>78,4

80 >78,4

Выбираем номинальный ток плавкой вставки - I_{ном. вст} =80 А, предохранитель типа ПН2 100.

Произведем расчет для других групп станков на напряжение 380 В.

В таблице 18 приведены номинальные расчетные и пусковые токи для выбора плавких вставок и выбранные марки предохранителей с номинальными токами плавких вставок принятых в соответствии с расчетными номинальными и пусковыми токами соответственно.

Таблица 18 - Выбор предохранителей

Номер на плане	Наименование ЭП	Рном, кВт	Iном, А	Пусковой ток, А	Ток плавкой вставки, А	Марка предохранителя
1. .2	вентиляторы	48	100,4	200,8	250	ПН2 - 250
3…5	сварочные агрегаты	10	31,4	62,8	63	ПН2 - 100
6…8	токарные автоматы	12	21,4	42,8	63	ПН2 - 100
9…11	зубофрезерные станки	15	27,8	55,6	80	ПН2 - 100
12…14	круглошлифовальные станки	4	7,4	14,8	40	ПН2 - 100
15…17	заточные станки	3	5,56	11,12	40	ПН2 - 100
18…19	сверлильные станки	3,2	5,9	11,8	40	ПН2 - 100
20…25	токарные станки	9	16,7	33,4	50	ПН2 - 100
26…27	плоскошлифовальные станки	8,5	15,7	31,4	50	ПН2 - 100
28…30	строгальные станки	12,5	23,15	46,3	80	ПН2 - 100
31…34	фрезерные станки	9,5	17,6	35,2	50	ПН2 - 100
35…37	расточные станки	11,5	21,3	42,6	63	ПН2 - 100

Выбор автоматических выключателей

В соответствии с требованиями автоматические выключатели выбирают по условиям:

I_{ном. расц} > 1,2·I_{р (}60)

I_{ср. эл.} > (1,25÷1,35) ·I_п, (61)

где I_{ном. расц} - номинальный ток расцепителя, А;

I_р -расчетный ток нагрузки, А;

I_п - пиковый ток, А;

I_{ср. эл} - ток срабатывания электромагнитного расцепителя.

I_п = I_р + (к_п-1) · I_{ном. max} (62)

где к_п - кратность пуска;

I_{ном. max} - наибольший из токов группы ЭП, А;

I_р - расчетный ток группы ЭП, А.

Таблица 19 - Выбор автоматов для первого варианта схемы электроснабжения

Обозначение на плане	Расчетный ток, А	Пиковый ток (Iп·1,25), А	Ток катушки максимального расцепителя, А	Тип выключателя
ШМА	528,5	900,625	1000	ВА53-41
ШРА1	33,7	117,125	160	ВА53-39
ШРА2	39,3	111,625	160	ВА53-39
ШРА3	25,8	77,25	160	ВА53-39
СП1	184,8	471	500	ВА54-39
СП2	86,7	158,375	160	ВА53-39
СП3	21,7	42,125	160	ВА53-39
СП4	23,2	45	160	ВА53-39
ШОС	42	52,5	160	ВА53-39
ШТМ	32	165	250	ВА54-39

Таблица 20 - Выбор автоматов для второго варианта схемы электроснабжения

Обозначение на плане	Расчетный ток, А	Пиковый ток (Iп·1,25), А	Ток катушки максимального расцепителя, А	Тип выключателя
ШМА	528,5	900,625	1000	ВА53-41
ШРА1	33,7	117,125	160	ВА53-39
ШРА2	54,9	131,25	160	ВА53-39
СП1	184,8	471	500	ВА54-39
СП2	86,7	158,375	160	ВА53-39
СП3	21,7	42,125	160	ВА53-39
СП4	23,2	45	160	ВА53-39
ШОС	42	52,5	160	ВА53-39
ШТМ	32	165	250	ВА54-39

Для выбора одного из вариантов распределительной сети проводим технико-экономическое сравнение вариантов. Расчет проводим в программе "ZAPUSK". Стоимость первого варианта 1152 тыс. рублей, стоимость второго варианта 1199 тыс. рублей. Итак, для дальнейшего расчета выбираем первый вариант схемы электроснабжения цеха.

2.7 Проверка сечений проводников и коммутационно - защитной аппаратуры 2.7.1 Расчет токов короткого замыкания

При электроснабжении электроустановки от энергосистемы через понижающий трансформатор начальное действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ (I_П0) в килоамперах без учета подпитки от электродвигателей следует определять по формуле:

 (63)

Если электроснабжение электроустановки напряжением до 1кВ осуществляется от энергосистемы через понижающий трансформатор, то начальное значение периодической составляющей тока однофазного КЗ от системы, кА, следует рассчитывать по формуле:

 (64)

Ударный ток трехфазного КЗ в электроустановках с одним источником энергии рассчитывается по формуле:

 (65)

Токи КЗ считаем в точках наиболее приближенных и наиболее удаленных от КТП.

Составим схему замещения:

Рисунок 6 - Схема замещения

Сопротивление системы определяется по следующей формуле:

, (66)

где  - напряжение системы, в данном случае равно 10500 В;

 - напряжение базисной ступени, в данном случае равно 400 В;

 - трехфазный ток короткого замыкания системы (18 кА).

 мОм

Для трансформатора ТМ-400/10:

ΔР_к=5,5 кВт, U_к=4,5%, U_нн=0,4 кВ.

Полное сопротивление силового трансформатора:

 (67)

Активное сопротивление силового трансформатора:

мОм

Индуктивное сопротивление силового трансформатора

 мОм (68)

Сопротивления шинопроводов и кабелей определяются по формуле:

 (69)

где  и  - удельные сопротивления шинопровода или кабеля, мОм/м,

 - длина шинопровода или кабеля, м.

Значения удельных сопротивлений шинопроводов и кабелей: r_шма=0,021 мОм/м, х_шма=0,021 мОм/м, r_шра1,2=0,21 мОм/м, х_шра1,2=0,21 мОм/м,; 4 мм² - r=7,81 мОм/м, х=0,095 мОм/м;

Значения сопротивлений автоматических выключателей берем из таблицы 2,54 /6/, Х_а1=0,07 мОм, Х_а2=0,1 мОм, R_а1=0,07 мОм, R_а2=0,1 мОм.

По справочным данным определяем суммарные сопротивления переходных контактов на шинах, вводах и выводах аппаратов в месте КЗ, r_пер=15 мОм, r_пер=20 мОм и r_пер=25 мОм.

Сопротивление трансформатора Х_1тр=Х_2тр=Х_0тр. Для автоматических выключателей, сопротивления прямой, обратной и нулевой последовательностей также, равны между собой.

Таблица 21 - Токи короткого замыкания

Точка	Трехфазный ток КЗ, кА	Однолфазный ток КЗ, кА	Ударный ток КЗ, кА
К1	15,3	15,2	21,6
К2	11,3	11,2	15,9
К3	3,04	3,04	4,3
К4	11,13	11,13	15,7
К5	2,7	2,7	3,9
К6	10,8	10,8	15,3
К7	5,4	5,4	7,76
К8	10,65	10,65	15
К9	4,7	4,7	6,7

2.7.2 Проверка выбранных сечений проводников по потери напряжения

Для оценки правильности выбора сечений проводников необходимо провести проверку выбранных кабельных линий и шинопроводов.

Выбранные по длительному току и согласованные с током защиты аппаратов сечения внутрицеховых электрических сетей должны быть проверены на потерю напряжения. Нормированных значений для потери напряжения не установлено. Однако, зная напряжение на шинах источника питания и подсчитав потери напряжения в сети, определяют напряжение у потребителя.

Проверка КЛ и шинопроводов осуществляется по потери напряжения:

, (70)

где cos (φ) и sin (φ) - принимается средневзвешенное значение коэффициента мощности,

l - длина линии, м;

I_p- расчетный ток в линии, А.

Допустимая потеря напряжения ΔU_доп. = +5%;

Условие проверки на потерю напряжения:

ΔU < ΔU_{доп. (}71)

Произведем расчет потерь напряжения и сведем в таблицы 22, 23.

Таблица 22 - Проверка кабеля

Номер на плане	Номинальный ток, А	Длина линии, м	Сечение кабеля, мм2	Потеря напряжения,%
1	2	3	4	5
1. .2	100,4	1,6	4×25	0,056
3…5	31,4	3	4×4	0, 194
6…8	31,4	6,8	4×4	0,44
9…11	39,2	1,2	4×6	0,065
12…14	10,5	1	4×4	0,027
15…17	7,8	6	4×4	0,12
18…19	8,4	4	4×4	0,069
20…25	23,5	1	4×4	0,048
26…27	22,2	3	4×4	0,137
28…30	32,7	5,6	4×4	0,378
31…34	24,8	1,6	4×4	0,082
35…37	30,07	7,6	4×4	0,471

Таблица 23 - Проверка шинопроводов

Шинопровод	Длина, м	Расчетный ток, А	Потеря напряжения,%
ШМА 1600	97	528,5	0,653
ШРА4 250	16,6	33,7	0,071
ШРА4 250	16	39,3	0,08
ШРА4 250	19	25,8	0,062
СП1	3,6	184,8	0,474
СП2	0,6	86,7	0,133
СП3	4,8	21,7	0,267
СП4	2	23,2	0,119

Так как ΔU во всех элементах сети меньше ΔU_доп = +5%, то для всех КЛ и шинопроводов условие по потере напряжения соблюдается.

2.7.3 Проверка шинопроводов на электродинамическую стойкость

Шинопроводы проверяются на электродинамическую стойкость по условию:

i_уд< i_дин, (72)

где i_{уд. доп} - допустимая электродинамическая стойкость, кА.

Таблица 24 - Проверка шинопроводов на электродинамическую стойкость

Шинопровод	iуд, кА	i дин, кА	Условие проверки
ШРА4на 250 А	14,6	15	iуд< iдин
ШМА на1600 А	21,6	70	iуд< iдин,

Так как ударный ток шинопроводов меньше амплитудного значения электродинамической стойкости, то условие на электродинамическую стойкость соблюдается.

2.7.4 Проверка выбранных автоматических выключателей

Выбранные аппараты защиты необходимо проверять по чувствительности к токам КЗ. Проверка по чувствительности к токам КЗ осуществляется по условию:

I ⁽¹⁾ _кзmin > 3 · I_ср. _эл, (73)

где I ⁽¹⁾ _кзmin - минимальный ток однофазного КЗ, А;

I_{ср. эл} - ток срабатывания электромагнитного расцепителя, определяется по паспортным данным в зависимости от пределов регулирования времени срабатывания.

Выполним проверку по чувствительности в наиболее удаленных местах схемы.

Таблица 25 - Проверка автоматических выключателей по чувствительности к токам КЗ

Элемент сети	Тип выключателя	I (1) кз min, А	Iср. эл, А	I (1) кзmin > 3 · Iср. эл,
ШРА4 250	ВА53-39	11200	160	11200>480
ШМА1600	ВА53-41	15200	1000	15200>3000
СП1	ВА54-39	10650	500	10650>1500
СП2	ВА53-39	10650	160	10650>480
СП3	ВА53-39	10650	160	10650>480
СП4	ВА53-39	10650	160	10650>480

2.7.5 Проверка выбранных предохранителей

Проверка по согласованию выбранной вставки с сечением выбранного кабеля осуществляется по условию:

I_в < 3 · I_дл. _доп, (74)

где I_в - номинальный ток плавкой вставкой, А;

I_{дл. доп} - длительно допустимый ток, А.

Проверка по согласованию теплового расцепителя с сечением выбранных элементов сети для вариантов представлены в таблице 26.

Таблица 26 - Проверка плавких вставок предохранителей

№ ЭП по списку	Ток номинальный, А	Ток плавкой вставки, А	Марка предохранителя	Длительно допустимый ток, А	Iв <3· Iдл. доп
1. .2	100,4	250	ПН2 - 250	102	250 < 306
3…5	31,4	63	ПН2 - 100	31	63 <93
6…8	31,4	63	ПН2 - 100	31	63 < 93
9…11	39,2	80	ПН2 - 100	40	80 <120
12…14	10,5	40	ПН2 - 100	31	40 < 93
15…17	7,8	40	ПН2 - 100	31	40 < 93
18…19	8,4	40	ПН2 - 100	31	40 < 93
20…25	23,5	50	ПН2 - 100	31	50 < 93
26…27	22,2	50	ПН2 - 100	31	50 < 93
28…30	32,7	80	ПН2 - 100	31	80 < 93
31…34	24,8	50	ПН2 - 100	31	50 < 93
35…37	30,07	63	ПН2 - 100	31	63 < 93

2.8 Построение карты селективности

Карта селективности строится в логарифмическом масштабе: по оси абсцисс откладываются токи - расчетные, пиковые и кз; по оси ординат - времена продолжительности пиковых токов и времена срабатывания защит по защитным характеристикам. Проверим выбранную коммутационную аппаратуру по условию селективности. Исходя из расчета токов КЗ.

Рисунок 7 - Карта селективности

1 - номинальный ток двигателя; 2 - пусковой ток двигателя; 3 и 4 - расчетный и пиковый токи ШРА; 5, 6 - расчетный и пиковый токи ШМА, 7,8,9 - токи КЗ в точках К1, К2, К3; 12 - характеристика плавкой вставки 100 А предохранителя, 10 - характеристика автомата с расцепителем 500 А, 11 - характеристика автомата с расцепителем 1000 А.

2.9 Конструктивное исполнение низковольтной сети

Электрическая сеть цеха выполнена шинопроводами и кабельными линиями. Магистральные сети выполнены закрытыми шинопроводами. Такой шинопровод называют комплектным, так как он поставляется в виде отдельных сборных секций, которые представляют собой три или четыре шины, заключенные в оболочку и скрепленные самой оболочкой или изоляторами - клещами.

Для выполнения прямых участков линий служат прямые секции, для поворотов - угловые. Соединение секций на месте монтажа выполняется сваркой, болтовыми или штепсельными соединениями. Магистральные шинопроводы крепят на высоте 3-4 метра над полом помещения на кронштейнах или специальных стойках. Это обеспечивает небольшую длину спусков к распределительным магистралями. Отдельные приемники подключают к ШРА через ответвительные коробки или кабелем проложенным в металлорукавах.

Присоединение ШРА к ШМА осуществляется кабельной перемычкой, соединяющей вводную коробку ШРА с ответвительной секцией ШМА.

Крепление ШРА выполняется на стойках на высоте 1,5 м над полом.

Заключение

В представленном курсовом проекте спроектирована и рассчитана система электроснабжения ремонтно-механического цеха и системы внутреннего электроснабжения судоремонтного завода.

В проекте произведены расчеты электрических нагрузок для выбора трансформаторов КТП (по первому этапу), расчеты электрических нагрузок для выбора цеховой сети (по второму этапу).

Основными критериями при проектировании являются техническая применимость и экономичность проекта. На основании экономической оценки принимается схема электроснабжения первого варианта. Эта система электроснабжения включает:

В качестве источника питания цеха принята схема БТМ блок трансформатор (400 кВ·А) - магистраль с одним трансформатором и комплектным шинопроводом в качестве главной магистрали, длиной 97 м, устанавливаемого на высоте 6 м.

Разводка сетей цеха производится с помощью трех ШРА, устанавливаемых на высоте 6 м и СП питаемых от ШМА. ЭП подключаются через кабельные спуски, прокладываются в металлических рукавах.

Защита производится автоматическими выключателями (для ШМА, ШРА и СП) и предохранителями (для электроприемников).

Внутреннее электроснабжение завода выполнено по смешанной схеме. Цеха с высоковольтной нагрузкой подключены радиально. В каждом цехе установлено по одной двухтрансформаторной подстанции. Высоковольтные ЭП подключаются через распределительный пункт. В ходе расчета выбраны и проверены сечения линий 10 кВ.

Библиографический список

1. Барыбин Ю.Г. "Справочник по проектированию электроснабжения", М.: "Энергоатомиздат", 1990.

2. Блок В. М.: "Пособие к курсовому и дипломному проектированию", М.: "ВШ", 1990.

3. Неклепаев Б.Н. "Электрическая часть электростанций", М.: "Энергоатомиздат", 1989.

4. ПУЭ, М.: "Энергоатомиздат", 2000.

5. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования под ред. Барыбина Ю.Г., Федорова Л.Е. и др., М.: "Энергоатомиздат", 1991.

6. Справочник электромонтера. Под ред. А.Д. Смирнова. Смирнов Л.П. Монтаж кабельных линий, М.: Энергия, 1968.

7. Трунковский А.Е. "Обслуживание электрооборудования промышленных предприятий", М: Высшая школа, 1977.

8. Указания по расчету электрических нагрузок. ВНИПИ "Тяжпромэлектропроект" №358-90 от 1 августа 1990г.

9. Фёдоров А.А., Старкова Л.Е. "Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования", М.: "Энергоатомиздат", 1987.