2020-08-05
72
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Провода, кабели.
2. Силовые трансформаторы 10/0,4 кВ
3. Электродвигатели и приводные механизмы
4. Предохранители с плавкими вставками до 1000 В
5. Автоматические выключатели
6. Магнитные пускатели
7. Тепловые реле
8. Рубильники и переключатели
9. Шкафы силовые распределительные
10. Трансформаторы тока 0,4 кВ
11. Токовая защита линий 0,4 кВ
12. Электрооборудование освещения
13. Конденсаторные установки
14. Высоковольтная аппаратура трансформаторного пункта
15. Обеспечение безопасной эксплуатации
16. Сведения для экономических расчетов
17. Энергетические сведения
Список использованных источников
ВВЕДЕНИЕ
Выполнение курсовых и дипломных проектов требует использования большого количества справочной и учебной литературы. Получение и транспортировка этой литературы представляют в настоящее время для студентов заочного обучения большую трудность. В пособии сделана попытка обобщить те сведения из справочников и учебников, которые используются студентами при выполнении курсовых проектов по электроснабжению сельского хозяйства, автоматизированному электроприводу, освещению и проектированию электроустановок. При необходимости дополнительные сведения могут быть получены из списка использованных источников.
Справочник содержит основные сведения, необходимые при проектировании электрических сетей от выхода из питающего трансформатора до места установки электроприемника: - внутренних и наружных силовых и осветительных сетей; - защитных и коммутационных аппаратов; - трансформаторов тока и приборов учета электроэнергии. Эти же сведения необходимы для грамотной эксплуатации электроустановок, они будут полезны специалистам, эксплуатирующим электроустановки 380 В.
По приведенным сведениям выбираются сечения проводов, проверяется возможность запуска электродвигателя, рассчитываются токи трехфазных, двухфазных и однофазных коротких замыканий, выбирается пускозащитная аппаратура.
ПРОВОДА, КАБЕЛИ
Выбор сечения проводов и кабелей производится: по допустимому току (по нагреву), по допустимой потере напряжения, по экономическим интервалам (по минимуму приведенных затрат), по экономической плотности тока. По нагреву выбирают провода с таким расчетом, чтобы в случае возникшей перегрузки защитное устройство (предохранитель, автоматический выключатель и др.) сработало раньше, чем расплавится изоляция провода. Поэтому перед выбором сечения проводника необходимо знать защитное устройство, которое способно обеспечить работоспособность проводника после аварии.
Провода неизолированные для воздушных ЛЭП
На воздушных линиях электропередачи в основном используются алюминиевые, сталеалюминиевые провода и провода из алюминиевых сплавов. Они имеют следующую маркировку /1/:
А - провод, состоящий из семи или более алюминиевых проволок с одним и тем же диаметром, скрученных концентрическими повивами;
АКП - провод, у которого межпроволочное пространство заполнено нейтральной смазкой повышенной термостойкости;
АН - провод из проволок алюминиевого сплава;
АЖ - провод из термообработанных проволок алюминиевого сплава;
АС - провод, состоящий из сердечника, свитого из стальных оцинкованных проволок и наружного повива из алюминиевых проволок.
В таблицах 1.1 приведены характеристики алюминиевых проводов, причем индуктивное сопротивление указано для среднегеометрических расстояний между проводами 400 и 600 мм, а строительная длина-это длина проводов на барабане.
Таблица 1.1
Характеристика алюминиевых проводов/1,2/
| Номин. сеч. мм2 | Число/ диам. пров-к | Rуд Ом/км | Xуд. (400) Ом/км | Xуд. (600) Ом/км | Допус. длит. ток, А | Масса кг/км | Строит. длина,м |
| А16 А25 А35 А50 А70 А95 А120 | 4,87 4,04 3,62 3,28 - - - | - 3,21 2,79 2,46 2,25 2,11 - | - 2,79 2,57 2,05 1,82 1,71 1,63 | - 2,46 2.05 1,73 1,53 1,4 1,33 | - - - 1,53 1,34 1,21 1,14 | - - - 1,40 1,21 1,09 1,03 | - - - - 1,14 1,03 0,93 |
Таблица 1.2
Полное удельное сопротивление петли фазный-нулевой провод четырехпроводной воздушной линии /1/
| Марка и сечение фазного провода | Сопротивление, Zп Ом/км, при нулевом проводе | ||||||
| А16 | А25 | А35 | А50 | А70 | А95 | А120 | |
| А16 | 4,87 | - | - | - | - | - | - |
| А25 | 4,04 | 3,21 | 2,79 | 2,46 | - | - | - |
| А35 | 3,62 | 2,79 | 2,57 | 2.05 | - | - | - |
| А50 | 3,28 | 2,46 | 2,05 | 1,73 | 1,53 | 1,40 | - |
| А70 | - | 2,25 | 1,82 | 1,53 | 1,34 | 1,21 | 1,14 |
| А95 | - | 2,11 | 1,71 | 1,4 | 1,21 | 1,09 | 1,03 |
| А120 | - | - | 1,63 | 1,33 | 1,14 | 1,03 | 0,93 |
Индуктивные сопротивления для воздушных линий с проводами из меди, алюминия и стали
| Dср.г , мм | Сопротивление в Ом/км при сечении | |||||||
| 6 | 10 | 16 | 25 | 35 | 50 | 70 | 95 | |
| 400 | 0,371 | 0,355 | 0,333 | 0,319 | 0,308 | 0,297 | 0,283 | 0,274 |
| 600 | 0,397 | 0,381 | 0,358 | 0,345 | 0,336 | 0,325 | 0,309 | 0,300 |
| 1000 | 0,429 | 0,413 | 0,391 | 0,377 | 0,366 | 0,355 | 0,341 | 0,332 |
| 1500 | - | 0,438 | 0,416 | 0,402 | 0,391 | 0,380 | 0,366 | 0,357 |
| 2000 | - | 0,457 | 0,435 | 0,421 | 0,410 | 0,398 | 0,385 | 0,376 |
Примечание: Dср.г-среднегеометрическое расстояние между проводами, для трех проводов Dср.г=(D1-2*D2-3*D1-3)1/3
Провода изолированные и кабели
Допустимые длительные токи для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией, шнуров с резиновой или пласт-
массовой изоляцией и кабелей с резиновой или пластмассовой
изоляцией приняты для температур: жил +65оС; окружающего
воздуха +25оС; земли +15оС.
Таблица 1.3
Характеристики и области применения алюминиевых установочных проводов /3,4/
| Марка провода | Краткая характеристика | Сечение мм2 |
| АПВ | одножильный с поливинилхлоридной изоляцией для прокладки в трубах, пустотах несгораемых конструкций, плинтусах, на лотках, на тросах, на изоляторах | 2,5... 120 |
| АППВ | двух или трехжильный плоский с поливинилхлоридной изоляцией с разделительным основанием для открытой прокладки по несгораемым конструкциям, на роликах, изоляторах, а также под штукатуркой | 2,5... 6,0 |
| АППВС | двух или трехжильный плоский с поливинилхлоридной изоляцией без разделительного основания для скрытой прокладки в трубах под штукатуркой, в осветительных сетях для прокладки в каналах | 2,5... 6.0 |
| АПН | одно-, двух-и трехжильный с нейритовой резиновой изоляцией для скрытой прокладки под штукатуркой и для открытой прокладки приклеиванием | 2,5…4 |
| АПРВ | одножильный с резиновой изоляцией в поливинилхлоридной оболочке для открытой прокладки на роликах, для прокладки в трубах и коробах | 2,5... 6.0 |
| АПРТО | одно-,двух-, трех- и четырехжильные с резиновой изоляцией в оплетке из хлопчатобумажной пряжи, пропитанной противогнилостным составом для прокладки в стальных трубах | 2,5...400 |
| АПП | одножильный с изоляцией из полиэтилена для прокладки в трубах из трудносгораемого материала и в каналах строительных конструкций | 2,5...35 |
| АППР | одно-и двухжильный с резиновой изоляцией пониженной горючести для прокладки по деревянным основаниям | 2,5…4 |
| АПРН | одножильный с резиновой изоляцией в хлоропреновой оболочке пониженной горючести для прокладки в трубах, каналах строительных конструкций, в наружных установках | 2,5...95 |
| АТПРФ | двух- и трехжильный с резиновой изоляцией в металлической оболочке для прокладки в наружных установках | 2,5…4 |
Наиболее употребительные кабели с алюминиевыми жилами для сети 380 В /3/
| Марка кабеля | Краткая характеристика | Условия прокладки |
| АВВГ | С поливинилхлоридной изоляцией жил, в поливинилхлоридной оболочке | Внутри помещений, в каналах |
| АВРГ | С поливинилхлоридной изоляцией жил, в резиновой оболочке | В сырых и особо сырых помещениях |
| АВРБ | То же, что и АВРГ, но бронированный двумя стальными лентами с наружным покровом | В земле |
| АНРГ | В резиновой негорючей и маслостойкой изоляцией | В особо сырых помещениях с едкими парами и газами |
| АПВГ | с поливинилхлоридной изоляцией, с полиэтиленовой оболочкой | Внутри помещений, в туннелях, каналах |
Таблица 1.4
Допустимый длительный ток в А для проводов с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами для прокладки в трубах /5/ и открыто
| Сеч. жилы мм2 | Два одно- жильн. | Три одно- жильн. | Четыре одно- жильн. | Один двух- жильн. | Один трех- жильн. | Проложены открыто |
| 2 | 19 | 18 | 15 | 17 | 14 | 21 |
| 2,5 | 20 | 19 | 19 | 19 | 16 | 24 |
| 3 | 24 | 22 | 21 | 22 | 18 | 27 |
| 4 | 28 | 28 | 23 | 25 | 21 | 32 |
| 6 | 36 | 32 | 30 | 31 | 26 | 39 |
| 10 | 50 | 47 | 39 | 42 | 38 | 60 |
| 16 | 60 | 60 | 55 | 60 | 55 | 75 |
| 25 | 85 | 80 | 70 | 75 | 65 | 105 |
| 35 | 130 | |||||
| 50 | 165 | |||||
| 70 | 210 | |||||
| 95 | 255 |
Таблица 1.5
Удельное сопротивление прямой последовательности кабелей с алюминиевыми жилами при температуре проводника 65оС,(Ом/км) /6/
| Сечение жил, мм2 | Активное сопротивление | Индуктивное сопротивление. | ||
| фазных | нулевой | 3-жильный кабель | 4-жильный кабель | |
| 3*4 3*6 3*10 3*16 3*25 3*35 3*50 3*70 3*95 3*120 3*150 | 2,5 4 6 10 16 16 25 35 50 50 70 | 9,16 6,41 3,84 2,40 1,54 1,1 0,769 0,549 0,405 0,320 0,256 | 0,092 0.087 0.082 0,078 0,062 0,061 0,06 0,059 0,057 0,057 0,056 | 0,098 0,094 0,088 0.084 0,072 0,068 0,066 0,065 0,064 0,064 0,063 |
Для кабелей с медными жилами значения активного сопротивления следует уменьшить в 1,7 раза
Таблица 1.6
Полное удельное сопротивление петли фаза-нуль для кабеля или пучка проводов с алюминиевыми жилами при температуре жилы 65оС, Ом/км
| Сечение фазы, мм2 | Сечение нулевого провода, мм2 | |||||||
| 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 | 35 | 50 | |
| 2,5 | 29,64 | - | - | - | - | - | - | - |
| 4 | 24,08 | 18,52 | - | - | - | - | - | |
| 6 | - | 15,43 | 12,34 | 9,88 | - | - | - | - |
| 10 | - | - | 9,88 | 7,41 | 5,92 | - | - | - |
| 16 | - | - | - | 5,92 | 4,43 | 3,7 | 3,35 | - |
| 25 | - | - | - | 5,19 | 3,7 | 2,96 | 2,54 | 2,22 |
| 35 | - | - | - | 4,77 | 3,35 | 2,54 | 2,12 | 1,8 |
| 50 | - | - | - | - | 3,06 | 2,22 | 1,8 | 1,48 |
| 70 | - | - | - | - | - | 2,01 | 1,59 | 1,27 |
| 95 | - | - | - | - | - | - | 1,45 | 1,13 |
СИЛОВЫЕ ТРАНФОРМАТОРЫ
Силовые трансформаторы - это электрические аппараты, предназначенные для преобразования электроэнергии одного уровня напряжения в другой уровень. В электрических сетях они обеспечивают передачу электроэнергии с наименьшими потерями мощности, энергии и напряжения от источника до потребителя. В сельских электрических сетях используют двухобмоточные силовые трансформаторы 110/10 кВ, 35/10 кВ, 10/0,4 кВ и трехобмоточные 110/35/10 кВ.
Обозначения трансформаторов:
Первая буква - Т - трехфазный, О - однофазный;
вторая буква М - с масляным охлаждением с естественной циркуляцией масла, С - сухой с воздушным охлаждением; третья буква З -защищенный, Н - с регулированием напряжения под нагрузкой, ВМ - с витым магнитопроводом, с треугольным расположением стержней магнитопровода.
Первое число - мощность трансформатора в кВА; через дробь второе число - номинальное напряжение первичной обмотки. Номинальное напряжение вторичной обмотки для однофазных трансформаторов 220 В, для трехфазных трансформаторов 380/220 или 660/380 В (напряжение оговаривается в заказе).
Выбор трансформаторов осуществляется по номинальному напряжению обмоток и номинальной мощности.
Таблица 2.1. Номинальные напряжения систем электроснабжения и приемников трехфазного переменного тока до 1000 В по ГОСТ 21128-83/7/
Вид тока Источников Сетей и приемников
Однофазный 6;12;28,5;42;62; 6;12;27;40;60;
115;230 110;220
Трехфазный 42;62;230;400;690 40;60;220;380;660; 8.
Таблица 2.2 Основные технические данные двухобмоточных трансформаторов мощностью 25...1000 кВА /1,7,8/ (сопротивления приведены к стороне 400 В)
Тип Потери,кВт Напр. Ток Х1т R1т Zт Zт(1)
хх кз к.з.% хх% мОм мОм мОм мОм
ОМ-4/10 0,065 0,14 4 8 775 1400 1600 -
ОМ-10/10 0,090 0,30 4 7 423 480 640 -
ТМ-25/10 0,13 0,60 4,5 3,2 243 154 287 3750
ТМ-40/10 0,175 0,88 4,5 3,0 157 88 180 2430
ТМ-63/10 0,24 1,28 4,5 2,8 102 51,6 115 1420
ТМ-100/10 0,33 1,97 4,5 2,6 64,7 31,5 73 840
ТМ-160/10 0,51 2,65 4,5 2,4 41,7 16,6 45 186
ТМ-250/10 0,74 3,70 4,5 2,3 27,2 9,5 28 106
ТМ-400/10 0,95 5,50 4,5 2,1 17,1 5,5 18
ТМ-630/10 1,31 7,60 5,5 2,0 13,6 3,1 14
ТМВМ-160/10 0,46 2,65 4,5 0,5 41,8 16,6 45
ТМВМ-250/10 0,66 3,70 4,5 0,5 27,2 9,5 29
ТМ-100/35 0,46 1,97 6,5 2,6 99,1 31,5 104
ТМ-160/35 0,70 2,65 6,5 2,4 62,9 16,6 65
ТМ-250/35 1,00 3,70 6,5 2,3 40,5 9,5 41,6
ТМ-400/35 1,35 5,50 6,5 2,1 25,4 5,5 26
ТМ-630/35 1,90 7,60 6,5 2,0 16,2 3,1 16,5
Трансформаторы сухие защищенные ТСЗ-160/10 0,70 2700 5,5 4 52,3 16,9 55 ТСЗ-250/10 1,00 3800 5,5 3,5 33,8 9,7 35,2 ТСЗ-400/10 1,30 5400 5,5 3 21,3 5,4 22 ТСЗ-630/10 2,00 7300 5,5 1,5 13,7 2,9 14
ТСЗ-1000/10 4,20 16000 5,5 1,5 8,4 2,6 8,8
Zт(1)-сопротивление трансформатора току однофазного к.з. определяется опытным путем на заводе-изготовителе. Сопротивления трансформаторов току прямой последовательности вычисляются по паспортным значениям: Рк.з.-потери короткого замыкания (в обмотках), Uк% -напряжение к.з., Uном.
Rт=Pк.з.*Uн2/Sн2; Zт=Uк%*Uн2/(100*Sн); Xт=(Zт2-Rт2)1/2.
Трансформаторы рассчитываются на срок службы 25 лет. К концу срока службы изоляция должна выработать свой ресурс. Срок службы изоляции трансформатора зависит от ее температуры. Международная электротехническая комсиссия приняла шестиградусное правило: в интервале температур 80...150оС при каждом повышении температуры на 6 градусов износ изоляции увеличивается в два раза. Например, при работе изоляции с постоянной температурой 100оС срок ее службы равен 16 годам, тогда при температуре 106оС он снизится до 8 лет.При температурах ниже 80оС процесс износа изоляции настолько замедляется, что им можно пренебречь; при температурах выше 150оС процесс старения идет более бысрыми темпами. Температура изоляции никогда не бывает постоянной, поэтому за счет недогрузки в одни периоды работы трансформатора в другие его можно перегружать.
Постоянная времени нагрева трансформаторов мощностью
4...1000 кВА с масляным охлаждением составляет 2,5 часа.
Различают аварийные и систематические перегрузки трансформаторов. Аварийная кратковременная перегрузка трансформатора определяется, исходя из следующих предпосылок: перед перегрузкой трансформатор находился в номинальном режиме работы (номинальная нагрузка и номинальная температура окружающей среды); перегрузка снимается, когда температура наиболее нагретой точки достигает 140оС. Превышение этой температуры нежелательно, так как она близка к температуре воспламенения паров масла.
Таблица 2.3 Допустимые аварийные перегрузки трансформаторов
м а с л я н ы х с у х и х
Перегрузка
по току,% 30 45 60 75 100 20 30 40 50 60
Длит.пере-
грузки, мин. 120 80 45 20 10 60 45 32 18 5
Для сельскохозяйственных предприятий зимой можно перегружать трансформаторы в зависимости от температуры охлаждающего воздуха. Аварийные прегрузки допускаются в течение не более 5 суток, время перегрузки не более 6 часов в сутки.
Таблица 2.4
Коэффициенты зимних аварийных перегрузок
трансформаторов 10/0,4 кВ в с.х. сетях
Температура охлаждающ.воздуха С0 -10 -5 0 +5
Вид нагрузки
Коммунально-бытовая нагрузка 1,73 1,69 1,64 1,61
Производственная нагрузка 1,75 1,69 1,64 1,63
Смешанная нагрузка 1,56 1,52 1,48 1,45
Птицефабрика 1,5 1,45 1,42 1,39
Молочно-товарная ферма 1,70 1,65 1,62 1,58
Свинооткормочная ферма 1,46 1,42 1,38 1,36
Мастерская по ремонту с.х.техники 1,69 1,63 1,59 1,57
Для трансформаторов, питающих нагрузки с осенне-зимним максимумом и заполнением суточного графика нагрузки 0,55, допускаются систематические перегрузки не выше 1,7 Sном.
