Курсовая работа Расчет схемы электроснабжения участка 3

Подождите немного. Документ загружается.

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.

Таблица 1 - Технические данные потребителей участка

№

п/п

Наименование ГМ

и М

Технические данные одного двигателя

Uн, В

дв

, кВт

Кол-во двиг.,шт.

ΣР

дв

, кВт

ном

, А

пуск

, А

дв

cosφ

пуск

ном

Породопогрузочная

машина TORO

1400E

660/1140 110 1 110

109,3/

63.3

579,2/

443.1

0.93 0.88 5,3

Ленточный

конвейер 1Л-80

660/1140 55 1 55

55,3/

32,01

370,5

214,4

0,92 0,87 6,7

3 Вентилятор ВМ 660/1140 45 1 45

45,2/

26,1

307,36/

177,48

0,92 0,87 6,8

Итого (при Uн=660В)

210 3 210

209,9

0,875

Итого (при Uн=1140В) 121,5

Номинальный ток электропотребителей находи по формуле

äâ

cos3









Расчетные значения заносим в таблицу 1.

Схема электроснабжения приведена на рисунке 1.

750I

QF1

ÐÏ 1

ÀÂÂ-400/

250ÄÎ Ì

ÊÌ 1

250

Ió 500

âàêóóì í ûå êî í òàêòî ðû LSM/TEL

ÊÒÑÂÏ 2-400/6-0,69-ÓÕË5-ÂÂ

ÒÏ 2

ÐÏ 21

ÒÏ 2-560

î ò ÖÏ Ï -4 ãî ð.-560ì

ÐÓÍ Í

ÐÓÂÍ

Ió 800

ÊÌ 2

400

Ió 875

ÊÌ 3

250

Âåí òèëÿòî ð

45 êÂò; Ið=45.2À

Ì 3

ÂÌ Ý 8

L=85ì

ÊÃÝØ 3õ16+1õ10+3õ2,5

L=65ì

ÊÃÝØ 3õ16+1õ10+3õ2,5

Ðåçåðâ

Ió 1000

ÊÌ 4

400

I 625

1.KM1

Ï ÂÈÒ-

-125Ì

ì àøèí à TORO-400E

Ï î ãðóçî ÷í î -äî ñòàâî÷í àÿ

110 êÂò; Ið=109.3À

Ì 1

L=250ì

L=3ì

ÊÃÝØ 3õ50+1õ10

Sòð=250êÂÀ

Sòð.ðàñ÷.=170êÂÀ

?Pñóì .i=210êÂò

Ið=209.1À

ÊÃÝØ 3õ50+1õ10+3x4

ÊÃÝØ 3õ50+1õ10

L=100ì

625I

QF2

ÐÏ 2

ÀÂÂ-400/

250ÄÎ Ì

I 500

2.KM1

Ï ÂÈÒ-

-125Ì

L=2ì

ÊÃÝØ 3õ16+1õ10

4-1Í

1Ë-80

Êî í âåéåð ëåí òî ÷í ûé

55 êÂò; Ið=55.3À

L=30ì

ÊÃÝØ 3õ16+1õ10+3õ2,5

(3)

êç

I =1.91êA

I =1.66êÀ

êç

(2)

I =2.46êÀ

êç

(2)

(3)

êç

I =2.84êA

I =5.04êÀ

êç

(2)

I =5.82êÀ

êç

(3)

êç

I =2.69êA

I =2.33êÀ

êç

(2)

I =4.0êÀ

êç

(2)

(3)

êç

I =4.62êA

(3)

êç

I =2.9êA

I =2.514êÀ

êç

(2)

Рисунок 1 – Однолинейная схема электроснабжения потребителей сети 1140в и 660В

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ

1.1 Расчет трансформаторной подстанции

Для расчета мощности участковой трансформаторной подстанции произведем расчет

суммарной установленной мощности всех электроустановок на участке:

êÂòÐÐ

ióñòóñò

)(





(1)

где

)(ióñò

- установленная мощность i-й электроустановки кВт, N – количество

электроустановок.

êÂòÐ

óñò

,2105545110 

Найдем средневзвешенный коэффициент мощности электроустановок на участке:









ióñò

iióñò

âçâñð

)(

)()(

)cos(

cos



(2)

где

)(

cos



- коэффициент мощности i-q электроустановки.

875.0

210

87.04587.05588.0110

cos







âçâñð



Расчет коэффициента спроса произведем по формуле:

óñò

max

6.04.0 

(3)

где

max

- номинальная мощность наиболее мощного электропотребителя на

участке кВт.

71,0

210

110

6.04.0 

Расчетная активная нагрузка определяется по формуле:

êÂòÊÐÐ

ñóñòðàñ

,

(4)

êÂòÐ

ðàñ

,1.14971,0210 

Расчетная мощность трансформатора определяем по формуле:

êÂÀ

âçâñð

ðàñ÷

ðàñ÷òð

cos





(5)

êÂÀS

ðàñ÷òð

,4.170

875,0

1.149



Выбор трансформаторной подстанции производим исходя из условия

.. ðàñ÷òðíîìòð

SS 

(6)

Так как потребители участка имеют возможность подключения к сети с

напряжением как 1140В так и к сети с напряжением 660В, а исходя из характеристик

КТСВП приведенных в справочнике энергетика угольных шахт единственная подходящая

КТСВП имеющая переключение как на 660/1140В только КТСВП 630/6. Однако следует

отметить что мощность данной подстанции превышает установленную практически в 4

раза, то для данного участка целесообразней применить КТСВП 250/6-6/0,69

Принимаем трансформаторную подстанция КТСВП 250/6-6/0,69.

Таблица 2 – Техническая характеристика трансформаторных подстанций

Таблица характеристик выбранных трансформаторов

Тип

подстанции

тр

кВ·А

Напряжение, В Ном. ток, А U

Потери, Вт

ВН НН ВН НН к.з. % х.х. к.з.

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.

ном.

,В

Ном.

ток

ном.

,А

Длина

L, м Марка кабелей

КТСВП630/6/1,2

А3792У (1) 660 45,2 -

А3792У (2) 660 55,3 -

А3792У (3) 660 109,3 -

А3792У (1) Вентилятор ВМЭ8 660 45,2 85 КГЭШ 3х16+1х10+3х2,5

А3792У (2) АВ400ДО2(1) 660 55,3 65 КГЭШ 3х16+1х10+3х2,5

А3792У (3) АВ400ДО2(2) 660 109,3 100 КГЭШ 3х35+1х10+3х4

АВ400ДО2(1) ПВИ 250 БТ(1) 660 55,3 3 КГЭШ 3х16+1х10+3х2,5

АВ400ДО2(2) ПВИ 250 БТ(2) 660 109,3 3 КГЭШ 3х35+1х10+3х4

ПВИ 250 БТ(1) Конвейер 1Л-80 660 55,3 30 КГЭШ 3х16+1х10+3х2,5

ПВИ 250 БТ(2) TORO 1400E 660 109,3 250 КГЭШ 3х35+1х10+3х4

2.1 Расчет кабельной сети

Ток в магистральном кабеле, для потребителей с номинальным напряжением 1140В

определяем по формуле:

ðíîì

ðàñ÷

êì

cos3





; (7)

где Р

расч

-расчетная нагрузка на подключенном кабеле, кВт; U

ном

-номинальное

напряжение, В; cosφ

-средневзвешенный коэффициент мощности на электроустановок

подключенных к кабелю.

Выбор кабеля от автоматического выключателя А3792У (1) до вентилятора ВМЭ8

,2.45

87,06603

4510









êì

Принимаем кабель КГЭШ 316+110+32.5 80>45.2 условие соблюдается.

Выбор кабеля от автоматического выключателя А3792У (2) до АВ400 ДО2 (1)

,3.55

87,06603

5510









êì

Принимаем кабель КГЭШ 316+110+32.5 80>55,3 условие соблюдается.

Выбор кабеля от автоматического выключателя А3792У (3) до АВ400 ДО2 (2)

,3.109

88,06603

11010









êì

Принимаем кабель КГЭШ 335+110+34 130>109,3 условие соблюдается.

2.2 Расчет участковой сети по потере напряжения в нормальном режиме

2.2.1 Проверить кабельную сеть с напряжением 660В по допустимым потерям

напряжения в каждом РП достаточно только для наиболее мощного двигателя , ΣP

ном

Найдём дополнительную потерю напряжения Uдоп. в абсолютных единицах,

исходя из того, что относительная потеря напряжения в этом режиме uдоп.= 10%.

äîï

,66

100

10660

%100

.20













(8)

Потерю напряжения в гибком кабеле определим по формуле:

);sincos(3

............ êãêãêãêãêãêã

XRIU





(9)

где

..êã

- рабочий ток 1-го двигателя комбайна;

..êã

.íîì

=349 А,

cos

êã



äâ



cos

0,89;

..êã

– активное сопротивление гибкого кабеля, определяем по формуле:

;

êã





(10)

где  - удельная проводимость меди; = 0,0188 Оммм2/м; L – длина кабеля; s –

сечение кабеля;

Для гибкого кабеля породопогрузочной машины TORO 1400E

ÎìR

êã

,134.0

250

0188,0



Для гибкого кабеля ленточного конвейера 1Л-80

ÎìR

êã

,035.0

0188,0



Для гибкого кабеля вентилятора ВМЭ8

ÎìR

êã

,099.0

0188,0



..êã

– индуктивное сопротивление гибкого кабеля, определяем по формуле:

ÎìLxÕ

êêã



(11)

где

– индуктвиное сопротивление кабеля по табл. данным (справочник

энергетика угольных шахт), Ом/км; L – длина кабеля, км.

Для гибкого кабеля породопогрузочной машины TORO 1400E

=0,064

016.025.0064.0



êã

, Ом

Для гибкого кабеля ленточного конвейера 1Л-80

=0,068

002.003.0068.0



êã

, Ом

Для гибкого кабеля вентилятора ВМЭ8

=0,068

0057.0085.0068.0



êã

, Ом

Потеря напряжения составит:

Для гибкого кабеля породопогрузочной машины TORO 1400E

ÂU

êã

,76.23



Для гибкого кабеля ленточного конвейера 1Л-80

ÂU

êã

,05.6



Для гибкого кабеля вентилятора ВМЭ8

ÂU

êã

,14.17



Относительная величина активной составляющей напряжения короткого

замыкания трансформатора КТСВП 250-6/0,69

%100

íîìòð

òðêç

u 

(12)

где Р

кз.тр

-потери короткого замыкания трансформатора, кВт.

996,0%100

250000

2490



Относительную индуктивную составляющую напряжения к. з. трансформатора

КТСВП 250-6/0,69

. aòðêçð

UUu 

(13)

где U

кз.тр.

-напряжение короткого замыкания трансформатора, %

%35,3996,05,3



Коэффициент загрузки трансформатора КТСВП 250-6/0,69

;

òð

êì





(14)

где

òð

– номинальный ток обмотки трансформатора НН, А.

íí

íîì

òð





(15)

где

.íîì

- номинальная мощность трансформатора, Вт;

íí

- напряжение на

вторичной обмотке трансформатора, В.

ÀI

òð

,1.209

6903

250000







0038.1

1.209

9.209





Потери напряжения в % определим из формулы:

);sincos(

... ñððñðàòð

uuu





(16)

44.2)467,035.3875,0996.0(0038.1



òð

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

100

òðíí

òð





; (17)

.83.16

100

44.2690







òð

Потери напряжения на магистральном кабеле определяем по формулам 9, 10, 11.

Результат вычислений заносим в таблицы 2.1, 2.2, 2.3

Общая потеря напряжения на участке определяем по формуле

..... êãòðêì

UUUU 



(18)

Результат вычислений заносим в таблицы 2.1, 2.2, 2.3

Так как





.äîï

всех выбранных кабелей



 U

то условие выполняется.

Расчетные данные по сети с напряжением 1140В заносим в таблицу 2.1

Таблица 2.1 – Расчетные данные потери напряжения в сети с напряжением 660В

для РП1

№ п/п Наименование L, м R, Ом Х, Ом ΔU, В

1 г.к. КГЭШ 3х35 250 0,134 0,016 23,76

2 м.к. КГЭШ 3х35 100 0,053 0,006 9,5

3 КТСВП 250/6 - - - 16,83

Суммарные потери в сети 50,09

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

для РП2

№ п/п Наименование L, м R, Ом Х, Ом ΔU, В

1 г.к. КГЭШ 3х16 30 0,035 0,002 6,05

2 м.к. КГЭШ 3х16 65 0,076 0,004 13,1

3 КТСВП 250/6 - - - 16,83

Суммарные потери в сети 35,98

Таблица 2.3 – Расчетные данные потери напряжения в сети с напряжением 660В

для РП3

№ п/п Наименование L, м R, Ом Х, Ом ΔU, В

1 г.к. КГЭШ 3х16 85 0,099 0,057 17,14

2 КТСВП 250/6 - - - 16,83

Суммарные потери в сети 33,97

2.3 Расчет кабельной сети по условию пуска

Определим активное сопротивление трансформатора, приведённое к обмотке НН:

.018.0

1.2093

2490

;

ÎìR

òð

íîì

òð







(19)

Определим полное сопротивление трансформатора, приведённое к обмотке НН:

.066.0

1.2093100

6905,3

;

3100

ÎìZ

òð

ííòðêç

òð











(20)

Определяем индуктивное сопротивление трансформатора:

.063.0018,0066,0;

2222

ÎìÕRZÕ

òðòðòðòð



(21)

Так как на расчетном участке потребитель является единичным, то падение

напряжения предшествующее запуску электродвигателя на шинах РПП рассчитывать не

будем.

Определим напряжение на двигателе потребителя при пуске с учётом пускового

тока двигателя:

;

)sincos(31

ïóñêïóñê

íîì

ïóñê

íí

ïóñê

ÕR







(22)

где R и Х – соответственно суммарное активное и индуктивное сопротивление

цепи от трансформатора до зажимов пускаемого двигателя, Ом

ÎìRRRR

ìããêòð

,

(23)

ÎìXXXX

ìããêòð

,

(24)

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

8.0



íîì

ïóñê

(25)

Для двигателя TORO 1400E

ÎìR ,20.0053.0134.0018.0 

ÎìX ,085.0006.0016.0063.0 

.,6.519

)467.0085.088.02.0(

660

2.579

690

ÂU

ïóñê







78,0

660

6.519



Так как условие не выполняется увеличим сечение кабеля на порядок, принимаем КГЭШ

3х50+1х10+3х4

ÎìR ,149.0094.0037.0018.0 

ÎìX ,141.00157.0063.0063.0 

.,9.530

)467.0141.088.0149.0(

660

2.579

690

ÂU

ïóñê







80,0

660

9.530



Условие выполняется принимаем кабель КГЭШ 3х50+1х10+3х4

Для двигателя ленточного конвейера1Л-80

ÎìR ,129.0076.0035.0018.0 

ÎìX ,069.0004.0002.0063.0 

.,27.605

)46.0069.087.0129.0(

660

5.370

690

ÂU

ïóñê







91,0

660

27.605



Условие выполняется принимаем кабель КГЭШ 3х16+1х10+3х2,5

Для двигателя вентилятора ВМЭ8

ÎìR ,117.0099.0018.0 

ÎìX ,068.00057.0063.0 

.,9.622

)46.0068.087.0117.0(

660

36.307

690

ÂU

ïóñê







94,0

660

9.622



Условие выполняется принимаем кабель КГЭШ 3х16+1х10+3х2,5