Расчет и выбор трансформаторов тока ТПЛ-10 и напряжения НОМ-10-66

Введение

В настоящее время в Российской Федерации повысился интерес потребителей к новым кабелям с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ, XLPE), которые в недалеком будущем заменят кабели с бумажно-пропитанной (БПИ) и поливинилхлоридной (ПВХ) изоляцией. Это связано с тем, что предприятия, имеющие такие кабельные линии, высоко оценили эксплуатационные преимущества кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена. По этому принципу пошли и многие российские производители, которые уже модернизировали свои технологии и наладили производство подобных кабелей для отечественных потребителей.

Это объясняется значимыми преимуществами СПЭ-кабелей:

1.      за счет увеличения допустимой температуры жилы достигнута большая пропускная способность кабеля (в зависимости от условий прокладки, допустимые нагрузочные токи на 1/6 - 1/3 выше, чем у кабелей с бумажной изоляцией);

2.      высокая устойчивость к влаге, при этом отпадет необходимость в металлической оболочке;

.        при коротком замыкании обеспечивается больший ток термической устойчивости;

.        изоляционные электрические характеристики выше, а диэлектрические потери ниже;

.        меньше допустимый радиус изгиба кабеля;

.        поскольку для изоляции и оболочки применяются полимерные материалы, то для прокладки кабелей при температурах -20°С их предварительный подогрев не требуется;

.        неограниченные возможности по прокладке кабелей на трассах с любой разностью уровней;

.        СПЭ-кабель имеет меньшие габариты и массу, как следствие прокладка кабеля, как в кабельных сооружениях, так и в грунте на сложных трассах становится легче.

9.      Кабели же с бумажно-пропитанной изоляцией, несмотря на достаточно высокие и стабильные электрические характеристики, имеют ряд недостатков:

- технология изготовления кабеля сложна и трудоемка, из-за этого стоимость его довольно

кабель имеет ограничения при вертикальной прокладке, т.к. наблюдается стекание пропиточного состава;

10.    В начальной стадии обработки термопластичный полиэтилен имеет серьезные недостатки, основным их которых это ухудшение механических свойств, при нагреве до температуры плавления материала.

11.    Чтобы решить данную задачу производители применяют сшитый полиэтилен, причем «сшивка» происходит на молекулярном уровне. При этом в процессе сшивки, образуются поперечные связи между макромолекулами полиэтилена, которые создают трехмерную структуру материала. За счет такого строения, полиэтилен имеет высокие показатели электрических и механических характеристик, большой диапазон использования рабочих температур, меньшую гигроскопичность.

Есть несколько технологий сшивания термопластичных материалов. Для кабелей до 1 кВ используется самый распространенный способ - сшивание через привитые органы функциональные группы, в качестве таких групп используют силаны. Этот способ еще называют силанольная сшивка. Сшивание полиэтилена происходит с использованием пара или воды, температура которых достигает 80-90 °С. Под воздействием влаги, тепла и применением катализатора, совершается гидролиз силанольных групп и, как следствие, сшивка материала.

12.    Этот способ сшивания полиэтилена невозможно применить для кабелей с изоляцией рассчитанной на напряжение 10 - 35 кВ, потому в процессе обработки достаточно сложно добиться равномерности физико-механических свойств в радиальном направлении изоляции, а также по причине того, что изоляция кабелей высокого напряжения имеет значительно большую толщину, по сравнению с изоляцией кабелей низкого напряжения.

13.    Применение вышеописанных способов сшивки кабелей подтверждается и мировыми производителями, которые наладили технологию производства и практически полностью перешли на использование силовых кабелей на среднее и высокое напряжение с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ). Это можно объяснить тем, что кабели с бумажно-пропитанной изоляцией расцениваются и считаются как морально устаревшие. Как показывает практика, применяя кабели с изоляцией из СПЭ на напряжение 6-10 кВ можно решить задачи по улучшению надежности электроснабжения потребителей путем оптимизации и реконструкции схем электрических сетей.

На сегодняшний день многие страны уже положительно оценили эксплуатационные характеристики кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена (СПЭ) на среднее и высокое напряжение и практически полностью перешли на их использование. Так, например, составляющая доля всего рынка силовых кабелей равняется в США и Канаде - 85%, в Германии и Дании - 95%, а в Японии, Франции, Финляндии и Швеции в распределительных сетях среднего напряжения используется только кабель с изоляцией из СПЭ. Энергетические компании России, оценив положительные аспекты эксплуатации кабелей среднего и высокого напряжения с изоляцией из СПЭ, также ориентированы на использование данного типа кабелей при прокладке новых кабельных линий и замене либо капительном ремонте старых. Кроме того, для осуществления соединений между кабелями с бумажно-пропитанной изоляцией и изоляцией из сшитого ПЭ применяются специально разработанные муфты. Это существенно уменьшает проблемы при ремонтах и реконструкциях электрических сетей.

1. Общая часть

.1 Краткая характеристика электроснабжения и электрооборудования автоматизированного цеха

Автоматизированый цех (АЦ) предназначен для выпуска металлоизделий.

Он является одним из цехов металлургического завода и имеет два основных участка: штамповочный и высадочный.

На участках установлено штамповочное оборудование: кузнечно-пресовое, станочное и др.

В цехе предусмотрены помещения: для трансформаторной подстанции, агрегатная, вентиляторная, инструментальная, для бытовых нужд и др.

Цеховая ТП получается ЭСН от ГПП завода по кабельной линии длиной 1 км, напряжение - 10 кВ. Расстояние от энергосистемы до ГПП-4 км, линия ЭСН - воздушная.

В перспективе от этой же ТП предусмотрено ЭСН других участков с расчётными мощностями: Р_{р. доп.} = 95 кВт, Q_{р. доп}=130 квар.

На штамповочном участке требуется частое перемещение оборудования. Количество рабочих смен-2.

По надёжности и бесперебойности ЭСН оборудование относится к 3 категории. электроснабжение электрооборудование автоматизированный цех

Грунт в район АЦ - супесь с температурой +22 С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 6 м каждый

Таблица 1 - Исходные данные ЭП

1.2 Классификация помещения по взрыво-, пожаро-, и электробезопасности

Таблица 2 - Классификация помещения по взрыво-, пожаро-, и электробезопасности.

В-І - Выделяются горючие газы или пары ЛВЖ, способные образовать с воздухом в помещении взрывоопасную смесь при нормальном режиме работы

В-ІІ - Возможно образование взрывоопасной смеси на открытом воздухе (например, выбросы технологических установок, резервуары и открытые пространства с горючими жидкостями)

B-Iг- Возможно образование взрывоопасной смеси на открытом воздухе ( например, выбросы технологических установок, резервуары и открытые пространства с горючими жидкостями)

П-І - Обращаются горючие жидкости с температурой вспышки 61 ^oС (например, склады минеральных масел и установки регенерации) внутри помещений

П-ІІ - Выделяются горючие пыль и волокна с концентрацией воспламенения к объему воздуха более 65 г/м ³

П-||A- Обращаются твёрдые горючие вещества (склады)

П-ІІІ - Обращаются горючие жидкости с температурой вспышки 61 ^oС или твердые горючие вещества вне помещения (например, склады минеральных масел, угля, торфа, дерева и т.п.)

БПО- Относятся помещения, не относящиеся в отношении опасности поражения людей электротоком к ОО и с ПО

ОО - Относятся помещения:

-    Особо сырые (относительная влажность близка к 100%, т.е. поверхности, покрытые влагой)

-       С химически активной средой, разрушающей изоляцию

-       Территория размещения наружных ЭУ

2. Расчетно-конструкторская часть

.1 Категория надежности и выбор схемы электроснабжения

Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают

суток.

Все электроприемники второй и третьей категории надежности соединены в распределительные пункты (РП) по радиальной схеме снабжения и магистраль (ШМА)

Рисунок 1 Схема ЭСН автоматизированного цеха

2.2 Расчет электрических нагрузок

Так как известны только технические данные электроприёмников, для расчёта электрических нагрузок применяется метод упорядоченных диаграмм. Целью расчета является нахождение коэффициента максимума (Км). Исходными данными являются: площадь, расположение оборудования и электроприемников, условия окружающей среды, температура, категории надежности.

P_см - средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт

Q_см - средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, квар

S_см - средняя полная мощность за наиболее нагруженную смену кВА

где Рсм- средняя активная мощность за наиболее загруженную смену;см- средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену;см -суммарная средняя полная мощность за наиболее загруженную смену;

Ру- приведенная мощность;

∑ Рн - суммарная номинальная активная мощность.

Ки- коэффициент использования электроприемников.

.        Расчет производится для ШМА 1

кран- тележка

Р_см. = К_и Р_н

Р_см. =0,1* 1,2 = 0,1 кВт

Q_см = Р_см * tgφ

Q_см = 0,1 * 1,73 = 0,2 квар

S_см =

S_см =  =0,2 кВА

.2 Расчет производится для ШМА 1

Электроточило наждачное

Р_см = К_и* Р_н

P_см = 0,14 * 9 = 1,3 кВт

Q_см = Р_см * tgφ

Q_см = 1,3 * 1,73 = 2,2 квар

S_см =

S_см = =2,5 кВА

.3 Расчет производится для ШМА 1

Автоматы гайконарезные

Р_см = К_и* Р_н

P_см = 0,17 * 12 = 2 кВт

Q_см = Р_см * tgφ

Q_см = 2 * 1,17 = 2,4 квар

S_см =

S_см = =3,1 кВА

.4 Расчет производится для ШМА 1

Вибросито

Р_см = К_и* Р_н

P_см = 0,5 * 4,8 = 2,4 кВт

Q_см = Р_см * tgφ

Q_см = 2,4 * 1,17 = 2,8 квар

S_см =

S_см = =3,7 кВА

.5 Расчет производится для ШМА 1

Вентиляторы

Р_см = К_и* Р_н

P_см = 0,7 * 10 = 7 кВт

Q_см = Р_см * tgφ

Q_см = 7 * 0,75 = 5,3 квар

S_см =

S_см =  =8,8 кВА

.6 Расчет производится для ШМА 1

Автомат трёхпозиционный высадочный

Р_см = К_и* Р_н

P_см = 0,17 * 5,8 = 1 кВт

Q_см = Р_см * tgφ

Q_см = 1 * 0,17 = 0,2 квар

S_см =

S_см =  =1 кВА

Рассчитывается п_э ШМА 1

n_э = 2*P_н.Σ/P_{см. нб}

n_э - относительное число эффектных электроприемников

P_н.Σ - сумма активной мощностей за смену и номинальных в группе электроприемников кВт

P_{см. нб} - сумма активная мощность за наиболее нагруженную смену электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт

п_э = 2*42,8/5,8 = 15

K_m = 1,45 K_m ^´= 1 при n_э ≥ 10

Расчет максимальной активной, реактивной и полной нагрузки, а так же максимального тока I_м для РП 1

P_м = K_м *ΣP_см , кВт

Q_м = K¹_м *ΣQ_см , кВт

S_м = кВА

I_м = S_м/(*U_л) А

P_м - максимальная активная нагрузка,, кВт

K_м - коэффициент максимума активной нагрузки

Q_м -максимальная реактивная нагрузка, квар

K¹_м - коэффициент максимума реактивной нагрузки

S_м - максимальная полная нагрузка, кВ А

P_м = 1,45 * 13,8 = 20 кВт

Q_м = 1 *13 = 13 квар

S_м = = 23,87 кВА

I_м = 23,87/(1,73 * 0,66) = 21 А

По аналогичным формулам определяется номинальный ток для приёмников остальных ШМА и РП и заносятся данные в таблицу 3 сводная ведомость нагрузок.

2.3 Расчёт и выбор компенсирующего устройства

1 Определяется активная и реактивная энергия

W_а = α*P_max*Т_max

W_a = 0,85*75,6*4355 = 279726,81 кВт*ч

V_р = α'* Q_м*Т_нр V_р = 0,85*65,8*5880 = 328694 кВт*ч

Определяется средневзвешенный tgφ_ср

tgφ_ср = V_р/W_а

tgφ_ср = 328694 /279726,81 = 1,18

Определяется мощность компенсирующей установки

Qку = α'* Р_см*(tgφ_ср - tgφ_н)

Qку = 0,85* 40,98*(1,18-0,43) = 29,4 квар

Выбирается компенсирующая установка

Q_см ≥ Q_ку 36 ≥29,4

Выбирается одна компенсирующая установка типа КС2-0,66-36 ЗУЗ

2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов

При выборе числа трансформаторов учитывается категории надежности электроснабжения

1 Определяется время максимальных потерь τ_м по графику [1-117]

Тм = 4355 ч

определяется коэффициент заполнения графика нагрузки

Кз.г. = Sср / Sм

Кз.г. =106/104,6 = 1

Находится Тмах в сутки и Кн, при значении Т по [2 - 284]

Кн = 0,97

Определяется номинальная мощность трансформатора

S_ном = Sм / Кн

S_ном = 104,6/ 0,97 = 108 кВА

Выбирается масляный трансформатор ТМ-160/10, для сравнения берётся трансформатор сухой ТСЗ-160/10

Таблица 4 Технические данные трансформаторов

Определяется коэффициент загрузки трансформатора, который не должен превышать Кн

Кз = Sм / (Sном*п) ≤ Кн 0,97

Кз₁ = 101,7/(160*1) = 0,65

Кз₂ = 101,7/(160*1) = 0,65

Кз ≤ Кн

,65 ≤ 0,97

,65 ≤ 0,97

Определяются возможность допустимой перегрузки трансформатора в после аварийной режиме

Определяются потери мощности и энергии в трансформаторах в год

Q_х.х.1 = S_ном1 * I_х.х.1 / 100, квар

Q_х.х.1 = 160*2,4/100 = 3,84 квар

∆Р '_х.х.1 = ∆Р_х.х.1 +Кип* Q_х.х.1, кВт

∆Р '_х.х.1 = 0,565 + 0,12*3,84 = 1 кВт

,2 Находятся приведенные потери активной и реактивной мощности, при коротком замыкании

Q_к.з.1 = S_ном*U_к.з.1 / 100, квар

Q_к.з.1 = 160*4,5/100=7,2 квар

Рк_.з.1 = ∆Р_к.з.1 + Кип* Q_к.з.1, квар

Рк_.з.1 = 2,65 + 0,12 * 7,2 = 3,5 квар

Wа₁ = п (∆Р _'х.х.1*8760+Кз.г.²* Р_к.з.1 * τ_м) кВт*ч

Wа₁ = 1 (1 * 8760+0,64 ²*3,5*3500) = 13935,6 кВт*ч

,3 В такой же последовательности находятся потери энергии для второго варианта

Q_х.х.2 = S_ном2 * I_х.х.2 / 100, квар

Q_х.х.2 = 160*4/100 = 6,4 квар

∆Р '_х.х.2 = ∆Р_х.х.2+Кип* Q_х.х.2, кВт

∆Р '_х.х.2 = 0,7+0,12*6,4 = 1,5 кВт

Q_к.з.2 = S_ном2 * U_к.з.2 / 100, квар

Q_к.з.2 = 160*5,5/100 = 8,8 квар

Р_к.з.2 = ∆Р_к.з.2 + Кип* Q_к.з.2, квар

Р_к.з.2 = 2,7+0,12*8,8 = 3,8 квар

Wа₂ = п (∆Р '_х.х.2 *8760+Кз.г.² * Р_к.з.2 * τ_м) кВт*ч

Wа₂ = 1 (1,5*8760+0,64 ²*3,8*3500) = 18759,25 кВт*ч

Определяются капитальные затраты

К = п*К_т.р

К₁ = п₁*К_т.р.1, т. руб.

К₁ = 1* 114= 114 (т. руб)

К₂ = п₂* К_т.р.2, руб

К₂ = 1*440= 440 (т. руб)

Определяется стоимость потерь электрической энергии

Сп = С₀ * Wа, т. руб.

Сп₁ = С₀ * Wа₁ , руб

Сп₁ = 2*13,935 = 27,87 (т. руб)

Сп₂ = С₀ *Wа₂, руб

Сп₂ = 2*18,759 = 37,518 (т. руб)

Определяются амортизационные отчисления, Ка находим по [2 - 180]

Са = Ка * К, т. руб

Са₁ = Ка*К₁ , т. руб

Са = 0,63*114 = 7,182 (т. руб)

Са₂ = Ка*К₂ , руб

Са₂ = 0,63*440 = 27,72 (т. руб)

Определяются годовые эксплуатационные расходы

С = Сп + Са, руб

С₁ = Сп1 + С_а1, руб

С₁ = 27,87 + 7,182 = 35 (т. руб)

С₂ = Сп2 + С_а2, руб

С₂ = 37,518 + 27,72= 65,2 (т. руб)

Результаты расчетов сводятся для сравнения в таблицу 5

Таблица 5 Результаты расчетов

Так как К₁ ≥К₂ , а С₁ ≥С₂ , то выбирается первый вариант, один трансформатор типа ТМ-160/10, мощностью 160.

2.5 Расчет и выбор элементов электроснабжения

.5.1 Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств

1 Определяются расчетные токи на отходящих линиях к электроприемникам ШМА 1

I_н = Р_см /( *U*cosφ*n)

I_н = 0,1/(1,73*0,66*0,5*1) = 0,175 А

Для Электроточила наждачного

I_н = Р_см /(  *U*cosφ*п)

I_н = 1,3/1,73*0,66*0,5*2) = 1,140 А

Для Насоса дренажного

I_н = Р_см /( *U*cosφ*п)

I_н = 2/1,73*0,66*0,65*10) = 0,27 А

Для Вибросита

I_н = Р_см /( *U*cosφ*п)

I_н = 2,4/1,73*0,38*0,65*2) = 1,62 А

Для Вентиляторов

I_н = Р_см /( *U*cosφ*п)

I_н = 7/(1,73*0,38*0,8*2) = 3,8 А

Для Автомата трёхпозиционного высадочного

I_н = Р_см /( *U*cosφ*п)

I_н = 1/(1,73*0,66*0,65*1) = 1,35 А

По аналогичной формуле определяется номинальный ток для приёмников остальных ШМА.

По току ШМА 1 имеет общий ток I_м = 21 А и числу отходящих линий ЭП и их токах. Выбирается автомат для ШМА1 серии ВА51-25

Должно выполняться условие I_Д ≥ I _М 25 ≥ 21

Выбираются аппараты защиты по допустимому току.

Выбираются автоматические воздушные выключатели для распределительных линиях на подстанциях

Выполняем расчет для ШМА 1

Должно выполняться условие:

I_н.р. ≥ 1,1 *I_м

I_о ≥ 1,25*I_пик

где I_н.р. - номинальный ток расцепителя

I_о - ток отсечки    I_пик - пиковый ток

I_м = 21

I_н.р. ≥ 1,1*25 = 27,5 А

Определяем пиковый ток

I_пик = I_пуск +(ΣI- I_мах), А

где I_пук - пусковой ток наибольшего ЭП в группе

I_мах - номинальный ток наибольшего ЭП

ΣI - суммарный ток всех ЭП

I_пуск = 1,35*6,5 = 8,775 А

I_пик = 21-(3,8+8,775) = 26 А

Выбирается автомат типа ВА51-25

I_н.р. = 25 А I_н.а. = 25 А

Результаты вносим в таблицу 7

Таблица 7- Аппараты защиты на линии электроснабжении РП

2.5.2 Выбор сетей электроснабжения

1 Выбирается марка и сечение провода от распределительного устройства подстанции до распределительного пункта по условию допустимого тока нагрузки

От РУ до РП 1

I_доп ≥ I_р

≥ 21

Марка ПРТО 3х3

По аналогичным формулам определяются сечение для приёмников остальных РП. Результаты заносим в таблицу 8

Выбираются провода на питающие линии от РП до электроприемников, также по условию допустимого тока нагрузки

I_доп ≥ I_рас = I_н

I_рас возьмем из таблицы

Для РП1 мостового крана

I_доп ≥ I_рас

28 ≥ 21

Выбирается провод марки ПРТО с сечением 3, трехжильный кабель с медной жилой с поливинилхлоридной изоляцией, с резиновой изоляцией, оплётка из хлопчатобумажной ткани, пропитанная противогнилостным составом.

Результаты проводов вносим в таблицу 6

Таблица 8 Результаты расчетов

2.6 Расчет токов КЗ и проверка элементов сети

Рассчитывается методом относительных единиц

Чертим расчётную схему:

Рисунок 2 Расчётная схема

Чертим схему замещения по расчётной схеме:

Рисунок 3 Схема замещения

Базисные условия заданы

S_б = 100 МВА

U_б1 = 115 кВ

U_б3 = 6,3 кВ

Находятся базисные токи

I_б1 = I_б2 = S_б /(  * U_б1 )= 100/1,7*115 = 0,503 кА

I_б3 = S_б /( * U_{б1 2}) = 100/1,7*6,3 = 9,18 кА

Определяются сопротивления элементов сети

Х_вл = Х₁ = Х₂ - сопротивление воздушной линии

Х_твн = Х₃ - сопротивление высокой стороны трансформатора

Х_тнн = Х₅ - сопротивление низкой стороны трансформатора

Х_к = Х₇ = Х₈ - сопротивление кабелей

Х_вл = Х₀ *l*( S_б / U_б1²)

Х_вл = 0,4*4*(100/115 ²) = 0,012

Х₁₂ =0,012/2

Xб2= (Uкз/100)(Sб /Sном)

Xб2=(4,5/100)*(100/25) = 0,18

Х₃₄ = 0,18/2=0,09

Х_кл =(0,4*1)/(100/6,3 ²) = 1

Х₅₆ = 1/3=0,3

Определить эквивалентное сопротивление

Х_э = Х₁₂ + Х₃ + Х₅ + Х₇₈ =0,006+0,09+0,3 = 0,396

Определяется токи К.З.

I_к.з. = I _б3 / Х_экв

I_к.з. = 9,18/0,96 = 23,18 кА

Так как система неограниченной мощности, то I_к.з. = I_∞ = I'' = I_t

Находится ударный ток [1-359]

i_уд = * К_у * I_к.з.

i_уд = 1,4*1,8*23,18= 23,18 кА

Определяем мощность К.З.

S_кз = S_б/Xэ КВА

S_кз = 100/0,396=252.5 МВА

Таблица 9 Результаты расчетов

Выбор вакуумного выключателя:

,1 Определяется ток отключающей способности:

кз=Iпо=23,18 кА

.2 Определяется тепловой импульс по формуле:

к=I_∞² *t_Ф

Вк=23,18 ²*3=1612кА² с

где t_ф- фиктивное время, сек

_Ф=t_в *t_СР.З=3 сек

где t_в- время выключателя=0,3 сек;_СР.З- время срабатывания защиты=0,05сек.

ту²*tту=80²*3=19200 кА² с

Где Iту- ток термической стойкости; кА;ту- время термической стойкости, сек

,3 По следующим условиям выбирается вакуумный выключатель ВВТЭ(П)-10-20УХЛ2 по справочнику, технические данные заносим в таблицу 10 и проверяем его по условиям:

Таблица 9- Данные выключателя

Все условия удовлетворяют нашим требования, значит вакуумный выключатель нам подходит.

Выбор трансформатора тока

,1 Ко вторичной обмотке подключены амперметр типа Э351, счетчик активной энергии типа СА 4У-И672М.

Трансформаторы тока проверяются на термическую и динамическую устойчивость к токам К.З

Выбирается трансформатор тока ТПЛ-10 по справочнику, технические данные заносим в таблицу 11 и проверяем его по условиям:

Таблица 10- Данные трансформатора тока

,2 Определяется вторичная нагрузка измерительных приборов. Для этого составляется таблица приборов контроля и учета.

Таблица 11- Измерительные приборы

.3 Определяется нагрузка приборов по формуле:

S2р=Sприб + I2н² *(rпр + rк)

S2р= 3+5 ²(0,185+0,05)=8,95 ВАн=5 А - ток вторичной обмотки трансформаторак=0,05 Ом т.к.3, провода- сопротивление контактов

rпр=L/(γ *S)пр=15/32/2,5=0,188 м/км

S= 2,5 мм²- сечение провода

γ=32 - проводимость медного провода

Выбор трансформатора напряжения

Выбирается трансформатор напряжения НОМ 10-66 по справочнику, технические данные заносим в таблицу 13 и проверяем его по условиям:

Таблица 12- данные трансформатора напряжения

.1 Определяем нагрузку измерительных приборов по формуле

₂=; ВА₂=√(16,54²*11,1 ²)=23,5 ВА

.2 Для определения вторичной нагрузки измерительных приборов составляется таблица выбора контроля и учета

Таблица 13- Измерительные приборы

2.7 Расчет и выбор релейной защиты

Аппаратом релейной защиты называются специальные устройства, обеспечивающие автоматическое отключение поврежденной части электроустановки или сети. Если повреждение не представляет непосредственной опасности, то релейная защита приводит в действие сигнальные устройства.

Основным видом релейной защиты является максимальная токовая защита (МТЗ), срабатывающая от резкого увеличения тока в цепи при КЗ или перегрузках.

Пусковым органом МТЗ является реле максимального тока и реле времени, обеспечивающее выдержку времени срабатывания МТЗ. Максимальная токовая защита выполнена на базе индукционных реле РТ-80 и защищает силовой трансформатор на ВН от перегрузок.

МТЗ выбираем из условия:

I_сз≥((K_з∙K_н∙K_сх)/K_в)∙I_{рас м}, где

K_з- коэффициент защиты (2-2,5);

K_н- коэффициент надежности (1,1-1,2)

K_сх- коэффициент включения трансформаторов тока (3)

K_в- коэффициент возврата реле (0,8- 0,85)

I_сз=((2,5*1,1*1,73)/0,8)*9,2=54,6 А

I_{рас м}=S_тр/(3∙U_вн),

S_тр- номинальная мощность трансформатора; U_вн- напряжение на высокой стороне трансформатора.

I_рас=160/(*10)=9,2 А

Находим ток срабатывания реле по формуле:

I_ср=I_сз/K_тр , где K_тр- коэффициент трансформации трансформатора тока

K_тр=I_1ном/I_2но

Определяем коэффициент чувствительности по формуле:

K_ч=I_кзmin/ I_сз≥1,5

K_ч=23180/54,6=424,5

Условие выполняется, выбираем реле тока РТ81/1 с током срабатывания 60 А.

Рисунок 4 Схема подключения максимальной токовой нагрузки

3. Организационные и технические мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1000 В

На каждом предприятии должны быть организованы мероприятия по безопасному проведению технического обслуживания, планово-предупредительных работ, модернизации и реконструкции оборудования электроустановок. Ответственность за их организацию возлагается на руководителя предприятия.

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работ в электроустановках, являются: оформление работ нарядом, распоряжением или перечнем работ выполняемых в порядке текущей эксплуатации, допуск к работе, перевод на другое место окончания работы.

Ответственность за безопасное ведение работ являются: выдающий наряд, отдающий распоряжение, утверждающий перечень приборов, выполняемых, а порядке текущей эксплуатации; ответственный руководитель работ; допускающий, производитель работ; наблюдающий, член бригады.

Выдающий наряд, отдающий распоряжения руководитель определяет необходимость и возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных за безопасность, а также за соответствие выполняемой работы групп, перечисленных в наряде работников.

В соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок и ГОСТ 12.1.019 - 79 для защиты персонала от случайного прикосновения к токоведущим частям электрооборудования предусмотрены следующие основные технические меры:

. ограждение токоведущих частей;

. применение блокировок электрический аппаратов; установка в РУ заземляющих разъединителей;

. устройство защитного отключения электроустановок;

. заземление или зануление электроустановок;

. выравнивание электрических потенциалов на поверхности пола (земли) в зоне обслуживания электроустановок;

. применение разделяющих трансформаторов, применение малых напряжений;

. применение устройств предупредительной сигнализации;

. защита персонала от воздействия электромагнитных полей;

. использование коллективных и индивидуальных средств защиты;

. выполнение системы стандартов безопасности труда (ССБТ)

Работы, проводимые в действующих электроустановках, делятся на следующие категории:

1.      проводимые при полном снятии напряжения;

2.      проводимые с частично снятым напряжением;

.        без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях;

.        без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением;

К техническим мероприятиям, выполняемым для обеспечения безопасного ведения работ с полным или частичным снятием напряжения в установках до 1000 В, относятся:

. отключение всех силовых и других трансформаторов со стороны высшего и низшего напряжения с сознанием видимого разрыва цепей;

. наложение переносных заземлений. При их отсутствии - принятие дополнительных мер: снятие предохранителей, отключение концов питающих линий, применение изолирующих накладок в рубильниках и автоматах и другие;

. проверка отсутствия напряжения указателем напряжения, который предварительно должен быть проверен путем приближения к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Проверка осуществляется в диэлектрических перчатках. Применение контрольных ламп разрешается при линейном напряжении до 220 В.

К техническим мерам, обеспечивающим безопасность работ без снятия напряжения относятся:

. расположение рабочего места электромонтера таким образом, чтобы токоведущие части, находящиеся под напряжением, были либо перед ним, либо с одной стороны;

. использование защитных средств;

. использование глухой, чистой и сухой спецодежды с длинными застегивающими рукавами и головного убора;

Организационные меры для обеспечения безопасности работ - это выполнение работ о электроустановках по наряду, распоряжению, в порядке текущей эксплуатации.

1.      Работы на ряду. Наряд - это письменное задание, определяющее место, время начала и завершения работ, условия их безопасного ведения, состав бригады лиц, ответственных за безопасность работ. Наряд составляется на бланке установленной формы. По наряду выполняются следующие работы:

с полным снятием напряжения;

-    с частичным снятием напряжения;

-       без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением;

Распоряжение - это задание на работу в электроустановках, записанное в оперативном журнале. Распоряжение имеет разовый характер, выдается на одну работу и действует на одну смену или в течении часа. По распоряжению выполняются работы:

-      без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением, продолжительностью не более одной смены (уборка помещений закрытых РУ, ремонт осветительной аппаратуры и замена ламп, уход за щеточно-коллекторными узлами электрических машин и др.);

-       внеплановые кратковременные и небольшие по объему (до 1 часа), вызванные производственной необходимостью, с полным или частичным снятием

-       напряжения, а также без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением (работы на кожухах электрооборудования, измерения токоизмерительными клещами, смена предохранителей до 1000В, проверка контактов штангой, определение места вибрации шин штангой, фазировка, контроль изоляторов штангой. Эти работы не менее чем двумя рабочими в течении не более 1 часа;

-      некоторые виды работ с частичным или полным снятием напряжения в установках до 1000В продолжительностью не более одной смены (ремонт магнитных пускателей, пусковых кнопок, автоматических выключателей, контакторов рубильников и прочей подобной аппаратуры, установленной вне щитов и сборок; ремонт отдельных электроприемников; ремонт отдельно расположенных блоков управления и магнитных станций, смена предохранителей и другие. Работы выполняются двумя рабочими).

3.      В порядке текущей эксплуатации выполняют работы по специальному перечню с последующей записью в оперативный журнал: все виды работ по распоряжению, обслуживание наружного и внешнего освещения с уведомлением оперативного персонала о времени и месте работы.

Защитные средства

К защитным средствам относятся приборы, аппараты, устройства и инструмент, предназначенные для защиты персонала от поражения электрическим током.

При вводе в эксплуатацию электроустановок напряжением до 1000В предусматривается минимальная норма комплектов защитных средств: указатель напряжения - один, изолирующие клещи - одни, диэлектрические перчатки и галоши - по две пары, электромонтерский инструмент с изолирующими ручками - не менее двух комплектов, переносные заземления - не менее двух штук, предупреждающие плакаты - не менее двух комплектов, диэлектрические коврики - два, временные ограждения - не менее двух комплектов, защитные очки - одна пара, противогаз - один.

Заключение

Для ЭСН и ЭО автоматизированного цеха выбрана магистральная схема электроснабжения, так как она ненадёжна обеспечивает хорошую защиту и селективность. Так как потребители ЭЭ относятся к третьей категории надежности произвел выбор трансформаторов, с учетом отключения электроприемников, в случае послеаварийной работы трансформаторов. ТМ 160/10

На стороне высокого напряжения произвел расчет и выбор трансформаторов тока ТПЛ-10 и напряжения НОМ-10-66, и релейную защиту МТЗ РТ81/1. На стороне низкого напряжения произвел выбор распределительных пунктов (РП) шкафов с ячейками ВА 52-25 проводов АПРТО, ПРТО, сечением 3х2, а также защитных устройств и компенсирующего устройства типа КС2-0,66-36 ЗУЗ

Список литературы

1. Коновалова Л.Л..; Рожкова Л.Д.; «Электроснабжение промышленных предприятий и установок»./ Л.Л. Коновалова, Л.Д. Рожкова. -М. : Энергоиздат, 1989. - 525 с.

. Крупович В.И. «Справочник по проектированию электроснабжения»./ В.И. Крупович. -М. : Энергия, 1980. - 450 с.

. Камнев В.И. « Чтение схем и чертежей электроустановок»./ В.И. Камнев.-М.: Высшая школа, 1986. - 142 с.

. Липкин Б.Ю. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок»./ Б.Ю. Липкин. -М. : Высшая школа, 1990. - 374 с.

. Неклепаев Б.Н.; Крючков И.П.; «Электрическая часть электростанций и подстанций»./ Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. -М. : Энергоиздат, 1989. - 604 с.

. Сибикин Ю.Д. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий: учеб. Студ. Сред. Проф. Образования/ Юрий Дмитриевич Сибикин.-М.: Издательский центр «Академия», 2006.- 368 с.

. «Справочное пособие к курсовому и дипломному проектированию»./ -Первомайский, 2004. - 142 с.

. Шеховцев В.П. «Расчет и проектирование схем электросабжения»./ В.П. Шеховцев. -М. : Форум -Инфро -М, 2005. - 211 с.

9. <http://forca.ru/stati/kabeli/kabeli-s-izolyaciey-iz-sshitogo-polietilena.html>

10. <http://transform74.ru/tr/transformatory-tm/143/>

. http://www.rele.ru