Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Расчет токов КЗ. Проверка элементов сети



ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

 

Методические указания к выполнению выпускной

квалификационной работы

 

Для студентов специальности 140211 Электроснабжение

и направления 140400 Электроэнергетика и электротехника

профиля «Электроснабжение»

 

Сызрань 2015


Печатается по решению Научно-методического совета электротехнического факультета филиала ФГБОУ ВПО СамГТУ в г. Сызрани

 

УДК 004.652

 

Проектирование систем электроснабжения: метод.указ. к вып. ВКР / Сост. И.А. Вокин, А.И. Земцов, Н.Н. Родионов. – Сызрань; филиал Самар. гос. техн. ун-та в г. Сызрани, 2015. - 36 с.:

 

Рассмотрены вопросы проектирования систем электроснабжения промышленных объектов и объектов городского хозяйства

Предназначены для студентов, обучающихся по специальности 140211 Электроснабжение и по направлению 140400 Электроэнергетика и электротехника профилю «Электроснабжение»

 

 

Составители: канд. техн. наук И.А. Вокин,

канд. техн. наук А.И. Земцов,

канд. техн. наук Н.Н. Родионов

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Настоящие методические указания предназначены для студентов специальности 140211 «Электроснабжение» и направления 140400 «Электроэнергетика и электротехника» профиля «Электроснабжение». Рекомендуются к использованию при выполнении Выпускной квалификационной работы (ВКР).

Методические указания представляют собой краткие теоретические сведения и рекомендации для проектирования системы электроснабжения (СЭС) объектов различного назначения. Основной акцент сделан на разработку СЭС городов и промышленных предприятий.

При составлении методических указаний авторы исходили из того, что студенты уже приобрели навыки проектирования отдельных элементов систем электроснабжения, и готовы применять их для решения комплексных задач. Поэтому материал, как правило, не содержит подробных описаний методик расчета, а лишь общие указания на рекомендуемые методы, задавая алгоритм проектирования. Каждый пункт содержит необходимое количество ссылок на актуальные нормативные документы, а так же на учебные пособия и справочники, с которые студенты должны были использовать при выполнении курсовых проектов и работ.



Содержание методических указаний полностью соответствует содержанию ВКР, однако в ходе проектирования могут быть внесены некоторые корректировки в соответствии с заданием на выполнение ВКР.

 

ВВЕДЕНИЕ

Используя периодические, научно-технические издания, осветить основные проблемы в области электроснабжения, указать на достижения в этой области.

Необходимо привести общие требования к электрическим сетям, а так же сформулировать основные задачи, которые необходимо решить при проектировании систем электроснабжения.

1. КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

ЭЛЕКТРОСНАБЖАЕМОГО ОБЪЕКТА

 

В разделе необходимо привести основные сведения об объекте, для которого проектируется система электроснабжения:

- краткое описание объекта, его назначение;

- основные структурные единицы объекта, их место в общей структуре и технологическая взаимосвязь;

- сведения об основных потребителях электроэнергии с указанием их категории надежности электроснабжения, категории сред помещений,

- дополнительные сведения, необходимые для проектирования системы электроснабжения объекта.

 

2. ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ

ЕДИНИЦЫ ОБЪЕКТА

Исходными данными для проектирования является план расположения электроприёмников (потребителей) структурной единицы (цеха, установки, жилого квартала, населенного пункта и т.п.), спецификация оборудования с указанием номинального напряжения, единичной номинальной мощности, коэффициента мощности, коэффициента использования.



Результатом выполнения раздела является выбор схемы и элементов силовой и осветительной сети структурной единицы объекта. Графическая часть раздела должна содержать план распределительной сети структурной единицы объекта.

 

 

Расчет нагрузок

Расчет силовой и осветительной нагрузки рекомендуется производить методом эффективного числа электроприемников [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7].

В расчетно-пояснительной записке необходимо изложить методику расчета нагрузок с указанием необходимых формул. Результаты расчета необходимо свести в таблицу [2, 4, 7]. Для предварительного расчета осветительной нагрузки допускается использовать упрощенный метод – метод удельной мощности [8].

Результатом расчёта нагрузок является определение расчетной мощности в целом по структурной единице объекта, необходимой для выбора мощности трансформаторов подстанций.

 

 

2.2. Выбор напряжения распределительной сети

Для низковольтных распределительных сетей промышленных объектов могут быть применены напряжения 660 В и 380 В. Определяющее значение в выборе напряжения распределительной сети имеют номинальные напряжения электроприёмников (потребителей).

На промышленных предприятиях напряжение 660 В рекомендуется применять для вновь строящихся объектов, характеризуемых следующими признаками [9]:

- применение напряжения 660 В позволяет отказаться от сооружения разветвленной сети 380 В;

- основную часть ЭП составляют низковольтные нерегулируемые электродвигатели переменного тока мощностью свыше 10 кВт;



- длины кабелей питающей и распределительной сетей низкого напряжения отличаются протяженностью;

- поставщики технологического оборудования (станков, автоматических линий, прессов, термического и сварочного оборудования, кранов и т.п.) обеспечивают поставку комплектуемого электрооборудования и систем управления на напряжение 660В.

В остальных случаях применяется напряжение 380 В.

Городские сети напряжением до 1 кВ должны выполняться напряжением 380/220 В [1]

 

 

2.3. Выбор числа, мощности и места расположения

трансформаторных подстанций

Исходными данными для выбора числа мощности и места расположения подстанций является мощность потребителей, рассчитанная в п.п. 2.1, а также план расположения потребителей.

Количество трансформаторов цеховой ТП промышленного объекта определяется, в основном, требованиями надежности питания потребителей [9]. Питание электроприемников может быть предусмотрено от однотрансформаторных, двухтрансформаторных и трехтрансформаторных подстанций.

Мощность трансформаторов двухтрансформаторных и трехтрансформаторных подстанций следует определять таким образом, чтобы при отключении одного трансформатора было обеспечено питание требующих резервирования электроприемников в послеаварийном режиме с учетом перегрузочной способности трансформаторов [4, 6, 7, 9].

При значительном количестве устанавливаемых цеховых ТП и рассредоточенной нагрузке следует производить на основании технико-экономического расчета выбор единичной мощности трансформаторов в зависимости от плотности нагрузки [4, 6, 7, 9]. Исходя из выбранной единичной мощности трансформатора, затем определяется оптимальное число трансформаторов и ТП.

При известном количестве трансформаторов, единичная мощность трансформатора выбирается по средней нагрузке за максимально загруженную смену, вычисленную в п.п. 2.1. [4,6,7].

В городских распределительных сетях для питания потребителей 2-й и 3-й категорий могут применяться трансформаторные подстанции с одним или двумя трансформаторами [1, 10].

Выбор номинальной мощности трансформатора на однотрансформаторной подстанции производится исходя из условий обеспечения питания всех электроприемников, присоединенных к подстанции.

На двухтрансформаторной подстанции выбирают номинальную мощность трансформаторов из условий аварийного режима, когда один из трансформаторов выходит из строя, а оставшийся в работе обеспечивает или всю нагрузку подстанции, или часть ее, так как часть нагрузки (электроприемники 3-й категории) может быть отключена [10].

При окончательном выборе мощности трансформаторов подстанций, необходимо рассмотреть вопрос целесообразности компенсации реактивной мощности и выбора компенсирующих устройств.

Для выбора места расположения подстанций необходимо определить центр электрических нагрузок [7, 10]. Подстанции необходимо размещать как можно ближе к центру электрических нагрузок, принимая во внимание различные факторы (Размещение электроприёмников, архитектурно-планировочные решения и т.п.).

Результатом выполнения пункта является выбор числа, мощности и места расположения подстанций с указанием типа и производителя трансформаторов и КТП, выбор мощности и типа компенсирующих устройств, а так же определение действительного коэффициента загрузки трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности.

 

 

Выбор и обоснование схемы

Распределительной сети

 

Электрические сети напряжением до 1 кВ переменного тока на промышленных предприятиях подразделяются на питающие сети до 1 кВ (от цеховых ТП до распределительных устройств до 1 кВ) и распределительные сети до 1 кВ (от РУ до 1 кВ до электроприемников) [4, 6, 7, 9].

Внутрицеховые питающие силовые сети могут выполняться как магистральными, так и радиальными. Выбор вида сети зависит от планировки технологического оборудования, требований по бесперебойности электроснабжения, условий окружающей среды, вероятности изменения технологического процесса, вызывающего замену технологического оборудования, размещения цеховых ТП. Каждый вид прокладки имеет свою предпочтительную область применения.

Распределительные сети до 1 кВ могут выполняться магистральными или радиальными. Выбор вида сети зависит от планировки и габаритов технологического оборудования, условий среды, особенностей проведения подъемно-транспортных работ в цехе.

Магистральные распределительные сети до 1 кВ рекомендуется выполнять с помощью комплектных распределительных шинопроводов. Радиальные распределительные сети до 1 кВ следует выполнять при распределении электроэнергии от распределительных щитов, пунктов, щитов и шкафов станций управления, других видов НКУ [9].

Городские распределительные сети до 1000 В могут иметь различные схемы построения [1, 10]. Для питания потребителей третьей категории применяют радиальные нерезервированные сети с односторонним питанием. Каждая радиальная линия может питать одного потребителя, подключенного в конце линии. Питание жилых зданий осуществляется по радиальной петлевой схеме.

Результатом выполнения данного пункта является описание схемы распределительной сети, в котором содержится исчерпывающая информация о схеме подключения к сети каждого электроприемника (потребителя).

 

 

2.5. Светотехнический расчет

В соответствии с заданием светотехнический расчет может быть произведен для промышленного объекта или для определенной территории (уличное освещение).

Исходными данными для светотехнического расчета промышленного объекта являются:

- размеры помещения основного производства: ширина пролетов, число пролетов, длина и высота помещения;

- наименьший размер рабочего объекта и его контраст с фоном, согласно характеру технологического процесса и характеристикам помещении;

- содержание пыли в помещении согласно характеру технологического процесса [11,12].

Следует указать, что производится расчет общего освещения производственного помещения, вспомогательных помещений и аварийного эвакуационного освещения.

Светотехнический расчет производится в следующей последовательности:

1.Согласно исходным данным и характеристикам помещения определяется нормируемая минимальная освещенность для общего искусственного освещения производственного помещения [11].

2. Выбирается тип источников света и тип светильника, устанавливается класс светильника и тип кривой силы света (тип светильника без учета мощности источника света) [11,13,14].

3. Выбирается способ монтажа светильников, и определяется расчетная высота установки светильников (необходимо привести рисунок с указанием выбранных расстояний).

4. Определяется коэффициент λ. Далее определяется расчетное расстояние между рядами светильников в пролете.

5. На плане помещения с расположением колонн и технологического оборудования, указывается расположение светильников. При распределении светильников следует учитывать способ их монтажа и то, что светильники должны распространять световой поток на рабочие территории.

6. Производится расчет мощности источников света [14, 15]. Выбирается стандартная мощность светильника, и проводится проверка на допустимые пределы отклонения светового потока источника света.

Для расчета освещения во вспомогательных помещениях, можно воспользоваться упрощенным методом удельной мощности [14]. При выборе источников света следует руководствоваться [11] и предпочтение отдается современным люминесцентным лампам, особенно при постоянном присутствии людей.

Для аварийного эвакуационного освещения можно воспользоваться известными методами расчета. При рассмотрении источников освещения следует принять рекомендации [11] и требования [16], раздел 6. В случае принятия решения выполнения аварийного освещения на светодиодах, следует отдать предпочтение светильникам с автономным питанием.

Прирасчете электрических сетей необходимо выбрать конфигурацию электрической сети: определить расположение групповых и магистральных (распределительных щитков) щитков, установить распределение светильников по фазам. Далее можно приступать к расчету схемы. Первоначально выбрать тип токоведущих элементов: провода, кабели, осветительные шинопроводы и т.п. Сечение проводников выбирается путем расчета тока нагрузки [12, 13, 17]. Для выбора шинопроводов можно воспользоваться [18]. Окончательный выбор сечения проводников осуществляется после проверки сети по допустимой потере напряжения [12, 13].

Для защиты участков осветительных сетей необходимо выбрать автоматические выключатели либо предохранители, а также осветительные щитки (ящики или шкафы) [12, 13].

Результатом светотехнического расчета производственного помещения является выбор типа и мощности источников света и светильников общего и аварийного эвакуационного освещения, способ монтажа, выбор конфигурации и элементов электрической сети освещения. В пункте необходимо привести план помещения с расположением технологического оборудования и размещением светильников, а так же с нанесенной на план электрической сетью освещения.

При расчете уличного освещения выбирается тип и мощность источников света и светильников, а так же их расположение [10,19]

 

 

2.6. Выбор элементов распределительной сети

 

Исходными данными для выбора элементов распределительной сети является схема сети, а также мощности потребителей.

Перед выбором элементов распределительной сети необходимо определить мощности и токи, протекающие по её участкам. Расчет можно производить как вручную, так и с применением САПР (Electric job, NAGR 3F и т.п.). При применении автоматизированных методов расчёта необходимо привести оригинальные распечатки результатов расчёта.

К элементам сети относятся проводники (провода, кабели, шинопроводы), коммутационные аппараты и защитные аппараты.

Выбор проводников производится по нагреву (с учетом послеаварийных и ремонтных режимов), по потере напряжения, и по соответствию току выбранного аппарата защиты [1, 7, 10, 16].

Условия выбора коммутационных и защитных аппаратов зависит от типа аппарата [7, 10].

Допускается производить выбор элементов распределительной сети с применением САПР («PROWOD2», «electroprowod 1.0 и т.п.), при этом необходимо приложить оригинальные распечатки результатов расчёта.

Результатом выполнения пункта является выбор элементов распределительной сети. В пояснительной записке должны содержаться исчерпывающие сведения о выбранных элементах с указанием их производителей.

 

 

Расчет токов КЗ. Проверка элементов сети

На действие токов КЗ

 

Электрооборудование должно быть проверено по режиму коротких замыканий (КЗ). По режиму КЗ электрооборудование проверяется на электродинамическую и термическую стойкость, а коммутационные аппараты - также на коммутационную способность [16, 20].

Для расчёта КЗ составляются расчётные схемы и схемы замещения с указанием точек КЗ. Расчётный вид короткого замыкания и условия проверки определяются видом проверяемого электрооборудования [7, 10, 20, 21].

Результатом выполнения пункта является расчет токов КЗ и проверка электрооборудования по режиму КЗ. В пояснительной записке должны быть приведены необходимые расчётные схемы и схемы замещения, расчёты токов КЗ, а так же результаты проверки.

 

 

3. РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ

ЭЛЕКТРОСНАБЖАЕМОГО ОБЪЕКТА

Исходными данными для расчета являются сведения о потребителях распределительной сети электроснабжаемого объекта: установленная мощность, коэффициент мощности, коэффициент использования, коэффициент спроса.

Результатом выполнения раздела является выбор схемы и элементов распределительной сети электроснабжаемого объекта. Графическая часть раздела должна содержать план прокладки кабельных трасс электроснабжаемого объекта и схему принципиальную однолинейную распределительной сети электроснабжаемого объекта.


Просмотров 539

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!