Расчет схемы электроснабжения участка

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Общая часть

В настоящей курсовой работе рассматривается схема электроснабжения участка ведения горных работ.

Питание потребителей участка, производится от участковой комплектной трансформаторной подстанции КТСВП.

Цель расчета: определить мощность и количество питающих подстанций, выбрать сечения и длины соответствующих распределительных кабелей, удовлетворяющих условию потери напряжения, номинальному режиму, пуску, перегрузке и термической стойкости, выбрать электрооборудование для управления и защиты.

подстанция электрический сеть кабель мощность

Таблица 1 — Технические данные потребителей участка

№ п/п

Наименование ГМ и М

Технические данные одного двигателя

Uн, В

Рдв, кВт

Кол-во двиг., шт.

УРдв, кВт

Iном, А

Iпуск, А

здв

cosц

Iпуск/Iном

1

Комбайн

1140

350

1

350

199. 1

1353

0,93

0,89

6,8

2

Конвейер забойный

1140

200

2

400

227

1543,6

0,93

0,89

6,8

3

Перегружатель

660

88

2

176

172,9

1123

0,91

0,89

6,5

4

Насос орошения ОН

660

50

1

50

49,1

319,15

0,91

0,88

6,5

5

Маслостанция

660

60

1

60

58,9

359,2

0,91

0,85

6,1

6

АП

660

4

4

16

13,9

Итого (при Uн=1140В)

750

3

Итого (при Uн=660В)

214

8

Номинальный ток электропотребителей находи по формуле

Расчетные значения заносим в таблицу 1.

Схема электроснабжения приведена на рисунке 1

Рисунок 1 — Однолинейная схема электроснабжения потребителей сети 1140 В и 660В

1. Определение мощности трансформаторной подстанции

1.1 Расчет трансформаторной подстанции для потребителей с напряжением 1140В

Для расчет мощности участковой трансформаторной подстанции произведем расчет суммарной установленной мощности всех электроустановок на участке:

(1)

где — установленная мощность i-й электроустановки кВт, N — количество электроустановок.

Найдем средневзвешенный коэффициент мощности электроустановок на участке:

(2)

где — коэффициент мощности i-q электроустановки.

Расчет коэффициента спроса произведем по формуле:

(3)

где — номинальная мощность наиболее мощного электропотребителя на участке кВт.

Расчетная активная нагрузка определяется по формуле:

(4)

Расчетная мощность трансформатора определяем по формуле:

(5)

Выбор трансформаторной подстанции производим исходя из условия

(6)

Принимаем трансформаторную подстанция КТСВП 630−6/1,2

1. 2 Расчет трансформаторной подстанции для потребителей с напряжением 660В

Расчет выполняем аналогично расчета представленного выше.

;

;

;

;

Принимает трансформаторную подстанция КТСВП 250−6/0,69

Технические характеристики трансформаторных подстанций приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Техническая характеристика трансформаторных подстанций

Таблица характеристик выбранных трансформаторов

Тип подстанции

Sтр.

кВ·А

Напряжение, В

Ном. ток, А

Потери, Вт

ВН

НН

ВН

НН

к.з. %

х.х.

к.з.

КТСВП 630−6/1,2

630

6000

1200

66,6

304

3,5

2690

4700

КТСВП 250−6/0,69

250

6000

690

24,1

209

3,5

1590

2490

2. Расчет участковой кабельной сети по условиям нагрева

Таблица 3 — Кабельный журнал

Начало

кабеля

Конец

кабеля

Ном.

напр.

Uном., В

Ном.

ток

Iном., А

Длина

L, м

Марка кабелей

КТСВП630/6/1,2

АВ400ДО2(1)

1140

199

150

ЭВТ 395+110+34

АВ400ДО2(2)

1140

227

50

ЭВТ 395+110+34

АВ400ДО2(1)

ПВИ 250БТ (1)

1140

-

3

КГЭШ 370+110+34

АВ400ДО2(2)

ПВИ 250БТ (2)

1140

-

3

КГЭШ 370+110+34

ПВИ 250 БТ (1)

Комбайн

1140

199

150

КГЭШ 370+110+34

ПВИ 250 БТ (1)

Конвейер

1140

227

50

КГЭШ 370+110+34

КТСВП250/6/0,69

АВ400ДО2(3)

660

216,6

150

ЭВТ 395+110+34

АВ400ДО2(3)

ПВИ 125(1)

660

216,6

3

КГЭШ 370+110+34

ПВИ 125(1)

Перегружатель

660

179

70

КГЭШ 370+110+34

ПВИ 125(1)

ПВИ 125(2)

660

-

3

КГЭШ 370+110+34

ПВИ 125(2)

Насос орошения

660

28,7

50

КГЭШ 325+110+32,5

ПВИ 125(2)

ПВИ 125(3)

660

-

3

КГЭШ 370+110+34

ПВИ 125(3)

Маслостанция

660

35,7

30

КГЭШ 325+110+32,5

ПВИ 125(3)

АП

660

-

3

КГЭШ 325+110+32,5

2.1 Расчет кабельной сети с напряжением 1140 В.

Ток в магистральном кабеле, для потребителей с номинальным напряжением 1140 В определяем по формуле:

; (7)

где Ррасч-расчетная нагрузка на подключенном кабеле, кВт; Uном-номинальное напряжение, В; cosцp-средневзвешенный коэффициент мощности на электроустановок подключенных к кабелю.

А

Принимаем кабель ЭВТ 395+110+44 240> 199,1 условие соблюдается.

Дальнейший выбор сечения кабеля для каждой группы потребителей рассчитываем по формуле 7 и заносим в таблицу 3

2.2 Расчет участковой сети по потере напряжения в нормальном режиме

Проверить кабельную сеть с напряжением 1140 В по допустимым потерям напряжения достаточно только для двигателя конвейера, УPном которого составляет 400кВт, как наиболее мощного и удалённого электроприёмника.

Найдём дополнительную потерю напряжения Uдоп. в абсолютных единицах, исходя из того, что относительная потеря напряжения в этом режиме uдоп.= 10%.

(8)

Потерю напряжения в гибком кабеле определим по формуле:

(9)

где — рабочий ток 1-го двигателя комбайна; . =. =349 А, . =0,89; - активное сопротивление гибкого кабеля, определяем по формуле:

(10)

где — удельная проводимость меди; = 0,0188 Оммм2/м; L — длина кабеля; L= 150 м; s — сечение кабеля; s= 70 мм2

— индуктивное сопротивление гибкого кабеля, определяем по формуле:

(11)

где 0,08 — индуктвиное сопротивление кабеля по табл. данным, Ом/км; L — длина кабеля, км.

, Ом

Рассчитанные значения подставляем в формулу 9

Относительная величина активной составляющей напряжения короткого замыкания трансформатора КТСВП 250−6/0,69

(12)

где Ркз. тр-потери короткого замыкания трансформатора, кВт.

Относительную индуктивную составляющую напряжения к. з. трансформатора КТСВП 250−6/0,69

(13)

где Uкз. тр. -напряжение короткого замыкания трансформатора, %

Коэффициент загрузки трансформатора КТСВП 630−6/1,2

(14)

где — номинальный ток обмотки трансформатора НН, А.

(15)

где — номинальная мощность трансформатора, Вт; - напряжение на вторичной обмотке трансформатора, В.

Потери напряжения в % определим из формулы:

(16)

Потери напряжения в трансформаторе КТСВП 630−6/1,2

; (17)

Потери напряжения на магистральном кабеле определяем по формуле

Общая потеря напряжения на данном участке составит

(18)

Так как-то условие выполняется.

Расчетные данные по сети с напряжением 1140 В заносим в таблицу 2. 1

Таблица 2.1 — Расчетные данные потери напряжения в сети с напряжением 1140В

№ п/п

Наименование

L, м

R, Ом

Х, Ом

ДU, В

1

Г. к КГЭШ 3×70

50

0,013

0,004

5,4

2

М.к ЭТВ 3×95

50

0,009

0,0039

4,17

3

КТСВП 630/6−1,2

-

17,4

Суммарные потери в сети

26,97

Проверить кабельную сеть с напряжением 660 В по допустимым потерям напряжения достаточно только для двигателя конвейера, УPном которого составляет 176кВт, как наиболее мощного и удалённого электроприёмника.

Расчет потерь выполняем аналогично расчета приведенного в разделе 2.2. 1

Так как-то условие выполняется.

Расчетные данные по сети с напряжением 660 заносим в таблицу 2. 2

Таблица 2.2 — Расчетные данные потери напряжения в сети с напряжением 660В

№ п/п

Наименование

L, м

R, Ом

Х, Ом

ДU, В

1

Г. к КГЭШ 3×70

70

0,0188

0,004

5,56

2

М.к ЭТВ 3×95

50

0,029

0,0117

11,9

3

КТСВП 630/6−1,2

-

17,18

Суммарные потери в сети

34,6

2.3 Расчет кабельной сети по условию пуска

Для сети с напряжением 1140 В.

Определим активное сопротивление трансформатора, приведённое к обмотке НН:

(19)

Определим полное сопротивление трансформатора, приведённое к обмотке НН:

(20)

Определяем индуктивное сопротивление трансформатора:

(21)

Определяем суммарное активное сопротивление трансформатора и магистрального кабеля:

(22)

Определяем суммарное индуктивное сопротивление трансформатора и магистрального кабеля:

(23)

Так как на расчетном участке потребитель является единичным, то падение напряжения предшествующее запуску электродвигателя на шинах РПП рассчитывать не будем.

Определим напряжение на двигателе конвейера при пуске с учётом пускового тока двигателя .= 1543 А и .= 0,89:

(24)

где R и Х — соответственно суммарное активное и индуктивное сопротивление цепи от трансформатора до зажимов пускаемого двигателя, Ом

(25)

(26)

Отношение пускового напряжения к номинальному должно быть больше или равно 0,8

(27)

Условие выполняется.

Для сети с напряжением 660 В.

Определим активное сопротивление трансформатора, приведённое к обмотке НН:

Определим полное сопротивление трансформатора, приведённое к обмотке НН:

Определяем индуктивное сопротивление трансформатора:

Определяем суммарное активное сопротивление трансформатора и магистрального кабеля:

Определяем суммарное индуктивное сопротивление трансформатора и магистрального кабеля:

Определим суммарную установленную мощность токоприёмников участка без пускаемых двигателей конвейера:

Ток в магистральном кабеле определим по следующей формуле:

Определяем потерю напряжения в гибком кабеле:

где — средневзвешенный коэффициент мощности электродвигателей, кроме пускаемых:

Определим напряжение на двигателе перегружателя при пуске с учётом пускового тока двигателя .= 1943 А и .= 0,89:

Значения сопротивлений R и Х определим суммированием найденных выше значений R и Х и соответствующих сопротивлений гибкого кабеля комбайна:

Отношение пускового напряжения к номинальному должно быть больше или равно 0,8

Условие выполняется.

3. Расчет тока короткого замыкания в участковых электрических сетях

Расчёт токов короткого замыкания сети участка произведём по методу базисных напряжений. Для этого воспользуемся схемой электроснабжения участка и схемой замещения.

Рисунок 2 — Схема замещения сети с напряжением 1140В

Найдем ток к. з. в точке К1 (АВ трансформатора КТСВП — 630). Активное сопротивление трансформатора по формуле 19:

Индуктивное сопротивление трансформатора находим по формуле:

(28)

Ток трёхфазного к. з. в точке К1:

(29)

Ток двухфазного к. з. в точке К1:

(30)

Ток трёхфазного и двухфазного к. з. в точке К2

Ток трёхфазного и двухфазного к. з. в точке К3

Полученные значения занесем в таблицу 3. 1

Таблица 3.1 — Расчетные значения двухфазного и трехфазного К.З. сети 1140В

Наименования точки на схеме

R, Ом

Х, Ом

, кА

, кА

К1

0,017

0,08

7,336

8,471

К2

0,089

0,0819

4,932

5,696

К3

0,111

0,0898

4,201

4,852

К4

0,046

0,0917

5,770

6,663

К5

0,086

0,093

4,733

5,466

Расчет токов короткого замыкания сети 660 В выполняется аналогично.

Результаты сведены в таблицу 3. 2

Таблица 3.2 — Расчетные значения двухфазного и трехфазного К.З. сети 660В

Наименования точки на схеме

R, Ом

Х, Ом

, кА

, кА

К1

0,018

0,066

5,042

5,823

К2

0,047

0,0747

3,953

4,544

К3

0,0658

0,0787

3,362

3,883

К4

0,0846

0,0791

2,978

3,439

К5

0,069

0,0773

3,329

3,844

Схема замещения сети с напряжением 660 В приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 — Схема замещения сети с напряжением 660В

4. Выбор коммутационной аппаратуры, средств и установок защиты

Коммутационную аппаратуру выбираем по номинальному напряжению сети, длительно протекающему току нагрузки, мощности потребителя, а также по максимальному току трехфазного к.з. который может возникнуть в защищаемом присоединении. Выбор автоматических выключателей:

I ном. I ф (31)

где Iном — номинальный ток выключателя; I ф — ток защищаемой сети, равный току в фидерном кабеле.

I о. а 1,2 I(3)к.з. (32)

где Iо. а — предельно отключаемый ток автомата (действующее значение); I(3)к.з.  — ток трехфазного к.з. на выводных зажимах (на зажимах моторной камеры) автомата.

Уставка тока максимального реле выключателя служит для защиты магистрали и выбирается:

I у I ном. п + Iном. (33)

где Iном. п — номинальный пусковой ток наиболее мощного электродвигателя подключенный к защищаемой сети; Iном.  — сумма номинальных токов остальных токоприемников:

(34)

где — ток при двухфазном к.з. наиболее удаленной точке защищаемой сети.

Для защиты типа ПМЗ, встроенной в автоматические выключатели серии АВ или в распредустройства низкого напряжения трансформаторных подстанций, выбирается:

Iу = Кн [1,25Iп. ф + (Iнагр — Iном. max)(35)

где Кн — коэффициент надежности, Кн = 1,1 — 1,2; Iп. ф — фактический пусковой ток, самого мощного электродвигателя; Iнагр — ток нагрузки в магистральном (фидерном) кабеле; Iном. max — номинальный ток наиболее мощного электродвигателя.

Данные расчётов сведены в таблицу 4.

Таблица 4 — Технические данные электрооборудования уставки тока и срабатывания максимальной защиты аппарата

Потребитель

Аппарат

управления

Встроенный

автомат

Iном., А

Iфак, А.

Uном., В

Iо. а, А

Уставки, А

Проверки

независимого

расцепителя

TV1. 1

КТСВП630/6/1,2

А3792У

400

199

1140

11 000

2200

1600

1. 93

2. 01

TV1. 2

КТСВП630/6/1,2

А3793Б

400

227

1140

11 000

2200

1800

1. 65

2. 4

РП1

АВ

400ДО2

А3792У

400

199

1140

11 000

1600

1400

2. 18

2. 54

РП1

АВ

400ДО2

А3792У

400

227

1140

11 000

1600

1600

1. 73

2. 47

TV1. 1

КТСВП250/6/0,69

А3792У

400

298

660

20 000

2200

1800

3. 4

2. 1

РП1

АВ

400ДО1

А3792У

400

298

660

20 000

2200

1600

5. 1

2. 1

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой