Спецификация, электрические принципиальные схемы, описание схем

Спецификация изделия «Модуль плавного пуска вентиляторов аппарата воздушного охлаждения газа» представлена в Таблице 3 Перечень элементов в модуле плавного пуска, относящейся к схеме ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблица 3

Перечень элементов в модуле плавного пуска

Таблица 4

Перечень элементов в шкафу системы плавного пуска

Таблице 5

Перечень элементов в системе плавного пуска

Тут высокоинтеллектуальное описание схемы

Сигнал идёт от шин шкафа L1, L2, L3 на автоматический выключатель QF1, через силовые контакты магнитного пускателя KM1 на устройство плавного пуска UZ1, который обеспечивает плавный пуск двигателя, с устройства плавного пуска на контакты асинхронного двигателя 1M…6М. Через силовые контакты магнитного контактора КМ2, обеспечивающего прямой пуск, сигнал идёт напрямую на двигатель 1М…6М.

3 Расчёт электрооборудования системы управления плавного пуска

3.1 Расчёт и выбор силовых трансформаторов питающих ситему управления плавного пуска электродвигателей

Требуется:

- составить схему ЭСН;

- рассчитать нагрузки и

- выбрать ТП – 10/0, 4.

Решение:

- В расчёте учитывается, что система плавного пуска оснащена 8 шкафами, каждый из которых контролирует по 6 аппаратов воздушного охлаждения газа, всего 48, каждая из которых имеет следующие параметры:

Выбираются виды РУ: ШМА.

Исходя из понятия категории ЭСН – 1, составляется схема ЭСН с учетом распределения нагрузки.

Так как потребитель 1 категории ЭСН, то ТП – двухтрансформаторная, а между секциями НН устанавливается устройство АВР (автоматическое включение резерва).

Так как трансформаторы должны быть одинаковые, нагрузка распределяется по секциям примерно одинаково, а поэтому принимается следующие РУ: ШМА1 и ШМА2 (по 24 аппарата воздушного охлаждения газа на ШМА).

Такой выбор позволит уравнять нагрузки на секции и сформировать схему ЭСН (Рис. 11)

Рис. 11 Схема ЭСН цеха

- Согласно распределённой нагру

Таблица 6

Нагрузка по секциям

Произведем расчет нагрузок на ШМА1

Определяем показатель силовой сборки в группе:

m = Рн.нб. / Рн.нм.; m = 13 / 13 = 1; m < 3,

где m – показатель силовой сборки в группе

Рн нб, Рн нм - номинальные

Определяем среднюю активную, реактивную и полную мощности за наиболее нагруженную смену:

Pсм = Ки × Σ Рн; Qсм = Рсм × tgφ; Sсм = √ Р²см + Q²см

Ки = 0, 7;

Σ Рн = 312 кВт;

tgj = 0, 94;

Рсм = 0, 7 × 312 = 218, 4 кВт;

Qсм = 218, 4 × 0, 94 = 205, 3 кВар

Sсм = √ 218, 4² + 205, 3² = 299, 7 кВА

Определяем nэ эффективное число электроприемников, находим по [9, табл. 1.5.2.]:

n = 8 ≥ 5; Kи = 0, 7 ≥ 0.2; m < 3, при этом nэ = n = 8

Определяем Kм коэффициент максимума активной нагрузки находим по таблице [9, табл. 1.5.3.]:

Км = 1, 2

Определяем Kм коэффициент максимума реактивной нагрузки:

Км’ = 1, при n < 10

Определяем максимальные активную, реактивную и полную мощности (Рм, Qм, Sм) расчетных нагрузок группы электроприемников,

Рм = Км × Рсм; Qм = К_м' × Qсм; Sм = √ Р²м + Q²м,

Рм = 1, 2 × 218, 4 = 262, 1 кВт;

Qм = 1 × 205, 3 = 205, 3 кВар;

Sм = √ 262, 1² + 205, 3² = 332, 9 кВА;

Определяем максимальный ток:

Iм = Sм / √ 3 × Uн = 332, 9 / 1.73 × 0.38 = 504, 4 А.

Определяем потери в трансформаторе, результаты заносим в колонки 15, 16, 17.

Δ Рт = 0, 02 × Sнн = 0.02 × 504, 4 = 10, 1 кВт;

Δ Qт = 0, 1 × Sнн = 0, 1 × 504, 4 = 50, 4 кВар;

Δ Sт = √ Δ Р²т + Δ Q²т = 52, 4 кВА.

Таблица 7

Сводная ведомость нагрузок по цеху

Количество трансформаторов на подстанци

Одно трансформаторные цеховые подстанции напряжением 6... 10 кВ можно применять при наличии складского резерва для потребителей всех групп по надежности, даже для потребителей первой категории, если величина их не превышает 15...20% общей нагрузки и их быстрое резервирование обеспечено при помощи автоматически включаемых резервных перемычек на вторичном напряжении. Эти перемычки могут быть применены также для питания в периоды минимальных режимов при отключении части подстанций.

Двух трансформаторные цеховые подстанции применяются в тех случаях, когда большинство электроприемников относится к первой или второй категориям, которые не допускают перерыва в питании во время доставки и установки резервного трансформатора со склада, на что требуется не менее 3...4 ч.

Двух трансформаторные подстанции целесообразно применять также независимо от категории питаемых потребителей при неравномерном графике нагрузки, когда выгодно уменьшать число включенных трансформаторов при длительных снижениях нагрузки в течение суток или года.

Применение цеховых подстанций с числом трансформаторов более двух, как правило, экономически нецелесообразно. Более двух трансформаторов на одной цеховой подстанции применяется в следующих случаях:

• при наличии крупных сосредоточенных нагрузок;

• при отсутствии места в цехе для рассредоточенного расположения подстанций по производственным условиям;

• при раздельных трансформаторах для «силы» и «света», если установка этих трансформаторов целесообразна на одной подстанции;

• при питании территориально совмещенных силовых нагрузок на различных напряжениях;

• при необходимости выделения питания нагрузок с резкими, часто повторяющимися толчками, например, крупных сварочных аппаратов и т. п.

Исполнение трансформаторов. На напряжении 6...10 кВ применяются масляные, совтоловые и сухие трансформаторы. Но преимущественное применение находят масляные трансформаторы. Применение совтоловых (совтол - негорючий диэлектрик) трансформаторов мощностью до 1000... 1600 кВ-А целесообразно в тех случаях, когда по условиям среды нельзя устанавливать масляные трансформаторы и недопустима установка сухих негерметизированных трансформаторов.

При выборе этих трансформаторов необходимо учитывать их токсичность при наличии течи совтола, так как при этом выделяются вредные пары, длительное вдыхание которых вызывает раздражение слизистых оболочек глаз и носа.

Сухие трансформаторы имеют ограниченное применение, так как они дороже масляных и имеют следующие недос

• боятся грозовых перенапряжений;

• создают при работе повышенный шум по сравнению с масляными;

требуют установки в сухих непыльных помещениях с относительной влажностью не более 65%.

Применение сухих трансформаторов целесообразно при их мощности от 10 до 400 кВА. В основном они применяются там, где недопустима установка масляных трансформаторов из-за пожарной опасности, а трансформаторов с негорючей жидкостью из-за их токсичности.

Номинальная мощность трансформатора. Наивыгоднейшая мощность трансформатора зависит от многих факторов:

величины и характера графика электрической нагрузки;

длительности нарастания нагрузки по годам;

числа часов работы объекта электроснабжения;

стоимости энергии и др.

Указанные факторы сочетаются различным образом и изменяются во времени.

Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности:

Sт ≥ Sр

Sр = 0, 7 × Sвн = 0, 7 × 504, 4 = 353, 1 кВА.

Sт ≥ 353, 1 кВА

По [10, таблица 5.2.1] выбираем 2 трехфазных масляных трансформатора типа ТМФ – 400/10/0, 4.

Т – трансформатор;

М – масляный;

Ф – фланцевый;

400 – полная мощность трансформатора, кВА;

10 – напряжение обмотки ВН, кВ;

0, 4 – напряжение обмотки НН, кВ.

Рассчитываем коэффициент загрузки трансформатора

Кз = Sнн / Sт;

Кз = 504, 4 / 2 × 400 = 0, 63.

U1н = 10; 6 кВ;

U2н = 0, 4 кВ;

Мощность потерь:

Рхх = 0, 95 кВт;

Ркз = 5, 5 кВт;

Выбрана цеховая 2КТП 400/10/0, 4.

3.2 Расчёт и выбор автоматических выключателей силовой части пуска двигателя

ВАСО7К-13-12 УХЛ1

ВАСО – взрывозащищённый асинхронный специальный обдуваемый;

7К – номер серии (К – изготовитель Новая Каховка);

13 – мощность, кВт;

12 – число полюсов;

Техническая характеристика двигателя:

Данный двигатель обладает следующимим отличительными достоинствами:

ü Оптимизированы активные части двигателя для получения высоких энергетических показателей при меньшей массе.

ü В конструкции двигателя используется алюминиевая литая короткозамкнутая роторная обмотка, которая имеет ряд преимуществ относительно других аналогов со сварной обмоткой:

³ Алюминиевая литая роторная обмотка даёт возможность выбрать оптимальную конфигурацию и размеры паза, обеспечивающих увеличение пусковых моментов при относительно небольших велечинах пусковых токов;

³ Исключает трудоёмкие работы по ослуживанию в процессе эксплуатации, связанные с ревизией и восстановлением сварных соединений обмотки ротора;

³ Увеличивается безопасность электродвигателей в эксплуатации, так как исключается искообразование и перегрев в сварных соединениях.

ü Повышенная механическая жёсткость за счёт применения оребрённого корпуса статора.

ü Применение в коробках выводов цельной изоляционной панели вместо индивидуальных изоляторов обеспечивает высоконадёжную и удобную эксплуатацию.

ü Использование оригинальной конструкции подшипниковых узлов с использованием, как элементов взрывозащиты без трущихся деталей, так и специальных уплотнений от попадания влаги, обеспечивает надёжную работу в течении полного нормативного срока эксплуатации.

ü Наличие конструктивных исполнений по способу монтажа и присоединительным размерам для использования в аппаратах воздушного охлаждения различных конструкций и с различными вентиляторами, изготавливаемых заводами химического машиностроения.

ü Возможность работы электродвигателей в режимах регулирования частоты вращения в составе частотно-регулируемых электроприводов.

ü Применение подшипников фирмы SKF(Швеция) повышающих ресурс работы в 1, 5 раза по сравнению с подшипниками производства стран СНГ и др.

ü Комплектрование электродвигателей (по требованию заказчика) датчиками контроля вибрации, температуры подшипников и корпуса двигателей.

Расчёт автоматического выключателя производится согласно [9, стр. 42]

● Определяю Iн двигателя

Iн = Рн / (1, 73 × Uн × сosφ × η) = 13000 / (1, 73 × 380 × 0, 73 × 0, 88) = 30, 8 А

● Определяю рабочий ток двигателя

Iраб = Кс × Iн = 1 × 30, 8 = 30, 8 А

● Определяю максимальный ток

Imax = Iп max = Iн × Iп / Iн = 30, 8 × 5, 0 = 154 А

● Определяю номинальный ток расцепителя автоматического выключателя

Iн.р ≥ 1, 25 × Iраб

40 А ≥ 38, 5 А

Данный автоматический выключатель обладает следующимим отличительными достоинствами:

§ Возможен монтаж контактора на автомат при помощи соединительных модулей без проводов - экономия места и времени, наглядность структуры шкафа.

§ Стойкость авт

§ Возможность полной нагрузки расчетным током при температуре до +60^oС. Даже при высокой плотности монтажа нет необходимости в снижении величины рабочего тока.

§ Пластик корпуса без содержания галогенов. Аппараты Siemens SIRIUS – безопасны для окружающей среды.

§ Простой, не требующий инструмента монтаж таких принадлежностей, как вспомогательные и аварийные контакты, вспомогательный расцепитель.

§ Быстрое подключение, каждая клемма рассчитана на два провода. Зажимы – стандартные (винтовые).

3.3 Расчёт и выбор коммутирующих проводов силовой цепи

Сечение проводов напряжением до 1000В по условию нагрева определяют в зависимости от расчётного значения допустимой длительной нагрузки при нормальных условиях прокладки, определённой как большая велечина из двух соотношений: [15; стр. 206]

¤ Проверяется по условию нагрева длительным расчётным током:

Iдоп ≥ Iраб

60А ≥ 30, 8 А

где Iдоп – допустимый ток провода в нормальном режиме, А

¤ Проверяю на нагрев

Iдоп ≥ Kзащ × Iзащ

Iдоп ≥ 1, 25 × 40 А

Iдоп ≥ 50 А

60 А ≥ 50 А

где Iзащ – ток уставки срабатывания защитного аппарата

Кзащ – кратность длительно допустимого тока для провода по отношению к току срабатывания защитного аппарата

Кзщ = 1, 25 для взрыво- и пожароопасных помещений

Выбор коммутирующих проводов производится с учётом рабочего тока, он производится согласно Таблице 1.3.7 [8]

Силовые линии выполняются проводом ПуГВ 1× 10

Расшифровка маркировки ПуГВ 1× 10:

Пу - провод установочный.

Г - повышенная гибкость.

В - изоляция из поливинилхлорида.

1 - число жил.

10 - сечение токопроводящей жилы.

Данный провод обладает следу

s Климатические исполнение провода ПуГВ 1× 10 – УХЛ1

s Минимальная температура эксплуатации ПуГВ 1× 10: -50 °С.

s Максимальная температура эксплуатации провода ПуГВ 1× 10: +65 °С.

s Провод установочный ПуГВ 1× 10 стойкий к воздействию влажности воздуха до 98%

s Длительно допустимая температура нагрева жилы провода ПуГВ 1× 10 не более 70 °С.

s Срок службы не менее 20 лет с даты изготовления.