Характер воздействия колебаний напряжения на качество слитка и отливки определяется динамическими характеристиками электрошлаковой печи. Колебания напряжения вызывают колебания мощности шлаковой ванны с удвоенной частотой. Такие колебания ПСН трансформатора отработать не могут. Воздействие колебаний мощности на качество слитка и отливки определяется возникающими при этом колебаниями температуры шлаковой ванны Θш, скорости оплавления металла G, фронта кристаллизации слитка Кфр и толщины шлакового гарнисажа δг. Последние приводят к изменению диаметра наплавляемого слитка и возникновению гофр и пережимов.

Динамические характеристики этих возмущений описываются передаточными функциями:

;

;

;

.

Где - оперативные относительные отклонения параметров f;

- относительные коэффициенты передачи при воздействии на температуру, скорость плавления и толщину гарнисажа , мощности; - коэффициент передачи при воздействии скорости плавки на коэффициент фронта кристаллизации слитка(металла); - постоянные времени шлаковой и жидкой металлической ванн и шлакового гарнисажа.

 Электрошлаковая печь представляет собой инерционный объект со значительными постоянными времени, составляющими единицы и десятки минут. Известно, что такие объекты являются эффективными высоких частот. Частоты среза, выше которых реакция составляет менее 5% возмущения, составляет для всего спектра ёмкостей печей десятые доли герца. Это свидетельствует о том, что промышленные электрошлаковые печи на колебания напряжения практически не реагируют.

6.РАСЧЁТ ГРУППОВОГО ГРАФИКА СИЛОВОЙ НАГРУЗКИ УЧАСТКА

Электрические нагрузки характеризуют потребление электроэнергии отдельными приёмниками или группой приёмников, предприятия в целом.

Правильное определение ожидаемых электрических нагрузок при проектировании является основой для рационального электроснабжения предприятия. От их значения зависит выбор всех токоведущих элементов и аппаратов и технико-экономические показатели проектируемой системы электроснабжения.

График нагрузки рассчитываем для участка содержащего 2 печи электрошлакового переплава рассчитанной для выплавки оси трактора массой 250 кг, и одной флюсоплавильной печи У-560.

Групповой график нагрузки составляю с использованием индивидуальных графиков нагрузки ЭШП-0,25 и ФПП У-560.

Рисунок.4.- Индивидуальный график нагрузки печи ЭШП.

Рисунок.5.- Индивидуальный график нагрузки ФПП У-560.

Цикл работы ЭШП-0,25 составляет 96 минут, из них на получение отливки уходит 28 минут, оставшиеся 68 минут составляет межплавочный простой. Для начала работы печи необходимо наличие шлака, который получают в флюсоплавильной печи, исходя из этого можно составить общий график нагрузки для ЭШП и ФПП который будет иметь вид:

Рисунок.6.- График нагрузки печи ЭШП и ФПП.

Исходя из того, что на участке предусмотрено 2 печи ЭШП, работа ведётся в три смены, за смену необходимо совершить 2 плавки, перед каждой плавкой необходимо 8кг жидкого флюса и необходимости получения максимального «сглаженного» группового графика получили следующий вид группового графика нагрузки:

Рисунок.7.- Групповой график нагрузки.

Для нахождения среднего значения нагрузки необходимо определить площадь описываемую ломаной графика нагрузки для этого разделим график на определённое количество прямоугольников.

где Si-мощность выбранного интервала времени,

ti- интервал времени в течение которого мощность остаётся постоянной.

S∑=8*100+5*125+7*140+(3*360+5*325+5*280+4*260+5*250+5*200+1*100)*2 = 800+625+980+(1080+1625+1400+1040+1250+1000+100)=17395 кВА*мин.

Среднее значение нагрузки рср:

 где t∑ - суммарное время работы.

кВА.

Среднеквадратичные нагрузки находим по формуле:

 где t∑ - суммарное время работы.

S∑кв=8*100^2+5*125^2+7*140^2+(3*360^2+5*325^2+5*280^2+4*260^2+5*250^2+5*200^2+1*100^2)*2 = 295325+4203650=4498975.

 кВА.

Определение коэффициентов:

Коэффициент использования: ;

;

Коэффициент включения: ;

где tвкл- продолжительность включения приёмника в цикле,

Тц – продолжительность цикла.

.

Коэффициент загрузки: ;

.

Sзаявл= Smax 1.1=360∙1.1=396 кВА;

Коэффициент спроса:

;

.

7.РАСЧЁТ ТОКОВ КОРТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА КОМПЛЕКТНОЙ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ

Для анализа работы энергетических систем, выбора релейной защиты, средств ограничения токов короткого замыкания и работоспособности электрического оборудования в аварийных режимах рассчитываю предполагаемые токи короткого замыкания (К.З.). При расчёте используются следующие допущения:

- в течение всего процесса К.З. ЭДС всех генераторов системы совпадают по фазе;

- не учитывается насыщение магнитных систем, что позволяет считать постоянными и независящими от тока индуктивные элементы короткозамкнутой цепи;

- пренебрегаю намагничивающими токами силовых трансформаторов;

- не учитываются ёмкости всех элементов короткозамкнутой цепи, включая воздушные и кабельные линии;

- трёхфазная система принимается симметричной.

Рисунок.8.- Схема снабжения участка цеха.

Для расчёте тока К.З. шинах печной подстанции, в начале рассчитаем токи при К.З. на шинах КТП. Для этого зададимся базисными величинами.

 кВ;  МВА;

Тогда  кА;

Определим сопротивления:

Для гидрогенератора типа СВ395/250-12

Для трансформатора типа ТДН-80000/110

Для воздушной линии электропередачи ВЛ-1, ВЛ-2

Для турбогенератора типа Е-12-2УЗ

Для реактора типа РБ10-1600-0,25УЗ

Для трансформатора типа ТД-16000/35

Для воздушной линии электропередачи ВЛ-3, ВЛ-4

Для трансформатора типа ТДТН-25000/110

Используя полученные выражения получим значения относительных базисных сопротивлений для каждой обмотки трансформатора.

Для кабельной линии электропередачи К-1, К-2

Схема снабжения будет иметь вид:

Рисунок.9.- Схема замещения схемы снабжения.

Преобразуем вышеприведенную схему:

1)

где ; Х16=Х10+Х11

2)

где ;

3)

где ;

4)

где ;

;

;

5)

где ;

6)

где ;

7)

где ;

8)

где ;

;

;

9)

Для определения тока К.З. от гидрогенераторов определим расчётное сопротивление:

Так как Х*р>3 тогда ток короткого от гидрогенератора найдём следующим образом:

 кА;

Для определения тока К.З.от турбогенераторов определим расчётное сопротивление:

для такого значения Х*р

Определим ток короткого замыкания:

 кА;

 кА;

кА.

8.ВЫБОР КОМПЛЕКТНОЙ ТРРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ

На проектируемом участке находятся следующие потребители электроэнергии:

;

где m-количество единиц энергопотребления;

 кВА;

кВА;

кВА;

;

;

;

;

;

 кВА.

Предполагаемые КТП:

1.                        2 трансформатора мощностью по 1000 кВА каждый.

Загрузка 856/2000=0,43 (43%),

Перегрузка 856/1000=0,856

В связи с тем, что трансформаторы работают со значительной недогрузкой питание кранов и оборудования освещения осуществляется от этих же трансформаторов.

9.РАСЧЁТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ НА ШИНАХ ПЕЧНОЙ ПОДСТАНЦИИ

Для проведения расчёта тока К.З. составим схему замещения участка цепи по которому протекает данный ток.

Рисунок.10.- Схема замещения схемы снабжения после трансформаторной подстанции.

Определяю сопротивления схемы замещения:

;

;

;

;

;

Автоматический выключатель Э-40.

Нахожу ток протекающий по данному участку:

;

;

По табличным данным определяю сопротивления:

Rавт1=0,08 мОм;

Rавт2=0,01 мОм;

Хавт1=0,02 мОм;

Автоматический выключатель Э-06В.

Rавт3=0,08 мОм;

Rавт4=0,01 мОм;

Хавт2=0,02 мОм;

В качестве токоподвода выбираю шинопровод магистральный алюминиевый ШМА-4, который рассчитан на протекание токов до 1250 А.

;

.

;

 где L – длина токоподвода;

мОм;

;

;

;

;

;

;

;

10.КОМПЛЕКТНАЯ ТРАНСФОРМАТОРНАЯ ПОДСТАНЦИЯ

Комплектные трансформаторные подстанции (КТП) являются наиболее массовыми потребительскими подстанциями. Предназначенными непосредственно для электроснабжения приёмников электроэнергии.

КТП внутренней установки предназначены для электроснабжения промышленных предприятий, административных и общественных зданий; они устанавливаются в цехах и других помещениях в непосредственной близости от потребителей электроэнергии.

Для безопасности эксплуатации в КТП внутренней установки используются специальные трансформаторы: Масляные с герметизированными баком, трансформаторы, заполненные негорючей жидкостью, а так же трансформаторы с сухой изоляцией.

Питание КТП-М-1000 осуществляется как по магистральной, так и по радиальной схеме электроснабжения. Ввод со стороны высшего напряжения выполняется глухим или с помощью выключателя, который обеспечивает отключение тока холостого хода и тока нагрузки силового трансформатора.

Питание и защита сборных шин на стороне низшего напряжения осуществляется автоматическими выключателями ввода. Распределение электроэнергии по отходящим линиям, а так же защита их от перегрузок и коротких замыканий осуществляется линейными автоматическими выключателями, установленными в шкафах низкого напряжения.

Для от трансформатора на стороне НН применяется шкаф ШНВ-3МТ, в которых установлен выключатель типа Э-40-В, для отходящих линий применяются шкафы типа ШНЛТ-1М и ШНЛ-2МТ.

Для секционирования шин НН для двухтрансформаторных КТП применяются шкаф типа ШНС-2МТ.

Количество шкафов НН на один трансформатор не должно превышать семи. При установке выключателей серии Электрон в шкафах, допускаются следующие максимально длительные токовые нагрузки: Э40-В – 3500А; Э25-В – 2500А; Э16-В – 1600А; Э06-В – 630А. При этом допускаются нормируемые для трансформаторов кратковременные нагрузки в течении 3ч на 30% или в течение 2ч на 40%,если при этом предварительная нагрузка шкафов не превышала 70% их номинального тока.

Рисунок.11.- Общий вид КТП.

11.ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ

Выбор высоковольтного выключателя.

Ток протекающий через него равен:

;

Выбираем выключатель типа ВМП-10-20/1000УЗ.

Выключатель типа ВМП-10-20/1000УЗ удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям.

Выбор выключателя нагрузки:

Выбор выключателя нагрузки осуществляется по току короткого замыкания на КТП который равен Iкз=7 кА, Iп0=6.64 кА, Iу=17.7 кА по этим параметрам выберем выключатель типа ВНРп-10/400-10зп3У3.

Выбор плавкого предохранителя:

Выбор плавкого предохранителя осуществляется по току короткого замыкания на КТП который равен Iкз=7 кА, Iп0=6.64 кА, Iу=17.7 кА по этим параметрам выберем плавкий предохранитель типа ПКТ101-10-5-12,5УЗ.

Выбор автоматических выключателей:

Автоматический выключатель на линии КТП: Э-40 Максимально допустимый ток для выключателя Э-40 40кА, ток короткого замыкания на рассматриваемом участке цепи равен 23 кА (23<40кА).

Секционный автоматический выключатель на КТП: Э-25 Максимально допустимый ток для выключателя Э-25 55кА, ток короткого замыкания на рассматриваемом участке цепи равен 23 кА (23<55кА).

Автоматический выключатель на отходящих линиях КТП: Э-06В Максимально допустимый ток для выключателя Э-06В 40кА, ток короткого замыкания на рассматриваемом участке цепи равен 23 кА (23<40кА).

Выбираю амперметр РА1, РА2 типа Э351, вольтметр РV1,PV2 типа Э350, Ваттметр W типа Н-395, Счётчик ватт-часов типа СА4У-И672М.

Выбор трансформатора тока:

Выбираем трансформатор тока по высокой стороне ТА1 типа ТПЛК-10.

Выбираю трансформатор на низкой стороне ТА2 типа ТПШЛ-10.

Выбор трансформатора напряжения:

Выбираю трансформатор типа НОСК-3У5.

В качестве токоподвода электроэнергии к силовым трансформаторая от КТП выбираем шинопровод магистральный алюминевый типа ШМА4. Данный шинопровод допускает протекание токов до 1250 А, что превышает значение номинального тока для выбранного участка цепи которое составляет 908 А.

Проверим выбранный шинопровод по воздействию на него токов КЗ, шины должны удовлетворять условию ,

Таким образом, расчётное механическое напряжение не превышает допустимого значения.

12.РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ СРАБАТЫВАНИЯ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ

1.Максимально токовая защита.

Максимально токовая защита от токов короткого замыкания мгновенного действия, отстроенная по току от эксплуатационных КЗ и бросков тока при включении установок. Ток срабатывания реле:

;

где кн=1,2-1,5;

кт=0,18; ктт=200;Iэк=1,2∙4,85=5,82 кА;

2. Защита от перегрузки действует с разными выдержками времени на сигнал и на отключение оперативного или оперативно-защитного выключателя. Уставка реле соответствует току:

, где кн=1,2-1,25;кв=0,85;

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовом проекте было спроектировано электроснабжение участка цеха включающего в себя 2 печи электрошлакового переплава для получения слитка весом 0,25т и флюсоплавильную печь У-560. Была определена средняя цеховая нагрузка Sср=145 кВА, среднеквадратичная цеховая нагрузка Sсркв=193.6 кВА, заявленная мощность SЗаявл=396 кВА, найдены токи К.З.на КТП и печной подстанции которые составили 7 кА и 23 кА соответственно. Выбрана комплектная духтрансформаторная подстанция выполненная на трансформаторах типа ТМ-1000/10. Разработана планировка цеха, схема управления защиты и сигнализации и схема питания установок, которые приведены в графической части проекта.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.                                 Миронов Ю.М., Миронова А.Н. Электрооборудование и электроснабжение электротермических, плазменных и лучевых установок: Учеб. пособие для вузов.-М.: Энергоатомиздат. 1991г.

2.                                 Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для ВУЗов.- перераб. И доп.- М. Энергоиздат,1989 г.

3.                                 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. 2-е изд., перераб. и доп./Под общ. Ред. А.А. Фёдорова и Г.И. Сербиновского.- М.:Энергия,1980 г

4.                                 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий: Электрооборудование и автоматизация / Сост.:Т.В.Анчарова, В.В.Каменева, А.А. Катарская; под общей редакцией А.А. Фёдорова и Г.В.Сербиновского. -2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат, 1981г.

5.                                 Электротермическое оборудование: Справочник / Под общ. Ред. А.П.Альтгаузена. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергия,1980 г.

6.                                 Электрооборудование и автоматика электротермических установок: (Справочник) / Альтгаузен А.П., Берщицкий И.М., Берщицкий М.Д. и др.: Под редакцией А.П.Альтгаузена, М.Д.Берщицкого, М.Я.Смелянского, В.М.Эдемского. – М.: Энергия, 1978 г.

Страницы: 1, 2