Курсовий

Втуп
Електрифікація
ділянок
метробуду має важливе значення як
енергетична основа комплексної механізації і автоматизації технологічних
процесів.
Київський метрополітен – складний інженерний комплекс ,крупний
споживач електричної енергії і в цьому плані пред’являються підвищені
вимоги до електрообладнання, що використовується .
Проект електропостачання будівельних майданчиків №103 виконаний
згідно ТУ АУК «Київенерго» і у відповідності до вимог ПУЕ-85, ПУЕ-2000
«Правил
техники
строительстве
безопасности
метрополитенов
и
производственной
тоннелей»
та
санитарии
інших
при
нормативних
документів.
Основними споживачами електроенергії будівельних майданчиків при
спорудженні лінії є:
- Водовідливні установки;
- Вентиляція;
- Електроосвітлення;
- Монтажні крани;
- Електрозварювальні агрегати.
Споживачі метрополітену живляться від міського центру живлення
трифазним змінним струмом напругою 10кВ, частотою 50Гц. Відповідно до
правил улаштування, електроприймачі метрополітену відносяться до першої
категорії споживачів. Для підвищення надійності електроживлення підстанції
метрополітену підключені безпосередньо до генеруючих джерел і основних
підстанцій енергосистеми – лініями 10 кВ без заходу до інших споживачів
міста.
Змн.
Арк.
№ докум.
Розроб.
Рябов
Перевір.
Мейта
Реценз.
Дата
Літ.
Електропостачання
Арк.
Акрушів
25
ОМ-г61-2 ІЕЕ НТУУ”КПІ”
Н. Контр.
Затверд.
Підпис
Мейта
Вихідні дані для розрахунку електропостачання споживачів
технологічного комплексу метро «Теремки»
Ел.зварювальний
апарат
Глинорозчинний
вузол
Механічна
майстерня
Столярна
майстерня
Арматурний цех
Розчиномішалка
Кран ККТС-20
Склад цементу
Освітлення
будмайданчика
Вентиляторна
установка
головного
провітрювання
Обігрів вагонів
Насоси
водопониження
Електроосвітлення тунелів
Потужність,кВт Напруга
живлення
,кВ
32
0,38
Cos φ
Кількість
0,92
1
78,45
0,38
0,89
1
10,1
0,38
0,91
1
1,4
0,38
0,91
1
8
7
90
7
20
0,38
0,38
0,38
0,38
0,38
0,89
0,89
0,91
0,9
0,72
1
1
1
2
1
1250
0,38
0,85
2
10
20
0,38
0,38
0,9
0,75
2
2
25
0,23
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Розрахунок освітлення тунелів точковим методом
Освітленню підлягає площа тунеля SK=2000 м2 та висотою 5м
Метод враховує не тільки потік, який падає на робочу поверхню
безпосередньо від світильника, але й потік, відбитий від стін та стелі, за
рахунок введення коефіцієнта використання освітлювальної установки.
Останній залежить від кольору стін і стелі, розмірів приміщення.
Метод
використовують
для
розрахунку
освітлення
приміщень,
насосних, машинних камер, камер ЦПП, РПП та інших.
1.
Приймаємо тип світильника (РВЛ-40М-У5)
2.
Приймають попередню відстань між світильниками 7м
4. Знаходимо необхідну кількість світильників:
N CB 
L  l 400  7

 56 ,
l
7
(1,1)
де: L - довжина освітлювальної виробки, м, l - відстань між
світильниками, м
5. Перевіряемо освітленість в точці К на горизонтальній поверхні (рис
1.1).
n  C  I  cos3  56  2, 7 10  0, 25
Er 

 137 , лк
K З  h2
1,1 2,5
(1,2)
де: n - кількість світильників, рівновіддалених від освітлювальної
точки, C  FË 1000 - поправочний коефіцієнт, що дорівнює відношенню
світлового потоку прийнятої лампи FË до світлового потоку умовної лампи в
1000 лм, I  - сила світла лампи під кутом  , лк  - кут нахилу променя, який
падає на розрахункову точку, h - висота підвісу світильника над робочою
поверхнею, K Ç - коефіцієнт запасу.
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
b
H
Iα
h
Iα
α
α
α
К
l
Рисунок 1.1 Розрахункова схема точкового методу
Повна розрахункова потужність освітлювального трансформатора:
S Р.О 
РР.О
С ЕЛ сosCВ
(1.3)
де С  0.94..0.96  ККД електричної мережі;
  0.83..0.87  ККД світильника;
ЕЛ
cosсв  1 коефіцієнт потужності для ламп розжарення.
SР.О 
4480  6140,35ВА  6,14 кВА
0,76  0,96 1
Обираємо трансформатор ТС3-25
Розрахунок освітлення прожекторами
Для освітлення будмайданчика (розміром 80х120) буду
використовувати прожектори . Мінімальну освітленість відповідно до норм
приймаємо Ен=10 лк.
Кут нахилу оптичної осі прожектора має великий вплив на освітленість
,форму і площу світлової плями. Кут,при якому пляма з заданою
освітленістю має найбільшу площу є оптимальним:
2
2
𝜃 = 𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛√𝑚 + 𝑛 ∙ 𝐸03 = 𝑎𝑟𝑐𝑠𝑖𝑛√0.03 + 0.00077 ∙ 6003 = 17°
де , E0=1/2*Кз*Ен*h2=1/2*1.5*10*102=600 лм/м2
КЗ=1-15 – коефіцієнт запасу.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Арк.
Сумарний світловий потік ,необхідний для створення на плоші S
необхідної освітленості:
∑ Ф = Ен ∙ 𝑆 ∙ 𝑍 ∙ Кз ∙ Кв = 10 ∗ 80 ∗ 120 ∗ 1,3 ∗ 1,15 = 567840 люмен
Де Кв=1-1,5 – коефіцієнт,що враховує втрати освітлення в залежності
від конфігурації освітлювальної площі.
Кз=1-1,5 – коефіцієнт запасу
Z-коефіцієнт нерівномірності висвітлення.
Для освітлення обираю прожектор типу ПСЗ-45 з лампою накалювання
КГ220-2000-3.
За умовою обмеження сліпучої дії висота Н установки прожектора
визначається по формулі:
Імах
130000
Н≥√
=√
= 20,82 м
300
300
де Імах – максимальна осьова сила світла прожектора , кд.
Приймаємо висоту установки прожекторів рівну Н=21 м
Кількість прожекторів для освітлення заданої площі:
𝑁пр =
∑Ф
фл ∙𝔶пр
=
567840
54000∙0,6
= 22
де Фл - світловий потік лампи прожектора
𝔶пр - ККД прожектора.
Потужність на освітлення:
Рро і=Nпр*Рл=22*1000=22000
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Визначення розрахункового навантаження електроприймачів та
вибір потужності трансформаторів.
Для визначення електричного навантаження найширше застосування
одержав метод коефіцієнта попиту, базовою величиною якого є установлена
потужність споживачів.
До розрахунку електричного навантаження всі намічені до установки
споживачі групують за технологічною ознакою - очисні, підготовчі роботи,
засоби транспорту тощо.
Активна потужність:
n
PP  K Ï   PH .i
i 1
Реактивна потужність:
QP  PP  tg P ,
Повна потужність:
S P  PP2  QP2
Розрахунковий струм лінії, що живить і-ту групу ЕП
IP 
Sp
3 U H
,
де: K Ï - коефіцієнт попиту і-ї групи,
n - кількість споживачів,
PH - номінальна потужність двигуна, кВт,
tg P відповідає розрахунковому значенню коефіцієнта потужності
cos  P .
Для очисних вибоїв на пластах пологого падіння Ê Ï = 0,4...0,5, cos  P =
0,6, на крутих пластах Ê Ï = 0,5...0,6, cos  P = 0,7. Для підготовчих робіт ці
величини відповідно дорівнюють 0,3...0,4 та 0,6, для конвеєрного транспорту
- 0,5 та 0,7.
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Розрахункове навантаження поодиноких ЕП, для яких Кп=1
визначається їх номінальними параметрами
Рном
Ірі =
,А
√3 ∙ 𝑈ном ∙ 𝑐𝑜𝑠𝜑ном ∙ 𝔶
де 𝔶=0,9 – номінальний ККД двигуна
Результати розрахунків занесені в таблицю 3.1
Таблиця 3,1 – Розрахунок групи приймачів
Рн,
Кп Рр,
Sр,кВА
cos 𝝋сзв tg 𝝋сзв Qр,
кВт
кВт
кВАр
0,91
0,6
94,92
173,8
1 158,2 1 158,2
157
1
157
0,91
0,6
94,2
172,5
2
15
1
15
0,92
0,6
9
16,3
3
20
1
20
0,89
0,6
12
22,47
4
5,5
1
5
0,91
0,6
3,3
5,49
5
5,5
1
5,5
0,91
0,6
3,3
6,04
6
4
1
4
0,91
0,6
2,4
4,4
7
4
1
4
0,91
0,6
2,4
4,4
8
4
1
4
0,91
0,6
2,4
4,4
9
4
1
4
0,91
0,6
2,4
4,4
10
4
1
4
0,91
0,6
2,4
4,4
11
1
180
0,91
0,6
108
197,8
12 180
Iр,А
264
262
24,76
34,14
8,34
9,17
6,68
6,68
6,68
6,68
6,68
300,5
13
14
130
2,2
1
1
130
2,2
0,92
0,89
0,6
0,6
78
1,32
141,3
4,47
214,6
6,79
15
16
17
18
7
130
700
500
14
1
1
1
7
130
700
500
0,85
0,89
0,91
0,9
0,6
0,6
0,6
0,6
4,2
78
420
300
8,23
146
769,23
555,55
12,5
221,8
74
53,45
19
630
1
630
0,85
0,6
378
741,17
71,3
20
1250
1
1250
0,9
0,6
750
1388,88 133,6
21
1600
1
1600
0,9
0,6
960
1777,37
171
22
500
1
500
0,9
0,6
300
555,55
801,8
23
1600
1
1600
0,85
0,6
960
1882,35
181
Назва
L1
L2
Грохот
Бункер
Конвеєр
Збагачувальна установка
Дробарка
Шнековий
живильний
Освітлення
Дробарка
Котельня
Блок
Головного
ствола
Клітьовий
підйом
Вентиляційна
Установка
Головного
провітрювання
Нова
вентиляційна
установка
головного
провітрювання
Вентиляційний
ствол
Породний
підйом
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Розрахункова потужність трансформатора
∑ Руст ∙ Кс
𝑆тр =
𝔶дв.с ∙ 𝔶с ∙ 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑐
Де Кс=0,65 – коефіцієнт попиту
𝑐𝑜𝑠𝜑𝑐 - середньозважений коефіцієнт потужності
𝔶дв.с - середньозважений ККД
𝔶с =0,95 – ККД мережі
Встановлена потужність для двосекційної підстанції:
Руст1 = ∑ Р1 = 233 кВт
Руст2 = ∑ Р2 = 152,2 кВт
∑ 𝑃н ∙ 𝑐𝑜𝑠𝜑
∑ 𝑃н
де Рн - номінальна потужність двигуна
𝑐𝑜𝑠𝜑𝑐 =
𝑐𝑜𝑠𝜑1 =
180 ∗ 0,76 + 15 ∗ 0,92 + 20 ∗ 0,89 + 5,5 ∗ 0,91 + 5,5 ∗ 0,91 + 7,085
= 0,907
233
𝑐𝑜𝑠𝜑2 =
4 ∗ 0,91 + 4 ∗ ,91 + 4 ∗ 0,91 + 4 ∗ 0,91 + 4 ∗ 0,91 + 130 ∗ 0,85 + 2,2 ∗ 0,89
= 0,858
152,2
𝑆тр1 =
∑ Руст1 ∙ Кс
𝔶дв.с ∙ 𝔶с ∙ 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑐
𝑆тр2 =
∑ Руст2 ∙ Кс
𝔶дв.с ∙ 𝔶с ∙ 𝑐𝑜𝑠𝜑𝑐
=
233 ∗ 0,65
= 197,49 кВА
0,89 ∗ 0,95 ∗ 0,907
=
152,2 ∗ 0,65
= 136,4 кВА
0,89 ∗ 0,95 ∗ 0,858
Вибираємо 2 трансформатори 2КТП-250/6
Sнт=250 кВА; Uва=6 кВ; Iнн=0,4 кВ;
Іхх=2,1% Ін; Uкз=4,5%Uном; Рхх=1080;
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Розрахунок та вибір кабельної мережі високої напруги
Розрахунок зводиться до вибору жил кабелів по нагріванню і їхньої
перевірки на допустиму втрату напруги.
Вибір перетину силових жил кабелю по нагрівання зводиться до
розрахункового струму Ір із тривало допустимими струмами для
стандартних перетинів.
Ір≤ІЕ
Розрахунковий струм для групи споживачів:
∑ Рр
Ір =
,А
√3 ∙ 𝑈ном ∙ 𝑐𝑜𝑠𝜑р
де ∑ Рр - сумарна потужність усіх двигунів у групі, кВт.
∑ Рр = 630 + (350 + 250 + 250 + 1250 + 1600 + 800) ∗ 2 = 9,63 ∗ 103
∑ Рн ∗ 𝑐𝑜𝑠𝜑
=
∑ Рн
2 ∗ 350 ∗ 0.91 + 2 ∗ 250 ∗ 0.9 + 630 ∗ 0.72 + 2 ∗ 1250 ∗ 0.85 + 2 ∗ 1600 ∗ 0.9 + 2 ∗ 250 ∗ 0.9 + 2 ∗ 800 ∗ 0.75
=
9.63
= 808.66
𝑐𝑜𝑠𝜑р =
Таблиця 4.1 – Розрахунок споживачів високої напруги
Тип двигуна
Потужність Рр,
кВт
2КТП-400/6
350
2КТП-250/6
250
АКН-16-41-20
630
2хСДВ-16-41-17
1250
2хСДМТ-23 УХЛ4
1600
2КТП-400/6
250
2хАКН 2-19-33-24У
800
3
9,63 ∙ 10
Ір =
= 1103,15 А
√3 ∙ 6000 ∙ 0,84
Цьому струму відповідає кабель АпвЭгаП 1х300/70
cos 𝝋
0,91
0,9
0,72
0,85
0,9
0,9
0,75
Розрахунок електричної мережі споживачів
За нагрівом
Вибір перерізу проводів повітряних ліній та жил кабелів за нагрівом
розрахунковим (номінальним) струмом в номінальному тривалому режимі
роботи полягає в порівнянні розрахункового струму і-ї лінії з допустимим
струмом для якого ПУЕ рекомендує стандартні значення перерізів проводів
ПЛ та жил кабелів, за умови
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Ір≤Ідоп ,
де Ір –розрахунковий (або робочий) струм і-ї лінії,А
Ідоп – тривало-допустимі струми для стандартного ряду перерізів
провідника ліній.
За економічною густиною струму
Вибір економічно доцільного перерізу провідників КЛ і ПЛ, що
рекомендують ПУЕ, виконують за економічною густиною струму в
залежності від матеріалу провідника та кількості годин використання
максимуму навантаження , а для кабелів ,крім того, і від матеріалу ізоляції.
Величина економічного перерізу визначається розрахунковим струмом
і-ї лінії та економічною густиною струму і приймається за умови
Sек=Ір/ Jек
де Ір- розрахунковий струм,А;
Jек – економічна густина струму, А/мм2;
Для першої лінії L1:
Sек=Ір/ Jек=265,3/3,5=75,8 мм2
Оскільки розрахункові величини перерізу Sек дещо завищені,то
рекомендується приймати найближчий менший стандартний переріз – для
ізольованих проводів з перерізом жил до16мм2, рекомендується збільшувати
економічну густину струму на 40%.
За допустимими втратами напруги
В загальному випадку допустима втрата напруги продиктована
допустимими відхиленнями напруги (±5%) і по абсолютній величині
дорівнює 10%.
В конкретному випадку лінії живляться від РП ГПП , що обладнана
трансформаторами з РПН. Похибку автоматичного регулювання напруги
приймаємо ±1,25% , що за абсолютною величиною складає 2,5.
|∆𝑈| = |10% − 2.5%| = 7.5%
Розрахункова втрата напруги в і-тій лінії:
∆𝑈рі% =
Ррі ∙𝑅pi +𝑄pi ∙XLi
2
10∙𝑈ном
,
де Ррі та Qрі – розрахункові значення активної та реактивної потужності
і-ї лінії, кВт.
Rрі=r0*Li , XLi=x0*Li – активний та реактивний опори ліній, Ом.
Li- довжина лінії, м.
Х0=0,4 Ом/км – реактивний опір ПЛ, U>1 кВ довжиною 1 км;
Х0=0,08 Ом/км – реактивний опір КЛ, U>1 кВ довжиною 1 км;
r0 – активний опір лінії довжиною 1000 м, r0=1000/(γ*S);
S – переріз проводу ПЛ або жили КЛ, мм2;
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Γ – питомий опір матеріалу провідника: γAl=32м/(Ом*мм2),
γСu=53м/(Ом*мм2);
Для КЛ: Jек=3,5 А/мм2.
Результати розрахунків занесені в таблицю 4,2.
Таблиця 4.2 – Розрахунок електричної мережі
Х0 ,Ом
R0 ,Ом
75.8
70
70
0.08
0.27
160.3
270
70
72.8
70
70
0.08
0.27
КЛ/Cu
4.26
80
10
17.1
16
16
0.08
1.13
0.15
КЛ/Cu
10.01
80
10
23.7
16
16
0.08
1.13
L5
0.05
КЛ/Cu
10.01
23
1.5
4.64
2.5
2.5
0.08
7.3
L6
0.07
КЛ/Cu
4.17
23
1.5
4.64
2.5
2.5
0.08
7.3
L7
0.08
КЛ/Cu
4.17
23
1.5
3.4
2.5
2.5
0.08
7.3
L8
0.18
КЛ/Cu
4.46
23
1.5
3.4
2.5
2.5
0.08
7.3
L9
0.1
КЛ/Cu
10.24
23
1.5
3.4
2.5
2.5
0.08
7.3
0.004
5
0.006
6
0.006
6
0.006
6
0.008
L10
0.39
КЛ/Cu
10.01
23
1.5
3.4
2.5
2.5
0.08
7.3
0.008
L11
0.22
КЛ/Cu
10.01
23
1.5
3.4
2.5
2.5
0.08
7.3
0.008
L12
0.26
КЛ/Cu
10.01
215
50
55.02
50
50
0.08
0.36
L13
0.15
КЛ/Cu
10.24
270
70
64.32
50
70
0.08
0.27
0.016
2
0.012
L14
0.3
КЛ/Cu
10.01
23
1.5
3
2.5
2.5
0.08
7.3
0.024
L15
0.39
КЛ/Cu
10.01
23
1.5
6.04
4
4
0.08
4.6
0.16
L16
0.3
КЛ/Cu
10.04
23
1.5
75.8
70
70
0.08
0.27
L17
0.3
КЛ/Cu
10.04
23
1.5
72.8
70
70
0.08
0.27
L18
0.05
КЛ/Cu
5.34
23
1.5
17.1
16
16
0.08
1.13
L19
0.05
КЛ/Cu
5.34
23
1.5
23.7
16
16
0.08
1.13
0.016
4
0.016
4
0.008
3
0.012
L2
0.2
КЛ/Cu
L3
0.1
L4
7
7
5
0.016
4
0.016
4
0.008
3
0.012
U,%
Sст , мм2
70
0.2
RLi
Sст , мм2
270
L1
XLi
Sек , мм2
160.3
Довжина,км
КЛ/Cu
Назва лінії
Sст , мм2
ΔUр%≤ ΔUдоп%
Ідоп, А
Вибрані
Ір,А
Економічн
а густина
Тип матеріалу
Нагрів
0.05
1
0.05
6.7
0.11
1.2
0.17
3
0.36
2.4
0.54
2.1
0.54
2
0.54
2
0.73
4
0.73
4
0.73
4
0.07
46
0.04
6
2.19
7
0.92
7
0.05
1
0.05
1.5
0.11
1.2
0.17
2.4
6.6
1.4
1.5
2.0
2.0
2.0
6.0
4.0
3.3
1.2
6.7
6.6
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
L20
0.1
КЛ/Cu
9.35
23
1.5
4.64
2.5
2.5
0.08
7.3
L21
0.1
КЛ/Cu
9.35
23
1.5
4.64
2.5
2.5
0.08
7.3
L22
0.18
КЛ/Cu
7.92
23
1.5
3.4
2.5
2.5
0.08
7.3
L23
0.18
КЛ/Cu
7.92
23
1.5
3.4
2.5
2.5
0.08
7.3
L24
0.25
КЛ/Cu
10.15
23
1.5
3.4
2.5
2.5
0.08
7.3
0.004
5
0.006
6
0.006
6
0.006
6
0.008
L25
0.25
КЛ/Cu
10.15
23
1.5
3.4
2.5
2.5
0.08
7.3
0.008
L26
0.27
КЛ/Cu
12.18
23
1.5
3.4
2.5
2.5
0.08
7.3
0.008
3
0.36
1.4
0.54
2.1
0.54
2
0.54
2
0.73
4
0.73
4
0.73
4
1.5
1.5
2.0
2.0
2.0
Падіння напруги не перевищує 7,5% , що задовольняє умову вибору
кабеля.
Таблиця 4.3 – Вибрані кабелі
Назва лінії
Назва кабелю
КРШУ-0,38 3*95
КРШУ-0,38 3*95
ВВнг(А)-ХЛ-0,66 4*2,5
ВВнг(А)-ХЛ-0,66 4*2,5
ВВнг(А)-ХЛ-0,66 4*2,5
ВВнг(А)-ХЛ-0,66 4*2,5
ВВнг(А)-ХЛ-0,66 4*2,5
ВВнг(А)-ХЛ-0,66 4*2,5
ВВнг(А)-ХЛ-0,66 4*2,5
ВВнг(А)-ХЛ-0,66 4*2,5
ВВнг(А)-ХЛ-0,66 4*2,5
ВВнг(А)-ХЛ-0,66 4*2,5
ВВнг(А)-ХЛ-0,66 4*2,5
ВВнг(А)-ХЛ-0,66 4*2,5
ВВнг(А)-ХЛ-0,66 4*2,5
АСШВ-6 3*95
АСШВ-6 3*95
СБН-6 3*50
СБН-6 3*50
АСШВ-6 3*95
АСШВ-6 3*95
СБН-6 3*70
СБН-6 3*70
СБН-6 3*70
СБН-6 3*70
АСШВ-6 3*95
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
L8
L9
L10
L11
L12
L13
L14
L15
L16
L17
L18
L19
L20
L21
L22
L23
L24
L25
L26
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Розрахунок струмів короткого замикання
Особливістю розрахунку струмів короткого замикання в мережах до
1000 В є необхідність врахування опору всіх елементів схеми.
Розрахункова схема заміщення електропостачання ділянки
представлена на рисунку 5.1
Трифазний струм КЗ:
I к(3) 
U ср
3  (  r ) 2  (  x) 2
,A
де: U cp - середня номінальна напруга рівня КЗ, U cp = 400 В;
 r,  x - сума активних та реактивних опорів до точки КЗ,
включаючи трансформатор та опір зовнішньої системи.
Опір трансформатора:
Zt 
U к % U н 104
, Ом
Sнt
X t  Zt2  rнt2 , Ом
Rt 
де:
Sнt
Pк U н2 106
, Ом
Sнt2
- номінальна потужність трансформатора, кВА;
- номінальна напруга трансформатора, кВ;
Uн
Pк
- втрати короткого замикання трансформатора, кВт.
Двофазний струм КЗ:
I к(2) 
U cp
2  ( R ) 2  ( X ) 2

3 (3)
 Iк
2
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Рисунок 5.1 – Схема заміщення
Амплітудне значення ударного струму короткого замикання:
iy  К у  2  I к(3)  6,5   I н
,А
де: K y - ударний коефіцієнт; K y = 1,2…1,3 при короткому замиканні на
шинах підстанції; К у = 1 при короткому замиканні в окремій точці;
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
I
н
- сума номінальних струмів асинхронних двигунів потужністю
більше 100 кВт, А.
Діюче значення ударного струму:
I y  I к(3)  1  2  ( К у  1)2 , А
Опір зовнішньої системи:
X з .с 
U н2
, Ом
Sк(3)
де: S к(3) - потужність трифазного короткого замикання на шинах
високої напруги, ВА:
X з .с 
380
 0, 00144 Ом.
100 106
Розрахунок струмів короткого замикання зводимо до таблиці 5.1.
Таблиця 5.1 – Розрахунок струмів короткого замикання
Струми кз,
кА
Опір 103
№
Хт
Rт
Rвк/
Хвк/
Rмк
Хмк
Rrк
Хrк
Хзс
Ктр
Ктр
R
Х
І(3)к
І(3)к
1
0,002
-
-
-
--
0,00144
0,001
0,7
0,003
1,651
139,96
121,2
2
0,002
0,75
0,105
-
-
0,00144
0,001
0,7
0,753
1.75
120.84
104.6
5
3
0,002
0,95
0,75
0,105
1.875
0.105
0,00144
0,001
0,7
2.628
1.859
71.73
62.12
4
0,002
0,95
0,75
0,105
1.875
0.105
0,00144
0,001
0,7
2.628
1.859
71.73
62.12
5
0,002
0,95
0,75
0,105
1.875
0.105
0,00144
0,001
0,7
2.628
1.859
71.73
62.12
4
6
0,002
0,95
0,75
0,105
1.875
0.105
0,00144
0,001
0,7
2.628
1.859
71.73
62.12
7
0,002
0,95
0,75
0,105
1.875
0.105
0,00144
0,001
0,7
2.628
1.859
71.73
62.12
8
0,002
0,95
0,75
0,105
1.875
0.105
0,00144
0,001
0,7
2.628
1.859
71.73
62.12
9
0,002
0,95
0,75
0,105
1.25
0.105
0,00144
0,001
0,7
2.003
1.859
84.5
73.18
10
0,002
0,95
0,75
0,105
1.25
0.105
0,00144
0,001
0,7
2.003
1.859
84.5
84.5
11
0,002
0,95
-
-
-
-
0,00144
0,001
0,7
0.003
1.651
139.96
121.2
12
0,002
0,95
0.39
0.105
-
-
0,00144
0,001
0,7
0.393
1.756
128.3
111.2
13
0,002
0,95
0.39
0.105
0.19
0.101
0,00144
0,001
0,7
0.583
1.86
118.47
102.6
14
0,002
0,95
0.39
0.105
0.19
0.101
0,00144
0,001
0,7
0.583
1.86
118.47
102.6
15
0,002
0,95
-
-
-
-
0,00144
0,001
0,7
0.003
1.651
139.96
121.2
44
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
16
0,002
0,95
0.625
0.105
-
-
0,00144
0,001
0,7
0.628
1.756
123.8
44
107.2
2
17
0,002
0,95
0.625
0.105
1.56
0.105
0,00144
0,001
0,7
2.188
1.86
80.4
69.6
18
0,002
0,95
0.625
0.105
1.56
0.105
0,00144
0,001
0,7
2.188
1.86
80.4
69.6
19
0,002
0,95
0.625
0.105
1.56
0.105
0,00144
0,001
0,7
2.188
1.86
80.4
69.6
20
0,002
0,95
-
-
-
-
0,00144
0,001
0,7
0.003
1.651
139.96
121.2
21
0,002
0,95
0.153
0.077
-
-
0,00144
0,001
0,7
0.156
1.728
133.07
115.2
22
0,002
0,95
0.153
0.077
0.375
0.081
0,00144
0,001
0,7
0.531
1.8
127.8
110.7
23
0,002
0,95
0.153
0.077
0.375
0.081
0,00144
0,001
0,7
0.531
1.8
127.8
110.7
24
0,002
0,95
0.153
0.077
0.375
0.081
0,00144
0,001
0,7
0.531
1.8
127.8
110.7
25
0,002
0,95
0.153
0.077
0.375
0.081
0,00144
0,001
0,7
0.531
1.8
127.8
110.7
26
0,002
0,95
-
-
-
-
0,00144
0,001
0,7
0.003
1.651
139.96
121.2
27
0,002
0,95
0.01
0.06
-
-
0,00144
0,001
0,7
0.013
1.71
135.04
116.9
28
0,002
0,95
0.01
0.06
1.875
0.105
0,00144
0,001
0,7
1.888
1.815
88.38
76.5
Вибір апаратури керування та захисту
Заземлювачі
Зазелмлення складається з головного ЦЗП (центрального) і місцевих
заземлювачів МЗП, об’єднані в загальну мережу заземлення через магістраль
заземлення.
Місцевий
заземлюючий
пристрій
будується
біля
пересувних
електроустановок ПКТП і заземлюючих провідників, з’єднуючих пересувні
електроустановки з місцевим заземлювачем.
В якості магістрального заземлюючого провідника, прокладеного по
опорам ППЛ кВ, прийнято сталеалюмінієвий провід перетином 35 мм2, а в
гнучких кабелях використовуються заземлююча жила кабелю.
Загальний
опір
заземлюючого
пристрою
ЦЗП
не
повинен
перевищувати 4 Ом.
Заземлювальний пристрій, що виконується за дотриманням вимог до
його опору, повинен мати у будь-який час року опір не більше 2, 4, 8 Ом з
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
урахуванням при напругах 660, 380, 220 В відповідно – для установок
напругою вище 1 кВ з ізольованою нейтраллю без компенсації ємнісних
струмів, якщо заземлювальний пристрій використовується одночасно для
електроустановок напругою до 1 кВ.
Передбачається
спорудження
заземлювача
з
розташуванням
вертикальних електродів по контуру. Як горизонтальних заземлювачів
використовуються сталеві смуги.
Таким чином, приймаємо 𝑅𝑖 = 𝑅3 = 4 Ом (без урахування природних
заземлювачів).
Визначаємо розрахункові питомі опори грунту для горизонтальних і
вертикальних заземлювачів
𝑝𝑧 = 𝑝уд ∙ 𝐾𝑛.𝑧 = 65 ∙ 2 = 130 Ом ∙ м
𝑝в = 𝑝уд ∙ 𝐾𝑛.в = 65 ∙ 1,4 = 91 Ом ∙ м,
Де коефіцієнти це табличні значення.
Опір розтікання одного вертикального електрода стрижневого типу
визначаємо за формулою:
𝑅о.в.е. =
𝑅о.в.е. =
𝑃в
2п1
∙ (ln
2𝐿
0,95𝑏
1
4𝑡+1
2
4𝑡−1
+ ln
)
91
23
1 4 − 2,2 + 3
∙ (ln
+ ln
) = 22,6 Ом
2п3
0,95 − 0,063 2 4 − 2,2 − 3
Визначаємо приблизну кількість вертикальних заземлювачів
𝑁=
𝑅о.в.е.
22,6
=
= 8.
𝐾𝑢 ∙ 𝑅𝑢 0,7 ∙ 4
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Визначаємо розрахунковий опір розтікання горизонтальних електродів:
приймаються горизонтальний провідник зі смугової сталі перетином 48 мм2,
завтовшки 4 мм, шириною 12мм
𝜌г
2 ∙ 𝑙2
130
2 ∙ 482
𝑅г =
ln
=
ln
= 13,239 Ом
𝜂г ∙ 2𝜋 ∙ 𝑙 𝑏 ∙ 𝑡
0,43 ∙ 2𝜋 ∙ 48 0,012 ∙ 0,706
Уточнюємо опір вертикальних електродів з урахуванням опору
горизонтальних заземлювачів:
𝑅𝑧 =
𝑅𝑧 ∙ 𝑅𝑢
13,239 ∙ 4
=
= 5,732 Ом
𝑅𝑧 − 𝑅𝑢 13,239 − 4
Визначаємо
число
вертикальних
електродів
при
коефіцієнті
використання 0,7:
𝑁=
𝑅о.в.е.
22,6
=
=6
𝐾𝑢 ∙ 𝑅𝑢 0,7 ∙ 5,732
Зважаючи
на
досить
істотні
помилки
знову
визначимо
опір
горизонтальних заземлювачів:
𝜌г
2 ∙ 𝑙2
130
2 ∙ 362
𝑅г =
ln
=
ln
= 15,124 Ом
𝜂г ∙ 2𝜋 ∙ 𝑙 𝑏 ∙ 𝑡
0,48 ∙ 2𝜋 ∙ 36 0,012 ∙ 0,706
Уточнюємо опір вертикальних електродів:
𝑅в =
𝑅𝑧 ∙𝑅𝑢
𝑅𝑧 −𝑅𝑢
=
Визначаємо
15,124∙4
15,124−4
= 5,438 Ом
число
вертикальних
електродів
при
коефіцієнті
використання 0,71:
𝑁=
𝑅о.в.е.
22,6
=
=6
𝐾𝑢 ∙ 𝑅𝑢 0,71 ∙ 5,438
Остаточно приймаємо до установки 6 вертикальних електродів,
розташованих по виносному контуру.
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Вибір автоматичних вимикачів
Автоматичні вимикачі вибираються виходячи з номінальної напруги
мережі U н. м , розрахункового струму I р , та перевіряють по граничному
струму підключення. При цьому повинна виконуватися умова:
I н.а  I p ;U н.а  U н. м ; I в  1, 2I к(3) ,
де:
I н . а , U н .а
- номінальні струми та напруга автоматичного вимикача;
I к(3) - струм трифазного короткого замикання на вихідних зажимах
автоматичного вимикача, А.
Результати заносимо до таблиці 2.7.
Вибір вставок спрацювання максимального захисту автоматичних
вимикачів
Струм вставки I уа максимального захисту автоматичного вимикача з
умови:
k 1
I уа  I н.max   I HI ,
i 1
де:
I н.max
- номінальний пусковий струм найбільш потужного
електродвигуна, А;
k 1
I
i 1
HI
- сума н омінальних струмів інших споживачів.
Вибране значення уставки повинно бути перевірено на надійність
відключення автоматом струму двофазного короткого замикання I к2min в
окремій точці захищаємої мережі.
I к(2)min
 1,5
I уа
Результати розрахунків заносимо до таблиці 6.1.
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Вибір плавких вставок запобіжників
Номінальний струм плавкої вставки
-
I н .в
запобіжника:
для захисту магістральної лінії:
k 1
I н.в  I н.max / (1, 6...2,5)   I HI ,
i 1
де: 1,6…2,5 – коефіцієнт, який забезпечує перегорання плавкої вставки
при пуску двигуна;
-
для захисту ліній з асинхронним коротко замкнутим двигуном:
I н.в  I н.п / (1, 6...2,5)
-
для освітлювальної мережі:
I н . в  I p .o
Надійність спрацювання плавкої вставки при мінімальних струмах
перевіряють з умови:
I к(2)min
 (4...7)
I нв
Результати розрахунків заносимо до таблиці 6.1.
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
Таблиця 6.1 – Вибір плавких вставок запобіжників та автоматичних
вимикачів
Споживач
m,
Ip, A
кіл
Апарат
I н.а , А
U н .а , В
I всм , А
захисту
Збірка №1
1
97,2
БВП
500
380
50
Насоси водопониження
8
5,9
ПН2 − 100
ПМЛ − 112
100
10
380
30
Склад цементу
1
19,75
ПНП-60
60
380
50
Освітлення будмайданчика
8
5,9
ПН2-100
100
380
30
Кран ККТС-20
1
59,86
ПНП-100
100
380
100
Обігрів вагонів
4
9,9
ПН2-100
100
380
30
Збірка №2
1
20,2
БВП
250
380
150
Ел.зварювальний апарат
1
2,78
ПНП-100
60
380
30
Глинорозчинний вузол
1
13,9
ПН2-100
100
380
30
Механічна майстерня
1
9,6
ПН2-100
100
380
30
Столярна майстерня
1
4,0
ПНП-60
60
380
30
Арматурний цех
1
4,0
ПНП-60
60
380
30
Розчиномішалка
1
115,6
ПН2-250
250
380
200
Збірка №3
1
190
ПН2-250
250
380
200
Освітлення правого тунеля
1
95
ПН2-100
100
380
30
Освітлення лівого тунеля
1
95
ПН2-100
100
380
30
Збірка №4
1
21,5
А3714Б
32
380
1600
Вентилятор головного
1
9,4
А3714Б
32
380
1600
1
850
ВМП-10
32
380
1600
1
850
ВМП-10
32
380
1600
провітрювання
Збірка №5
Тунелепрохідницький комплекс фірми
«Wirth»
Збірка №6
Тунелепрохідницький комплекс фірми
«Herrenknecht»
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата
ВИСНОВКИ
В даному розділі було зроблено розрахунок електропостачання
електрообладнання дільниці будівництва ст. «Теремки», метою якого є вибір
найбільш оптимального варіанта схеми, параметрів електромережі і її
елементів, що дозволяють забезпечити необхідну надійність
електроживлення та безперебійної роботи дільниці будівництва.
У ході виконання дипломного проекту було зроблено розрахунки
електричних навантажень, вибрано кількість і потужність трансформаторів з
урахуванням оптимального коефіцієнта їх завантаження і категорії
електроприймачів. Вибрано найбільш надійний варіант перетину проводів та
кабелів живильних і розподільних ліній. Зроблено розрахунок струмів КЗ.
Визначено потужність компенсуючих пристроїв. Зроблено розрахунок
оптимальної кількості та опір заземлюючих пристроїв.
На основі проведених розрахунків можна зробити висновок, що
обраний найбільш оптимальний і раціональний варіант електропостачання
електрообладнання дільниці будівництва.
Арк.
Змн.
Арк.
№ докум.
Підпис
Дата