Курсовая работа (т): Компрессорный цех

Отличия расчетов тока КЗ в сетях напряжением до 1кВ от расчета токов КЗ выше 1кВ обусловлены следующими особенностями:

активные сопротивления элементов цепи КЗ в сети до 1кВ играют существенную роль и могут даже преобладать над индуктивными;

если установка до 1 кВ получает питание через понижающий трансформатор, то периодическую составляющую тока при КЗ на стороне низкого напряжения трансформатора можно считать неизменной по амплитуде. При определении сопротивления цепи КЗ учитываются не только активные и индуктивные сопротивления трансформаторов, кабелей, шин, но и сопротивления аппаратов.

При расчете необходимо учитывать активные сопротивления всех переходных контактов короткозамкнутой цепи, так как реальные величины токов КЗ значительно меньше расчетных, найденных без учета всех контактных сопротивлений. Сопротивления всех элементов цепи приводятся к напряжению ступени КЗ и выражаются в именованных единицах.

Расчет токов КЗ в сетях и установках напряжением до 1кВ выполняются в соответствии с расчетной схемой, в состав которой включаются все элементы, оказывающие влияние на величину тока КЗ. Влияние двигателей учитывается в тех случаях, когда они непосредственно подключены к месту КЗ проводом или кабелем длиной до 5 м.

Расчет токов короткого замыкания реализуется с помощью ЭВМ по данным схемы замещения составленной для цепи "Трансформатор - ЭП № 14".

В результате расчетов получаем следующие показатели:

* сверхпереходной ток трехфазного КЗ;

* ударный ток трехфазного КЗ;

* действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ;

* начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ;

* мощность КЗ в начальный момент;

Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновения КЗ в сети или в элементах электрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба, а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определять токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование, защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ.

Для расчета токов КЗ составляем расчетную схему системы электроснабжения и на её основе схему замещения. Выполним расчетную схему и схему замещения для электроприемников СП, для приемников схема будет аналогична, будут различаться лишь параметр элементов и количество присоединений.

Для расчетов составляем расчетную схему (рисунок 1-а) и схему замещения (рисунок 1-б), в которых учитываем сопротивления трансформаторов на ГПП, линии от энергосистемы до ГПП и линию от ГПП до цехового трансформатора.

Считаем, что питание осуществляется от системы неограниченной мощности, следовательно Хс = 0. Для генераторов, трансформаторов, высоковольтных линий обычно учитывают только индуктивные сопротивления.

Для ВЛ-2 учитываем также и активное сопротивление.

ВЛ-1 выполнена проводом АС-95; х0 = 0,4 Ом/км

Вл-2 выполнена проводом АС-10; х0 = 0,4 Ом/км

На ГПП принимаем два трансформатора ТМ-1 напряжением 35/10, кВ; мощностью по 1000 кВ*А; потери напряжения на КЗ Uк =6,5%. [4]

Принимаем базисную мощность Sб =100 МВ*А. Расчет сопротивлений производим в относительных единицах.

Основными причинами возникновения КЗ в сети могут быть: повреждение изоляции отдельных частей электроустановок; неправильное действия обслуживающего персонала; перекрытия токоведущих частей установок. Короткой замыкание в сети может сопровождаться: прекращением питания потребителей, присоединенных к точкам, в которых произошло короткое замыкание; нарушение нормальной работы других потребителей, подключенных к неповрежденным участкам сети, вследствие понижения напряжения на этих участках; нарушением режима работы энергетической системы.

Рассмотрим расчет токов короткого замыкания данного проекта.

Для вычисления короткого замыкания по расчетной схеме составляют схему замещения, в которой указывают сопротивления всех источников и потребителей, и намечают вероятные точки токов короткого замыкания.

В данном проекте за базисное напряжение принимают номинальное напряжение Uном = 10 кВ, а базисную мощность Sб = 10 кВ * А

Схема представляет собой систему неограниченной мощности. В данном случае для трансформаторов, напряжением короткого замыкания Uк =% (дается в каталогах) Uк = 10,5%

Для удобства расчетов токов короткого замыкания применим упрощенную схему замещения для точки К1 (индуктивная).

Расчет токов короткого замыкания произведен в относительных единицах.

Xвл =  (2.19) [1]

Где S - мощность, кВ * А

Uном - номинальное напряжение, кВ

x = x0 l1 = 0,099 * 10 = 0,99 А (2.20) [1]

Х тр-ра =  (2.21) [1]

х - определяется по величине Uк (Uк 10)

Sном = 16 т.к. это мощность трансформатора

Х кабеля =  (2.22) [1]

Х каб = 0,08 т.к. для кабельных линий U - ем 6-20 кВ величина

х = 0,08 Ом/км

Упрощенная схема замещения для точки К1 (активная)

Rвл =  (2.23) [1]

r = r0l1 = 0,43 * 10 =4,3 (2.24) [1]

где r = 0,43 при решении активного сопротивления данного трансформатора, этим сопротивлением можно пренебречь.

Rкабеля =  (2.25) [1]

Для кабелей (кабельных линий) U - ем 6-20 кВ величина

r = 0,26 Ом/км

Iб - базисный ток, определяемый по выбранной базисной мощности Sб

Iб = кA (2.26) [1]

Z - полное сопротивление выраженное в относительных единицах и приведенное к базисной мощности

Z =  (2.27) [1]

ZX = 0,96 мОм

ZR = 0,265 мОм

Z =  мОм

Ток короткого замыкания для точки К1

Iкз1 = Iб / Z = 5,5/ 0,99 = 5,55 кА (2.28) [1]

Iударн =  (2.29) [1]

K = / = 0,96 * 0,265 = 3,9

Также как и для точки К1 составляем упрощенную схему для точки К2 (индуктивного сопротивления) и (активного сопротивления).

Сопротивление шин:

R0 = 0,017 Ом/м; х0 = 0,31 Ом/м

Sоткл. авт. = 200 МВ * А

Хсист = мОм (2.30) [1]

Rшин = r0l = 0,017 * 10 = 0,17

Хшин = r0l = 0,031 * 10 = 0,31

Iкз = кA (2.31) [1]

ZR = 0,435 мОм, ZX = 60,81 мОм

Z = =  мОм (2.32) [1]

Iуд = кА

2.3.1 Расчет сечения и выбор проводов для компрессора

Из формулы номинальной мощности определяем номинальный ток компрессора "Высокая ступень 21А280".

 =  (2.33) [1]

 =  =  = 220 А

где I ном - номинальный ток А.

Р ном - номинальная мощность двигателя кВт.

U - напряжение В.

 - коэффициент мощности [1].

η эд - к. п. д электродвигателя [1].

Выбор сечения кабеля.

Выбрал медный 4х жильный сечением 95 для Высокой ступени.

Из формулы номинальной мощности определяем номинальный ток компрессора "Низкая ступень 21АН300".

 =  =  = 260 А

Выбор сечения кабеля.

Выбрал медный 4х жильный сечением 120 для Низкой ступени.

2.3.2 Выбор электромагнитных пускателей

Электромагнитный пускатель играет роль включателя и отключателя, осуществляющего защиту и управление трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором. Кроме того, магнитный пускатель может применяться для дистанционного включения и отключения различного электрооборудования - энергоемкие светильники, электрообогреватели и др.

Помимо контакторных магнитных пускателей также выпускаются бесконтакторные пускатели, оборудуемые вместо контактора силовыми тиристорами, управление которыми производится через импульсные сигналы. Хотя изначально магнитные пускатели разрабатывались в качестве устройств для электрического управления и контроля над асинхронными электродвигателями, однако благодаря оснащению вспомогательными модулями они стали пригодны для выполнения некоторых других, не предусмотренных ранее, функций. Современные электромагнитные пускатели способны защищать электрооборудование с помощью теплового реле от чрезмерных электрических перегрузок и сигнализировать о текущем электротехническом состоянии техники (оборудования). Усовершенствованные модели электромагнитных пускателей состоят из:

контакторов;

сигнальных ламп;

тепловых реле защиты от перегрузок по току;

кнопок управления.

В целом, выпускаемые в настоящее время электромагнитные пускатели могут существенно различаться и по внутреннему устройству, и по дополнительному функционалу. Низковольтные электромагнитные пускатели бывают нереверсивные и реверсивные, исходя из предназначения и разновидности модели. Кроме этого они могут быть конструктивно оборудованы средством температурной защиты и заключать в своем корпусе электрическое тепловое реле, однако некоторые виды пускателей производятся и без них. Также они могут иметь некоторые расхождения в таких технических характеристиках, как уровень коммутируемых токов и номинальное напряжение катушки. Кроме перечисленного, различные модели магнитных пускателей бывают в разной степени защищенными от факторов внешней среды (усиленный корпус от проникновения влаги, пыли и т.д. или вообще отсутствие какой-либо защиты).

Условиями выбора электромагнитных пускателей являются:

. Номинальное напряжение катушки. Стандартная шкала напряжений 24, 110, 220, 380 В переменного тока и 24 В постоянного тока.

. Величина электромагнитного пускателя. К 1 величине относятся электромагнитные пускатели с током основных контактов от 10А до 16А, к 2 - с током основных контактов в 25А, 3 - 40А, 4 - 63А.

При больших нагрузках в электрической цепи, превышающих 63А, используются электромагнитные контакторы.

При выборе пускателя следует учитывать рабочий ток нагрузки в соответствии с условием:

_{НОМ. ПУСК}≥ I_Р, (2.34) [1]

где I_{НОМ. ПУСК} - номинальный ток пускателя, А; I_Р - рабочий ток нагрузки, А.

. Наличие теплового реле у электромагнитного пускателя требуется, когда функционирующие электродвигатели могут иметь перегрузки в работе.

. Реверс - управление реверсивным электродвигателем через реверсивный механизм электромагнитного пускателя, в который включено 2 магнитные катушки, 6 контактов силовых и механизм блокировки.

. Количество дополнительных замыкающих и размыкающих контактов должно соответствовать проектируемой схеме.

. Наличие управляющих вспомогательных элементов (кнопок, индикаторных лампочек и т.п.), которые значительно облегчают эксплуатацию устройства.

. Высокая степень защищенности IP магнитного пускателя позволяет работать даже в самых агрессивных средах (пыль, влага и др.).

. Класс износостойкости (или количество срабатываний). Если устройство предназначается для работы в режиме многократных коммутационных нагрузок на единицу времени, то данный параметр очень важен при выборе пускателя. В некоторых случаях требуется применять некоммутируемые пускатели.

. Наличие серии. Данное обстоятельство может свидетельствовать о том, что электромагнитный пускатель входит в категорию пусть и дорогих, но известных производителей, поддерживающих высокое качество продукции.

Электромагнитные пускатели широко применяются для контакторного управления электродвигателями. Чтобы произвести оптимальный выбор пускателей, вначале рассмотрим их классификацию. Промышленность выпускает:  ПМ12 <#"808008.files/image068.gif">% Δ% = 5 % (2.36) [1]

Потеря напряжения в разветвленных сетях определяется до наиболее удаленного электродвигателя по участкам путем суммирования потерь напряжения по отдельным участкам.

Потеря напряжения в ответвлении к наиболее удаленному двигателю:

ΔU% =  (2.37) [1]

ΔU% =  = 0,17%

где

Y - удельная проводимость медных проводов;

(Y = 58 ) [1].

S₀ - сечение ответвления, мм;

L₀ - длина ответвления, м [1];

Р_н - номинальная мощность электродвигателя, кВт.

Потеря напряжения в магистрали:

Uм%= (2.38) [1]

Uм%==0,04 %