При проектировании систему защитного зануления рассчитывают по трём характеристикам: 1) на отключающую способность; 2) на безопасность прикосновения к корпусу при замыкании фазы на землю (расчёт заземления нейтрали); 3) на безопасность прикосновению к корпусу электрооборудования при замыкании фазы на корпус (расчёт повторного заземления нулевого защитного проводника).
Расчёт системы защитного зануления на отключающую способность сводится к выбору плавких вставок предохранителей, гарантирующих срабатывание системы.
7.3.1 Задание
Рассчитать систему защитного зануления для трёхфазной четырёхпроводной линии напряжением 380/220 В, питающей асинхронный электродвигатель 4А80А4У3 (частота вращения n = 1500 мин-1).
Дано: источник тока – трансформатор мощностью 160 кВ·А с номинальным напряжением обмоток 6/10 кВ и схемой соединения обмоток λ (звезда).
Фазный провод – медный, Æ 6 мм, сечение Sф = 28,26 мм2, длина
Lф = 150 м = 0,15 км.
Нулевой провод – стальной с сечением 4´30 мм, Sн = 120 мм2, длина
Lн = 100 м = 0,1 км.
7.3.2 Решение
Надёжность и быстродействие системы защитного зануления определяется правильным выбором плавкой вставки предохранителя, что определяется расчётом значения номинального тока и соблюдением условия (129)
Iк.з. ≥ 3. (129)
1. Для нахождения номинального тока рассчитываются номинальный ток электродвигателя по зависимости (130) и значение пускового тока электродвигателя по зависимости (131).
По прил.2 для двигателя типа 4А80А4У3 принимается
N = 1,1 квт, cos φ = 0,81, Iпус/Iн = β = 5,0.
Следовательно,
= 2,06 А. (130)
Пусковой ток электродвигателя
= · β = 2,06 · 5,0 = 10,32 А. (131)
Значение номинального тока плавкой вставки
= = 5,16 А.
По зависимости (129) определяется ожидаемое значение тока короткого замыкания.
Iк.з. ≥ 3 = 3 · 5,16 = 15,47 А.
2. Проверим условие обеспечения отключающей способности защитного зануления. Для этого определяются значения сопротивления трансформатора Zт и сопротивления петли "фаза – ноль" Zп.
Сопротивление трансформатора Zт принимается по прил.3. Для трансформатора с мощностью 160 кВ·А.
Zт = 0,487 Ом.
3. По прил.4 определяются активные и индуктивные сопротивления проводников для расчёта сопротивления Zп.
Для фазного провода рассчитывается только активное сопротивление по зависимости (132)
= = 0,095 Ом. (132)
Так как значениями индуктивных сопротивлений медных проводников пренебрегают, то Хф = 0 Ом.
Для нулевого провода активное Rн и внутреннее индуктивное Хн сопротивления рассчитываются по зависимости (133). Для этого по прил.4 задаются значениями удельного активного rω и удельного внутреннего индуктивного хω сопротивлений, которые зависят от плотности тока (134).
Плотность тока d нулевого провода
= 0,13 » 0,5 А/мм2. (133)
Rн = rω · Lн = 13,7 × 0,1 = 1,37 Ом. (134)
Хн = хω · Lн = 8,2 × 0,1 = 0,82 Ом.
4. По зависимости (135) рассчитывается внешнее индуктивное сопротивление петли "фаза – ноль" Хп. Удельное внешнее индуктивное сопротивление хп принимается равным 0,6 Ом/км. Тогда
Хп = хп · (Lф + Lн) = 0,6 · (0,15 + 0,1) = 0,15 Ом. (135)
5. Рассчитывается значение сопротивления петли "фаза – ноль"
=
= = 1,76 Ом.
Рис.22 Схемы для расчёта зануления в сети переменного тока на отключающую способность: а) полная; б) упрощённая
6. Сила тока короткого замыкания Iк.з. рассчитывается по схеме замещения, представленной на рис.22. Значение Iк.з. зависит от фазного напряжения сети Uф и сопротивлений цепи, в том числе от полных сопротивлений трансформатора Zт, фазного проводника Rф, нулевого защитного проводника Rн, внешнего индуктивного сопротивления петли (контура) "фазный проводник – нулевой защитный проводник" (петли "фаза – ноль") Zп, а также от активных сопротивлений заземлений нейтрали обмоток источника тока (трансформатора) R0 и повторного заземления нулевого защитного проводника Rп (рис.22а). Поскольку R0 и Rп, как правило, велики по сравнению с другими сопротивлениями цепи, можно не принимать во внимание параллельную ветвь, образованную ими. Тогда расчётная схема упростится (рис.22б). По зависимости (131) рассчитается сила тока короткого замыкания
= » 197,68 А.
\
7. Проверяется условие надёжного срабатывания защиты:
Iк.з. ≥ 3
197,68 > 3 · 5,16.
550,7 > 15,47.
Ток Iк.з. более чем в 3 раза превышает номинальный ток плавкой вставки.
8. По рассчитанному значению номинального тока Iн = 15,47 А в прил.1 находится ближайшее значение из рядов номинальных токов стандартных предохранителей, равное 15 А. Итак, принимается предохранитель серии НПИ15 с номинальным током 15 А.
Заключение
В данном дипломном проекте произведена модернизация системы теплоснабжения от производственной котельной для ЗАО "Термотрон-завод" расположенного в городе Брянске.
Был предложен рациональный проект по снижению энергопотребления данного завода. Для достижения поставленной цели были решены поставленные задачи:
1. Произведен анализ тепловых нагрузок завода.
Определена потребность завода в тепле при проектировании. Отопительная нагрузка предприятия равна 69300,14ГДж/год, вентиляционная нагрузка равна 240366,86ГДж/год, нагрузка на технологические нужды равна 2530,7ГДж/год, нагрузка на горячее водоснабжение равна 3948691,93ГДж/год.
Определена потребность завода в теплев настоящий момент. Отопительная нагрузка предприятия равна 65843,69ГДж/год, вентиляционная нагрузка равна 234948,45ГДж/год, нагрузка на технологические нужды равна 2530,7ГДж/год, нагрузка на горячее водоснабжение равна 2504057,51ГДж/год.
Также была рассчитана температура начала-конца отопительного периода для предприятия tнк=80С и для отдельных цехов.
2. Произведен анализ режима работы тепловых сетей завода.
Были произведены гидравлические расчеты прошлой и существующей водяных сетей, существующей паровой сети. Произведен поверочный тепловой расчет данных сетей.
3. Произведен расчет источника теплоснабжения.
В рамках дипломного проекта были выбраны два проекта модернизации системы теплоснабжения. Поэтому проводится расчет двух схем источников теплоснабжения. При модернизации системы теплоснабжения с отпуском тепла внешнему потребителю были выбраны три существующих котла ДКВР-20-13 и два устанавливаемых котла ДЕ-10-14ГМ. При модернизации системы теплоснабжения с выработкой электрической энергии были выбраны три существующих котла ДКВР-20-13.
4. Был рассчитан проект внедрения турбинной установки ТГ 8/0,4 Р13/4,0 для снижения затрат при потреблении электроэнергии заводом.
Определена работа турбины на номинальном и частичных режимах, а также мощность, вырабатываемая в течение года.
5. Рассчитана экономическая часть проекта.
При экономическом обосновании проекта при производстве электрической энергии рассчитаны производственные издержки и срок окупаемости внедренной турбоустановки. При экономическом обосновании проекта при отпуске тепла внешнему потребителю рассчитаны два варианта устанавливаемого количества котлов.
6. Разработана методика энергетического обследования оборудования котельной на заводе.
7. Рассчитана безопасность и экологичность проекта.
Стандартизация
Таблица 23
|
№ п/п |
Номер ГОСТа |
Наименование ГОСТа |
|
1 |
2.001-93 |
ЕСКД. Общие положения. |
|
2 |
2.101-68 |
ЕСКД. Виды изделий. |
|
3 |
2.104-68 |
ЕСКД. Основные надписи. |
|
4 |
2.105-95 |
ЕСКД. Основные требования к текстовым документам. |
|
5 |
2.106-96 |
ЕСКД. Текстовые документы. |
|
6 |
2.109-73 |
ЕСКД. Основные требования к чертежам. |
|
7 |
2.301-68 |
ЕСКД. Форматы |
|
8 |
2.302-68 |
ЕСКД. Масштабы. |
|
9 |
2.303-68 |
ЕСКД. Линии. |
|
10 |
2.304-81 |
ЕСКД. Шрифты чертежные. |
|
11 |
2.305-68 |
ЕСКД. Изображения-виды, разрезы, сечения. |
|
12 |
2.307-68 |
ЕСКД. Нанесение размеров и предельных отклонений. |
|
13 |
2.316-68 |
ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц. |
|
14 |
2.701-84 |
ЕСКД. Схемы. Виды и типы. Общие требования к выполнению. |
|
15 |
2.721-74 |
ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения. |
|
16 |
2.780-96 |
ЕСКД. Обозначения условные графические. Элементы гидравлических и пневматических сетей. |
|
17 |
2.784-96 |
ЕСКД. Обозначения условные графические. Элементы трубопроводов. |
|
18 |
2.785-70 |
ЕСКД. Обозначения условные графические. Арматура трубопроводная. |
|
19 |
3.1102-81 |
ЕСКД. Стадии разработки и виды документов. |
|
20 |
21.001-93 |
СПДС. Общие положения. |
|
21 |
21.110-95 |
СПДС. Правила выполнения спецификации оборудования, изделий и материалов. |
|
22 |
21.403-80 |
СПДС. Обозначения условные графические в схемах. Оборудование энергетическое. |
|
23 |
21.602-79 |
СПДС. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Рабочие чертежи. |
|
24 |
21.605-82 |
СПДС. Сети тепловые (тепломеханическая часть). Рабочие чертежи. |
|
25 |
21.606-95 |
СПДС. Правила выполнения рабочей документации тепломеханических решений котельных. |
Список использованной литературы
1. Варнавский Б.П., Колесников А.И., Федоров М.Н. Энергоаудит промышленных и коммунальных предприятий. Учебное пособие. – Москва, 1999.
2. Вукалович М.П. Теплофизические свойства воды и водяного пара. Издательство"Машиностроение", Москва, 1967.
3. Копытов Ю.В., Чуланов Б.А. Экономия электроэнергии в промышленности: Справочник.- 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 112 с., ил.
4. Михайлов В.В. и др. Рациональное использование топлива и энергии в промышленности/Михайлов В.В., Гудков Л.В., Терещенко А.В. – М.: Энергия, 1978. – 224 с., ил.
5. Михальченко Г.Я. Энергосбережение: правовая база, технология и технические средства: учеб. пособие / Г.Я. Михальченко, А.С. Стребков, В.А. Хвостов. – Брянск, БГТУ. 2005. – 303 с.
6. Ривкин С.Л., Александров А.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара. – 2-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 80 с.
7. Сафонов А.П. Сборник задач по теплофикации и тепловым сетям. – 3-е изд., перераб. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 402 с.
8. СНиП 23-01-99 Строительная климатология. Москва, 2003.
9. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника. – М.: Стройиздат, 1979.
10. СНиП 2.04-05-91. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Нормы проектирования. – М.: ЦНТИ, 1992.
11. СНиП 2.04.07-86. Тепловые сети. – М.: Стройиздат, 1987.
12. СНиП 2.04.14-88. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. – М.: Госстройком СССР, 1989.
13. СНиП II-35-76. Котельные установки. – М.: Стройиздат, 1978.
14. Справочник проектировщика. Отопление и вентиляция. – М.: Энергоатомиздат, 1979. – 159 с.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31
