Электрооборудование промышленных предприятий, его монтаж и эксплуатация
Задание на выполнение расчётно-графической работы
Целью выполнения расчётно-графической работы является закрепление теоретических знаний по электрооборудованию промышленных предприятий, его монтажу и эксплуатации.
В расчётно-графической работе следует спроектировать заданную электроустановку и выбрать элементы её схемы электроснабжения.
1. По заданной стреле провеса провода построить шаблон для расстановки железобетонных промежуточных опор по трассе линии электропередачи (ЛЭП) 110(35) кВ. По заданной протяженности ЛЭП определить количество промежуточных железобетонных опор воздушной линии 110(35) кВ
2. Произвести расчёт мощности электродвигателя для привода основного механизма установки. Выбрать схему управления электродвигателя с описанием её работы
3. Произвести расчёт и выбор силового электрооборудования установки и токоведущих частей
4. Ответить на вопросы по правилам устройства и эксплуатации электроустановок, а также по срокам, объемам и нормам испытаний электрооборудования и аппаратов электроустановок, находящихся в эксплуатации
5. Произвести расчет заземляющего устройства при заданных параметрах электроустановки
Шаблон для расстановки железобетонных промежуточных опор, их количество
|
Длина ЛЭП L1,км |
Стрела провеса провода f,м |
|
13 |
1,2 |
Допустим, что расстояние между промежуточными опорами lпром=150м. Тогда количество промежуточных опор будет равно: nпром= (L1/ lпром)-2.
nпром=(13000/150)-2=87 ж/б промежуточных опор.
Глубина заглубления столба – 2м.
Габаритная высота столба – 7,8м ±0,5м
Шаблон для расстановки железобетонных промежуточных опор изображен на рис 1.
2. Расчет мощности электродвигателя для привода ЭУ
Для компрессорной установки необходимо рассчитать мощность электродвигателя для привода основного механизма по формуле:
Ркомп = (Q / (102 · η · ηп)) · ((Au + Aa) / 2), кВт
где Q – производительность, м3/с;
η – коэффициент полезного действия;
ηп – коэффициент полезного действия передачи;
Au – удельная работа изотермического сжатия;
Aa – удельная работа адиабатического сжатия.
(Au + Aa) / 2) = 18300 кгс·м/м3
η = 0,8
ηп = 0,95
Q=0,85м3/с
Ркомп = (0,85 / (102 · 0,8 · 0,95)) · 18300 = 200 кВт
Принимаем АД с КЗ ротором типа 4А315М4У3
Рн =200 кВт; η = 94%; cosφ = 0,92; n = 1480 об/мин.
Схема управления компрессорной установки приведена на рисунке 3.
Схема управления компрессорной установки состоит из двух агрегатов К1 и К2. двигатели компрессоров M1 и M2 – асинхронные с короткозамкнутым ротором питаются от сети трехфазного тока 380 В и подключаются автоматами QF1 и QF2 с комбинированными расцепителями. Включение и отключение производится магнитными пускателями KM1 и KM2. Цепи сигнализации и управления питаются фазным напряжением 220 В через однополюсный автомат SF1.
Управление компрессором может быть автоматическим или ручным. Выбор способа управления производиться с помощью ключей управления SA1 и SA2.
При ручном управлении включение и отключение пускателей KM1 и KM2 осуществляется поворотом рукояток ключей SA1 и SA2 из положения «0» в положение «Р».
Автоматическое управление компрессорами производиться при установке SA1 и SA2 в положение «А», а включение и отключение пускателей KM1 и KM2 осуществляется с помощью реле KL1 и KL2.
Контроль давления воздуха в ресиверах производиться двумя электроконтактными манометрами, контакты которых включены в цепи катушек KL1, KL2, KL3 и KL4.
Очередность включения компрессоров при падении давления устанавливается с помощью переключателя режимов SA3. Если ПР установлен в положение «К1», то первым включается компрессор К1 и наоборот.
Пусть ресиверы заполнены сжатым воздухом, давление соответствует верхнему пределу (контакты манометров SQC1 и SQC2 разомкнуты и компрессоры не работают). Если в результате потребления воздуха давление в ресиверах падает, то при достижении минимального значения установленного для пуска первого компрессора замкнется кантакт SQC1 первого манометра. Срабатывает реле KL1 и своим контактом включает пускатель KM1 двигателя M1.
В результате работы компрессора К1 давление в ресиверах будет повышаться и контакт SQC1 разомкнется, но это не приведет к отключению компрессора т.к. катушка реле KL1 продолжает получать питание через свой контакт и замкнутый контакт KL4. При повышении давления в ресиверах до максимального предела замкнется контакт манометра SQT1. Сработает реле KL4 и своим контактом отключит реле KL1. Потеряет питание пускатель KM1 и компрессор К1 остановится.
В случае недостаточной производительности первого компрессора или его неисправности давление в ресиверах будет продолжать падать. Если оно достигает предела, установленного для замыкания контакта SQC2 второго манометра, то срабатывают реле KL3 и KL2. Последний своим контактом включает пускатель KM2 т.е. вступит в работу компрессор К2. Манометры М1 и М2 регулируются так, чтобы контакт SQC2 замыкался по сравнению с контактом SQC1 при несколько меньшем давлении. Реле KL2 после размыкания контакта SQC2 остается включенным через свой контакт и замкнутый контакт KL4.
Когда давление в ресиверах в результате совместной работы двух компрессоров (или только К2 при неисправном К1) поднимется до верхнего предела замкнется контакт манометра SQT2 и включит реле KL4 в результате отключаются реле KL1 и KL2 и пускатель KM1 и KM2 отключаются и компрессор К1 и К2 останавливаются.
В схеме предусмотрен контроль исправности компрессорной установки. Если не смотря на работу двух компрессоров давление будет падать или не изменяться, то SQC2 останется замкнутым и реле KL3 будет включено. Оно своим контактом приведет в действие реле времени KT, которое с некоторой выдержкой времени, необходимой для обеспечения нормального подъема давления компрессором К2, замкнет свой контакт KT в цепи аварийно-предупредительной сигнализации, лампа HLY служит для световой сигнализации при работе в ручном управлении, она загорается при падении давления в ресиверах. Лампа HLW и реле напряжения KV служат для контроля наличия напряжения в цепи управления.
3. Расчет и выбор силового электрооборудования установки и токоведущих частей
Расчетный ток для питающей линии ЭУ определяем по формуле:
I ном.эу=Рном.эу /(√3*Uном*cosφном*ηном),
где Рном.эу - номинальная мощность электроустановки, кВт;
Uном - номинальное напряжение электроустановки, кВ;
cosφном - коэффициент мощности выбранного двигателя;
ηном - кпд выбранного двигателя, %.
Схема питания электроустановки приведена на рис 1:
I ном.эу=200/ (√3*0,4*0,92*0,94)=334А
Пусковой ток электроустановки равен:
Iпуск.эу=7, 5*Iном.эу
Iпуск.эу=7, 5*334=2504А
Допустимый ток для кабеля: Iдоп.каб≥ I ном.эу
Выбираем 3х фазный кабель с алюминиевыми жилами (ААБ) с сечением 50мм2,так как выполняется условие:
Iдоп.каб=335А≥ I ном.эу=334А
Выбираем автоматический выключатель типа AВМ10H, так как
I ном.выкл≥2* I ном.эу
1000А≥2*334=670А, условие выполняется.
Ток срабатывания расцепителя:
I сраб.расц ≥ 1,25*I ном.эу
I сраб.расц ≥1,25*334=617,5 А
Исполнение по расцепителю – селективное.
Выбираем 3х полюсный контактор переменного тока типа КТП6053 с I ном.к=630А
4. Электролизные установки
Область применения
7.10.1. Настоящая глава Правил распространяется на расположенные внутри зданий (исключения приведены в 7.10.4) производственные и опытно-промышленные установки электролиза водных растворов кислот, щелочей и солей с получением и без получения металлов, установки электролиза расплавленных солей, окислов и щелочей и установки гальванических покрытий изделий (деталей) черными и цветными металлами, в том числе редкими и драгоценными.
7.10.2. Электролизные установки и установки гальванических покрытий и используемое в них электротехническое и др. оборудование или устройства, кроме требований настоящей главы, должны удовлетворять также требованиям разделов 1-6 и гл. 7.3-7.5 Правил в той мере, в какой они не изменены настоящей главой.
Определения. Состав установок
7.10.3. Установки электролизные и гальванических покрытий - комплексы, состоящие из одной или нескольких ванн (соответственно электролизных - электролизеров или гальванических) и из требующихся для осуществления в них рабочего процесса выпрямительных агрегатов (см. 7.10.4), другого электротехнического оборудования общего назначения и специального, комплектных устройств и вспомогательных механизмов, магистральных, межванных и других токопроводов, кабельных линий и электропроводок (включая проводки вспомогательных цепей: систем управления, сигнализации, измерения, защиты), а также кранового и вентиляционного оборудования и газоочистных сооружений.
7.10.4. Выпрямительный агрегат - агрегат, работающий по принципу источника напряжения (АИН), состоит из преобразовательного трансформатора и полупроводниковых выпрямителей.
Параметрический выпрямительный агрегат - агрегат, работающий по принципу источника тока (ПИТ), основан на использовании резонансных схем и состоит из преобразовательного трансформатора с раздельными обмотками ВН, трех реакторов, трех конденсаторных батарей и полупроводниковых выпрямителей.
Полупроводниковый выпрямитель - комплект полупроводниковых вентилей, смонтированных на раме или в шкафу (на рамах или в шкафах) с системой воздушного или водяного охлаждения.
Преобразовательная подстанция электролизных установок - комплекс, состоящий из размещенных внутри помещения (или нескольких помещений, или внутри отдельного здания) выпрямительных агрегатов (АИН или ПИТ) и требующихся для их работы оборудования, устройств, систем и др. (см. 7.10.3), при этом вне здания могут быть расположены (когда это позволяют условия окружающей среды) на открытом пространстве или под навесом в исполнении для наружной установки преобразовательные трансформаторы, а при агрегатах ПИТ также и реакторы, и конденсаторные батареи.
