Методические указания и задания для домашней контрольной работы по дисциплине «Электроснабжение предприятий и гражданских зданий» (стр. 9 из 20)
Селективность срабатывания последовательно включенных автоматических выключателей обеспечивается в тех случаях, когда их защитные характеристики не пересекаются. При отсутствии защитных характеристик каждый автомат на схеме сети по мере приближения к ИП должен иметь номинальный ток расцепителя не менее, чем на ступень выше, чем предыдущий.
Пример. Рассчитать ток и выбрать автоматический выключатель для защиты от перегрузки и токов короткого замыкания. Линии по которой питается асинхронный двигатель мощностью 11 кВт, cosjн = 0,87; hн=87,5 %; Iп/Iн=7,5.
Решение. Определяем длительный расчетный ток
Выберем номинальный ток расцепителя из условия:
Iн.р ³ Iр ³ 22 А.
Автоматический выключатель серии А3710Б с Iн.р = 25 А.
Устанавливаем невозможность срабатывания автоматического выключателя при пуске: Iср.эл ³ 1,25Iкр.
На электромагнитном расцепителе ток трогания установлен на 10Iн.р, значит Iср.эл = 250 А. Максимальный кратковременный ток
Iкр = Iп = 22×7,5=165 А;
Iср.эл ³ 1,25Iкр = 1,25×165 = 206,3 А; 250 А > 206,3 А.
Выбор тепловых реле магнитных пускателей
Номинальные токи тепловых реле Iн выбирают по длительному расчетному току: Iн.т ³ Iр. (1.32)
При протекании тока КЗ в цепи защита (автоматический выключатель или предохранитель) - магнитный пускатель начинают одновременно действовать защита и отключаться пускатель вследствие исчезновения напряжения на втягивающей катушке. Во избежание приваривания контактов пускателя раньше должна срабатывать защита. Такое селективное отключение обеспечивается большинством выключателей (А3100, А3700, ВА, АЕ и др.), имеющих малое время отключения. При использовании предохранителей в качестве защитных аппаратов, селективность между ними и магнитным пускателем обеспечивается, если продолжительность перегорания плавкой вставки не превышает 0,15 с. Номинальный ток 200 А плавкой вставки является предельным по условиям селективности работы контактора и предохранителей. При большем токе вместо предохранителей рекомендуется устанавливать автоматический выключатель.
Пример. Рассчитать ток и выбрать уставку теплового реле серии РТЛ магнитного пускателя ПМЛ, защищающего от перегрузки электродвигатель мощностью 5,5 кВт, cosjн = 0,85, hн = 85,5 %.
Решение. Определяем длительный расчетный ток электродвигателя
Выбираем магнитный пускатель серии ПМЛ 2000 второй величины с РТЛ-1016 Iн.т = 12 А.
Литература
[ 1 стр. 69-77; 2 стр.119-125; 3 стр. 158-165; 4 стр. 70-79]
Вопросы для самоконтроля
1. Какими электрическими аппаратами осуществляется защита электрических сетей и электроприемников напряжением до 1 кВ?
2. От чего осуществляется защита электрических сетей и электроприемников?
3. Что такое электромагнитный расцепитель, тепловой расцепитель?
4. Условия выбора плавкого предохранителя
5. Условия выбора автоматического выключателя
Раздел 3. Внутризаводское электроснабжение предприятий. Электроснабжение гражданских зданий.
Тема 3.1 Распределение электроэнергии внутри города
Назначение, схемы и конструктивное выполнение электрических сетей напряжением выше 1кВ внутри города. Элементы воздушных линий электропередач: опоры, изоляторы, провода. Кабельные линии, область их применения и способы их прокладки.
Методические указания
Конструктивное выполнение и схемы электрических сетей U до 1 кВ
Схема электроснабжения промышленного предприятия показывает связь между источником питания и потребителями электроэнергии предприятия и должна удовлетворять следующим основным требованиям: 1) обеспечивать необходимую надежность питания потребителей; 2) быть простой и удобной в эксплуатации; 3) все элементы схемы должны находиться в работе и иметь такие параметры, чтобы при аварии оставшиеся в работе элементы схемы могли принять на себя полностью или частично нагрузку отключившегося элемента; 4) учитывать перспективы развития предприятия (подключение дополнительных мощностей).
Электроснабжение промышленных предприятий осуществляется по ступенчатому принципу построения схем. Ступень электроснабжения – узлы схемы, между которыми энергия, получаемая от ИП, передается определенному числу потребителей.
Схемы бывают одно- и двухступенчатыми.
Одноступенчатые схемы - для предприятий малой мощности и с небольшой территорией.
Многоступенчатые схемы – когда в сеть последовательно включено несколько промежуточных РП одного напряжения. Промежуточные РП позволяют освободить шины ГПП с дорогостоящими выключателями от большого количества отходящих линий.
Уменьшение ступеней в схемах упрощает коммутацию, защиту и автоматику сетей, снижает потери электроэнергии.
При построении электрических сетей напряжением 6-220 кВ промышленных предприятий в зависимости от категории надежности электроснабжения, мощности и расположения нагрузок применяются радиальные и магистральные схемы распределения энергии. Часто обе схемы используются одновременно, дополняя друг друга.
Радиальные схемы, как правило, применяются, когда ТП размещены в различных направлениях от ИП и сети выполняются независимыми друг от друга и без ответвлений по пути следования. Радиальные схемы содержат большое количество коммутационных аппаратов и линий 6-10 кВ. Поэтому применять их нужно при надлежащем обосновании, для питания достаточно мощных и ответственных потребителей. Достоинствами радиальных схем являются удобство эксплуатации, высокая надежность работы, возможность применения простой и надежной защиты и автоматики.
Магистральной схемой называется такая схема, при которой питание нескольких ТП осуществляется ответвлением от одной или двух проходящих рядом параллельных линий (одиночных и двойных магистралей). Такие схемы применяются при одностороннем от ИП расположении электрических нагрузок.
При магистральных схемах уменьшается число коммутационных аппаратов, а следовательно, и капитальных вложений в строительство сетей, они более удобны при выполнении резервирования цеховых ТП от второго источника питания.
Недостатками магистральных схем являются усложнения конструктивного исполнения высоковольтного вводного устройства цеховых ТП по сравнению с радиальными схемами, в которых трансформаторы в большинстве случаев присоединяются наглухо, а также одновременное отключение нескольких трансформаторов, присоединенных к магистрали, при ее повреждении. Число трансформаторов, подключаемых к одной магистрали, обычно не превышает 2-3 при мощности трансформаторов 1000-2500 кВА и 4-5 при мощности 250-630 кВА.
Наибольшее распространение на практике получили смешанные схемы, при которых питание крупных и ответственных приемников и потребителей электроэнергии осуществляется по радиальной схеме, а средних и мелких, при упорядоченном расположении ТП, - по магистральным линиям. Такие комбинированные схемы внутреннего электроснабжения, как правило, имеют лучшие технико-экономические показатели.
Предлагается ознакомиться со схемами электроснабжения напряжением выше 1 кВ по [3 стр. 217-218; 1 стр.53-56].
Выбор сечения проводов и кабелей по экономической плотности тока
При проектировании электрических сетей необходимо обеспечить наименьшую стоимость электроэнергии. Это зависит от выбранных сечений проводников. Если их занизить, то потери энергии возрастут, увеличить – уменьшится стоимость потерянной энергии, но приведет к росту первоначальных капитальных затрат.
Сечение, соответствующее минимуму стоимости передачи электроэнергии, называется экономическим. На величину экономического сечения влияет стоимость строительной части сети, стоимость потерь энергии в сетях и трансформаторах, годовые эксплуатационные расходы, слагаемые из отчислений на амортизацию, расходы на текущий ремонт и обслуживание.
В практических расчетах ПЭ рекомендуют определять экономическое сечение зависимости от экономической плотности тока
Sэк = Ip / јэк ,
Где Ip максимальный ток линии, А; јэк – экономическая плотность тока, А/мм2, определяется по таблице в зависимости от материала проводника сети и времени использования максимальной нагрузки. Sэк округляется до ближайшего стандартного значения в мм2.
Согласно ПУЭ по экономической плотности тока не выбирают:
1) сети промышленных предприятий до 1 кВ при числе часов использования максимума нагрузки предприятия до 4000 часов в году; 2) ответвления к отдельным ЭП напряжением до 1 кВ, а также осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий; 3) сборные шины электроустановок всех напряжений; 4) сети временных сооружений.
Пример. Подстанция питается двумя кабельными линиями напряжением 10 кВ. Кабель с алюминиевыми жилами бронированный с бумажной изоляцией. Максимальная нагрузка предприятия Smax=960 кВА. Токовая нагрузка распределена поровну. Продолжительность использования максимальной нагрузки Tmax=4500 часов. Выбрать питающий кабель подстанции по экономической плотности тока.