Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ДО И ВЫШЕ 1000 ВОЛЬТ
Методические указания, задания и справочный материал к расчетно-графическим работам для студентов всех форм обучения по специальности 050718-Электроэнергетика
Алматы
2012
Целью выполнения двух РГР является приобретение учащимися практических навыков по выбору электрических аппаратов общепромышленного назначения, а также навыков работы с компьютерными программами, разрабатываемыми на кафедре ЭПП.
В методических указаниях к РГР учтены рекомендации и положения, изложенные в казахстанской редакции ПУЭ1.
Расчетно-графическая работа № 1 состоит из 2 заданий.
По первому заданию студенты выполняют необходимые расчеты и производят выбор плавких предохранителей, а по второму заданию производят выбор автоматических воздушных выключателей.
Кроме выбора электрических аппаратов учащиеся выполняют также и выбор проводов и кабелей для электрических сетей до 1000В.
В расчетно-графической работе № 2 - студенты выполняют выбор высоковольтных выключателей для сети 10 кВ.
Прежде чем приступить к выполнению расчетно-графических работ следует ознакомиться с соответствующими разделами рекомендованной литерату ры и с приведенными ниже методическими указаниями.
Расчеты, необходимые для выбора низковольтных аппаратов, проводов и кабелей, рекомендуется проводить в соответствии с алгоритмом, приведенным
1.1.Выбрать плавкие предохранители для защиты электродвигателей, получающих питание от силового пункта СП. (см. рисунок 1);
1.2.Выбрать сечения проводов (или кабелей), питающих электродвигатели и СП;
Температуру окружающей среды принять равной 25 °С.
Коэффициент загрузки для всех двигателей принять равным 1.
Режим работы двигателей исключает возможность длительной пере грузки, условия пуска легкие.
Технические характеристики двигателей приведены в
таблицах 1-5.
Рисунок 1- Схема к заданию 1
От главного распределительного пункта ГРП получает питание сило вой пункт СП с автоматическими выключателями, к каждому из которых подключены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором (см. рисунок 2).
Рисунок 2- Схема к заданию 2
Электродвигатели размещены в помещении с нормальной средой. Технические данные электродвигателей приведены также в
таблицах № 1-5.Режим работы двигателей исключает возможность длительной пере грузки, условия пуска легкие.
Требуется определить номинальные токи расцепителей автоматиче ских выключателей и выбрать сечения проводов и питающего кабеля.
Для 1 задания можно выбрать предохранители, параметры которых приведены в справочных материалах к данному пособию.
Выбор предохранителя, как и любого другого электрического аппарата, производится по двум параметрам по номинальному напряжению и по номинальному току.
При выборе по напряжению необходимо, чтобы номинальное напряжение предохранителя было бы больше или равно напряжению сети, в которую предохранитель устанавливается:
Выбор предохранителя по току выполняется следующим образом.
1. Чтобы температура контактных частей предохранителя не превышала допустимую для них температуру (120°С) необходимо, чтобы выполнялось условие:
где:
- Номинальный ток предохранителя;
-Рабочий ток защищаемой цепи.
В нашем случае это рабочий ток двигателя, который определяется по формуле:
где
- номинальная механическая мощность на валу двигателя, кВт;
-номинальное напряжение двигателя, кВ;
-Коэффициент мощности;
- коэффициент загрузки двигателя, равный отношению фактического тока в цепи к номинальному току двигателя. В работе принимаем, что двигатели загружены на номинальную мощность и коэффициент загрузки .
- Коэффициент полезного действия.
, , - Параметры асинхронного двигателя (приведены в задании);
2. Чтобы плавкая вставка не перегорала в нормальном режиме при прохождении по нему рабочего тока необходимо, чтобы номинальный ток плавкой вставки был больше рабочего тока
3. Плавкая вставка должна быть отстроена от кратковременных пиковых токов, возникающих, при запуске двигателя.
Для обеспечения этого условия плавкая вставка для двигателей выбирается по формуле:
Где α – кратность тока нагрузки к току плавкой вставки
Для двигателей с легким пуском принимают α = 2,5, для двигателей с тяжелым пуском принимают α = 1,6.
При кратности тока 2,5 время плавления плавкой вставки будет более 7 секунд, что считается достаточным для запуска АД, имеющего легкий пуск, а при кратности тока α = 1,6 время перегорания вставки будет более 30 минут и достаточным для запуска АД с тяжелым пуском. Если время запуска двигателя известно заранее, то кратность тока, а соответственно и ток плавкой вставки можно определить по защитной характеристике предохранителя.
4. Если предохранитель стоит в линии, питающей несколько двигателей, плавкую вставку рекомендуется выбирать по формуле:
- расчетный номинальный ток линии, равный сумме номинальных токов всех двигателей без одного, имеющего наибольшую разность между пусковым и рабочим током.
- пусковой ток этого двигателя.
5. Наряду с проверкой вставки по условиям пуска необходимо провести проверку и по условию отключения предохранителем однофазного короткого замыкания, возникающего при повреждении изоляции и замыкании фазы на корпус двигателя. В данном случае с помощью предохранителя обеспечивается и защита персонала от случайных прикосновений.
Проверка проводится либо с использованием защитной характеристики предохранителя, либо, при ее отсутствии, по формуле:
Где – ток однофазного короткого замыкания.
6. В случае если 2 предохранителя соединены последовательно, необходимо обеспечить селективность их срабатывания.
Для достижения селективности рекомендуется, чтобы между номинальными токами вставок выполнялось условие:
При выборе провода или кабеля для питания двигателей необходимо учитывать следующее:
1 Марка выбираемого провода или кабеля определяется характеристикой помещения или среды, где прокладывается кабель, а также зависит от способа прокладки кабеля (открытая, скрытая, по воздуху, в земле и т.д.)2.
2. Сечение провода (кабеля) выбирается из условия:
где
- допустимый ток провода, при длительном протекании которого температура провода не превысит допустимую для него температуру3.
Автоматические воздушные выключатели (автоматы) предназначены для защиты электрических сетей до 1000В от сверхтоков: от токов перегрузки и короткого замыкания. Автоматические выключатели для защиты электрических цепей от перегрузки снабжены тепловыми расцепителями, а от коротких замыканий – электромагнитными расцепителями.
При выборе выключателя рекомендуется руководствоваться следующим:
Выбор автоматического выключателя, как и предохранителя, производится по двум параметрам по номинальному напряжению и по номинальному току.
.
Для группы двигателей максимальный ток рассчитывается по формуле:
где
- расчетный номинальный ток линии, равный сумме номинальных токов всех двигателей без одного, имеющего наибольшую разность между пусковым и рабочим током;
- пусковой ток этого двигателя.
Проверка проводится либо с использованием защитной характеристики выключателя и составленным на ее основе компьютерной программы, либо, при ее отсутствии, по формулам:
Для выключателя, имеющего только тепловой расцепитель
Для выключателя, имеющего электромагнитный расцепитель отношение однофазного тока КЗ к верхнему значению тока срабатывания расцепителя должно быть не менее 1.1
6.В случае, если два выключателя соединены последовательно, необходимо обеспечить селективность их срабатывания.
Для достижения селективности рекомендуется, чтобы между номинальными токами теплового и электромагнитного расцепителя этих выключателей выполнялось условие:
Для проверки выбранных защитных аппаратов по условию отключения ими тока КЗ рекомендуется воспользоваться программой расчета токов КЗ в сетях до 1000В, разработанной на кафедре ЭПП, интерфейс, которой показан рисунке 3, а расчетная схема на рисунке 4.
Рисунок 3.- Вводные данные и результаты расчета тока КЗ в сети до 1000В
Рисунок 4. – Расчетная схема электроснабжения электродвигателей участка цеха
Используя программу выполнить проверку выбранных плавких вставок и уставок расцепителей автоматических выключателей на отключение ими токов КЗ. Результаты расчетов и выбора аппаратов рекомендуется оформить в виде таблицы.
Задание к расчетно-графической работе № 2
Для заданной схемы ГПП, показанной на рисунке 5 выбрать высоковольтные выключа тели (В1 - В6).
Рисунок 5- Схема к РГР № 2
Мощности нагрузок S2 – S6 приведены в таблице № 6.
Методические указания по выбору высоковольтных выключателей
Выбор высоковольтных выключателей выполняется по 2 параметрам: по номинальному напряжению и по номинальному току.
После выбора выполняется проверка выбранного выключателя на устойчивость его к току КЗ по 3 параметрам:
Рассмотрим вопросы выбора высоковольтного выключателя подробнее.
Выбор высоковольтных выключателей производят:
1. По напряжению:
где
- номинальное напряжение выключателя;
- номинальное напряжение электроустановки, равно 10 кВ.
2. По току
где - Номинальный ток выключателя;
- Рабочий ток отходящего фидера, определяется по формуле:
Выписка из каталога по современным вакуумным выключателям на напряжение 10 кВ приведена в пособии.
После выбора выключателя его необходимо проверить на устойчивость к действию тока КЗ:
1. Выбранный выключатель должен быть проверен по отключающей способности на возможность отключения им тока КЗ:
где
- действующее значение тока КЗ, который способен отключить выключатель, кА;
- мгновенное значение тока КЗ, рассчитанного для момента расхождения контактов выключателя .
Расчетное время определяется по выражению:
где
- минимальное время срабатывания релейной защиты, согласно ПУЭ принимается равной времени быстродействующей защиты (10мс);
- собственное время отключения выключателя4.
где
- номинальный ток включения выключателя (пиковое значение);
- максимальное (ударное, пиковое) мгновенное значение тока КЗ.
3. Выключатель должен быть проверен на термическую устойчивость при КЗ.
Проверка проводится по расчетному импульсу квадратичного тока КЗ
где
ток термической устойчивости выключателя, кА;
- длительность протекания тока термической устойчивости, с;
- расчетный тепловой импульс тока КЗ, .
где
- Продолжительность тока КЗ: от начала КЗ и до гашения дуги между контактами выключателя.
Для проверки выбранных выключателей на устойчивость к току КЗ рекомендуется воспользоваться программой расчета тока КЗ на шинах НН ГПП, разработанной на кафедре ЭПП.
Для того, чтобы использовать программу необходимо предварительно определить мощность трансформатора ГПП, которая определяется по суммарной мощности всех отходящих фидеров S2- S6.:
Для вводного выключателя S1 номинальный ток определяется по номинальной мощности выбранного трансформатора:
Выписка из каталога по силовым трансформаторам 110/ 10 кВ приведена в пособии.
После нахождения мощности трансформатора осуществляем ввод данных в программу, интерфейс которой показан на рисунке 3
Рисунок 6.- Вводные данные и результаты расчета тока КЗ на шинах 10 кВ ГПП
Вводными данными в нашем случае будут следующие значения:
1. Мощность трансформатора, ква;
2. Количество трансформаторов (в нашем случае 1);
3. Время отключения выключателя, сек. (берется из каталога на выключатели);
Выходными данными, необходимыми для проверки выключателя на ток КЗ соответственно будут:
1. Ток КЗ в момент отключения;
2. Ударный ТКЗ;
3. Тепловой импульс (наибольший из двух приведенных).
В программе также можно наблюдать кривые изменения составляющих тока КЗ: периодической и апериодической, а также результирующую кривую тока. Электронный снимок их приведен на рисунке 7.
Рисунок 7 – Электронный снимок « Кривые изменения составляющих тока КЗ на шинах 10 кв ГПП».
В РГР необходимо привести данные выбранных выключателей, приводов к ним и полученные кривые тока КЗ на шинах НН для выбранного трансформатора. Результаты выбора выключателей оформить в виде таблицы.
Пример выбора высоковольтных выключателей приведен.
Требования к оформлению расчетно-графических работ
Расчетно-графические работы должны быть оформлены в соответствии со стандартом принятом в университете.
Рекомендуемая литература
1 ПУЭ РК отличается от ПУЭ РФ
2 См., например [5] ,табл.4
3 См. ПУЭ, Глава 1.3
4 Для вакуумных выключателей типа BB/TEL собственное время отключения равно 55 мс.
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3