Реконструкция котельной в агрогородке Молодовский с переводом на местные виды топлива (Проектирование системы электроснабжения котельной)

Выбор пусковой и защитной аппаратуры электроприемников и   расчет ответвлений к электроприёмникам

Для защиты электродвигателей, проводов, кабелей и шинопроводов от воздействия больших токов в сетях до 1 кВ применяются плавкие предохранители и автоматические выключатели, которые разрывают цепь тока, когда его значение становится недопустимым для дальнейшей работы сети или ее элементов.

В данном дипломном проекте для защиты электроприемников от коротких замыканий и перегрузок применяем автоматические выключатели, так как они являются более совершенными защитными аппаратами по сравнению с плавкими предохранителями, так как они конструктивно рассчитаны на быстрое повторное включение. При отключении автоматических выключателей они отключают сразу три фазы, что препятствует возникновению неполнофазных режимов работы электрооборудования.

Автоматы, несмотря на их высокую стоимость по сравнению с предохранителями, широко применяются как для защиты отдельных электроприемников, так и для защиты присоединений на более высоких уровнях системы электроснабжения.

Все автоматы имеют в каждой фазе (полюсе) максимальное реле, которое в каталогах и справочника называют расцепителем. Расцепитель состоит из: нагревательного элемента на основе биметаллической пластинки (осуществляющего защиту от перегрузки с выдержкой времени) и электромагнитного элемента (осуществляющего максимально-токовую защиту с выдержкой или без выдержки времени – «отсечку» при токах КЗ).

Автоматический выключатель выбираем по условиям:

Номинальный ток расцепителя должен быть не меньше наибольшего расчетного тока нагрузки, длительно протекающего по защищаемому элементу:

                                                                                                   (8.2.1)

                                                                                             (8.2.2)

где      I_р –  расчетный ток протекающий в номинальном режиме;

I_н.расц– номинальный ток расцепителя.

Ток срабатывания расцепителя должен быть не меньше 1,25 пикового тока:

                                                                                    (8.2.3)

Ток срабатывания расцепителя:

                                                                               (8.2.4)

Кратность токовой отсечки:

                                                                                      (8.2.5)

Приведем пример выбора автоматического выключателя для насоса циркуляц. (№4). Параметры электродвигателя: I_н=1,3 А; I_п=6,5 А. Выбираем выключатель ВА51Г-25 с I_в=25 А и I_н.расц=1,6 А [15, табл.3.17]. Выбранный выключатель удовлетворяет условиям (8.2.1) и (8.2.2). Проверим выключатель по условию (8.2.3). Кратность токовой отсечки определим по формуле (8.2.5):

Примем К_то=7 [15, табл.3.17].

По формуле (6.2.4) рассчитаем ток срабатывания расцепителя:

Условие (8.2.3) выполняется.

Выберем проводник для подключения электроприемников и трубу для прокладки проводника.

Выбор проводим по условиям:

;                                                                                            (8.2.6)

,                                                                                   (8.2.7)

где     К_з –  коэффициент запаса, учитывающий требования систем электроснабжения. Примем К_з = 1,25;

Кп  – коэффициент, учитывающий тип прокладки. Кп=1 [15, табл.3.21].

Выберем проводник для насоса сетевого (№2).

Выбираем провод АПВ 5х10 с I_доп=37 А [16].

Проверим провод по условию (8.2.7):

Условие выполняется.

Для прокладки проводника выберем пластмассовую трубу марки П1.25 [15, табл. 3.25].

Для остального оборудования расчет проводится аналогично. Результаты расчета представлены в таблице 8.3.

Таблица 8.3-  Результаты выбора выключателей, проводов и труб

№ п/п	Выключатель					Проводник			Труба
	Тип	Iв			Kто	Марка Сечение
1	ВА51Г-25	25	3,15	44,1	14	АПВ 5х2,5	19	3,94	П1.15
2	ВА51-25	25	25	250	10	АПВ 5х10	37	31,25	П1.25
3	ВА51Г-25	25	1	14	14	АПВ 5х2,5	19	1,25	П1.15
4	ВА51Г-25	25	1,6	22,4	14	АПВ 5х2,5	19	2	П1.15
5	ВА51Г-25	25	0,6	8,4	14	АПВ 5х2,5	19	0,75	П1.15
6	ВА51Г-25	25	3,15	44,1	14	АПВ 5х2,5	19	3,94	П1.15
7	ВА51-25	25	12,5	125	10	АПВ 5х2,5	19	15,625	П1.20
8	НПН2-60 с ПМЛ 121002	63	10	6	-	АПВ 5х2,5	19	1,98	П1.15
9	НПН2-60 с ПМЛ 121002	63	10	6	-	АПВ 5х2,5	19	1,98	П1.15
10	ВА51-25	25	10	100	10	АПВ 5х2,5	19	12,5	П1.15
11	ВА51-25	25	10	100	10	АПВ 5х2,5	19	12,5	П1.15
12	ВА51-25	25	10	100	10	АПВ 5х2,5	19	12,5	П1.15
13	ВА51-25	25	10	100	10	АПВ 5х2,5	19	12,5	П1.15

8.3 Определение расчетных нагрузок котельной

Одним из основных универсальных методов определения расчётных электрических нагрузок является метод упорядоченных диаграмм, предложенный Каяловым Г.М.

Согласно методу упорядоченных диаграмм, расчётная нагрузка для группы электроприёмников определяется по формуле:

,                                                                                   (8.3.1)

где      Р_ном - групповая номинальная мощность, определяемая как сумма номинальных мощностей, приведённых к длительному режиму работы;

           К_и - групповой коэффициент использования по активной мощности, определяемый по индивидуальным справочным коэффициентам использования для отдельных электроприёмников (К_и) по формуле:

,                                                                                  (8.3.2)

             К_р – расчётный коэффициент по активной мощности, определяемый по справочным таблицам или специальным кривым, в зависимости от эффективного числа приёмников электроэнергии (N_э) и группового коэффициента использования по активной мощности:

Эффективным числом электроприёмников называется такое число электроприёмников одинаковой мощности, которое обуславливают ту же величину расчётной нагрузки, что и группа электроприёмников различных по мощности и режиму работы. Эффективное число электроприёмников есть отношение квадрата суммы мощностей электроприёмников к сумме их квадратов:

   ,                                                                                   (8.3.3)

Расчётная реактивная нагрузка электроприёмников определяется по формуле:

,                                                                 (8.3.4)

где     К_мр– расчётный коэффициент по реактивной мощности, К_мр=1,1 при n_э≤10,К_мр=1 при n_э>10;

           tgφ - тангенс, соответствующий коэффициенту мощности, для характерных групп электроприемников.

Расчётная силовая нагрузка определяется по формуле:

,                                                                                  (8.3.5)

Расчётный ток определяется по формуле:

,                                                                                            (8.3.6)

Пиковый ток группы электроприемников:

,                                                                       (8.3.7)

где      I_п.мах- наибольший пусковой ток электроприемника группы;

           i_н.п- номинальный ток электроприемника с наибольшим пусковым током;

            К_и - коэффициент использования электроприемника с наибольшим пусковым током.

Произведем расчет 1 группы электроприемников (номера по плану: 1,2,3,4), запитанных от силового пункта согласно выше перечисленных формул.

Номинальная активная нагрузка группы 1 равна:

По (6.3.2) определим групповой коэффициент использования:

По (6.3.3) определим эффективное число электроприемников группы 1:

По [16],интерполируя, находим расчётный коэффициент по активной мощности для группы 1:

Расчетную  активную нагрузку определяем по формуле (8.2.1):

По формуле (6.3.4) определяем расчётную реактивную мощность группы 1:

Полную расчетную мощность группы 1 определяем по формуле (8.3.5):

Ток расчетный группы 1 определяем по формуле (8.3.6):

Пиковый ток группы определяем по формуле (8.3.7):

Расчёт электрических нагрузок остальных групп электроприёмников