолированной нейтралью – это значит :

- определить расчетный  ток замыкания на землю;

- определить расчетное  сопротивление грунта;

- выбрать количество  вертикальных электродов.

Заземляющее устройство состоит из заземлителя и заземляющих проводников. В качестве заземлителей используются в первую очередь естественные заземлители: проложенные в земле стальные водопроводные трубы, стальная броня и свинцовые оболочки силовых кабелей. Если естественных заземлителей недостаточно, применяют искусственные заземлители: заглубленные в землю вертикальные электроды из труб, уголков или прутковой стали и горизонтально проложенные в земле на глубине не менее 0,7м полосы. Рекомендуется использовать прутковые заземлители - стержни диаметром    12...16 мм и длиной 5 м, которые обеспечивают малое сопротивление растеканию тока.

При использовании  естественных заземлений:

,