PROJEKT INSTALACJI ELEKTRYCZNEJ

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Kaliszu

Elektroenergetyka III rok VI semestr

Studia zaoczne 2004/2005 r.

Wykonał: Marcin Portasiak

Mariusz Malak

Krystian Anioł

Prowadzący: mgr inż R. Karolak

Przedmiot: Sieci i systemy elektroenergetyczne - projektowanie

2. SPIS TREŚCI

1. Strona tytułowa.

2. Spis treści.

3. Opis techniczny

4. Obliczenia.

5. Rysunki.

• Schemat stacji transformatorowe - rys. nr 1

• Schemat rozdzielni RO - rys. nr 2

• Instalacja elektryczna zasilania - rys. nr 3

• Instalacja wyrównawcza - rys. nr 4

3. Opis techniczny

Zakres opracowania

• rozdzielnice nn

• rozdzielnice SN

• dobór transformatorów

• instalacje elektryczne , zasilania

• oprzewodowanie i okablowanie wewnętrzne

• kompensacja mocy biernej

• instalacje ochrony przed porażeniem prądem

• instalacje połączeń wyrównawczych

1. Przedmiot opracowania

Przedmiotem niniejszego opracowania jest projekt wykonawczy na instalacje elektryczne w budynkach w budynku przemysłowym oraz projekt stacji transformatorowej

2. Podstawa opracowania

• aktualne normy i przepisy

• dane dostarczone przez Zamawiającego i projektantów branżowych stanowiące podstawę do opracowania bilansu mocy Zakładu

• warunki przyłączenia urządzeń elektrycznych do sieci elektroenergetycznej

1. Ogólna charakterystyka obiektów energetycznych

Budynek hali wykonany jest z konstrukcji metalowej o podłożu betonowym. Wysokość hali wynosi 5m., pomieszczenia są suche o temperaturze normalnej.

2. Linia kablowa SN 15kV.

Stacja transformatorowa jest zasilana linią kablową SN 15kV typu YHAKXs 3 x 120mm². Wyprowadzona jest ona z rozdzielnicy sieciowej RS. Linia ułożona jest w ziemi, jej długość wynosi 250m.

3. Wolnostojąca stacja transformatorowa typu MBST 15/630

Przeznaczenie

Małogabarytowe stacje transformatorowe typu 15/630 przeznaczone są do pracy w sieciach kablowych SN 15kV. Umożliwiają powiązanie linii kablowych wykonanych kablami różnego typu. Przewidziane są do zasilania odbiorców bytowo-komunalnych oraz małych zakładów przemysłowych. Przeznaczone są do rozdziału energii elektrycznej i zabezpieczenia przed skutkami zwarć w sieci elektroenergetycznej 3-fazowej, 4-przewodowej 400/231V,50Hz w układzie TN-C.

Rozwiązania konstrukcyjne

Stacja posiada rozdzielnice typu Magnefix firmy HOLEC w całości osłoniętą. Wszystkie części pod napięciem otoczone są materiałami izolacyjnymi. Obudowa posiada stopień ochronny IP4X. Komora transformatora stanowi misę olejową zatrzymującą całą masę oleju. Transformator mocowany jest na szynach z blokadą kół. Drzwi i otwory wentylacyjne-profile aluminiowe i stalowe ocynkowane, pokryte warstwą lakieru. Zabezpieczona środkami uniemożliwiającymi przeciek oleju do gruntu. Montaż transformatora przez zdejmowany dach.

Uziemienia stacji

Stacja posiada dostępne od wewnątrz i zatopione w ściany metalowe elementy uziemiające, do której mocowana jest główna szyna uziemiająca z taśmy stalowej ocynkowanej 30 x 4. Do zbrojenia konstrukcyjnego obudowy przyłączone są wszystkie elementy metalowe - ramy, drzwi. Punkt neutralny transformatora połączony z uziemieniem stacji wykonano oddzielnym przewodem. Wewnątrz obudowy zainstalowano dwa łatwo dostępne złącza kontrolne.

Montaż kabli SN i nn-0,4kV

Przyłączenie kabli Sn i nn może być wykonane po uprzednim zdjęciu przedniej pokrywy betonowej.

Transformator

Stacja wyposażona została w transformator TNOSCT 100/15 PNS firmy "ABB" o następujących parametrach:

• moc znamionowa S_N = 100kVA

• przekładnia ϑ =15750/400

• napięcie zwarcia ΔU_z% = 4,5%

• straty mocy ΔP_CU ; jałowe: 240W

zwarcia: 1680W

• układ połączeń Yzn5

1. Wewnętrzna linia zasilająca

WLZ zaprojektowano jako linię kablową typu YKY 4 x 95mm² . Linia jest wyprowadzona z rozdzielnicy nn ze stacji transformatorowej. Ułożona jest w ziemi na głębokości 0,7m na podsypce 10cm a następnie po ułożeniu kabla wykonać następną podsypkę 10cm ułożyć folie niebieską i zasypać kabel żwirem sypkim. WLZ zasila rozdzielnicę główną zakładu przemysłowego RO. WLZ wprowadzony jest w szafę rozdzielczą pokazaną na rys. 1

2. Kompensacja mocy biernej

Zaprojektowano kompensacje po stronie nn w hali przy rozdzielnicy oddziałowej w szafie sterowniczej f. LEGRANG o stopniu skompensowania mocy biernej tgϕ₀ = 0,4. W tym celu zastosowano baterie kondensatorowe firmy "KOMPENS", typu KMB 35,0/5 o mocy 35kVar o 5 stopniach regulacji , wraz z regulatorem mocy biernej MRM-12c firmy "TWELVE" (pokazanym na schemacie sterowania regulatorem mocy biernej). Baterie te są urządzeniami w pełni automatycznymi, zapewniającymi utrzymanie zadanego współczynnika mocy. Mikroprocesorowy regulator dostosowuje moc załączanych kondensatorów według potrzeb kompensowanej sieci.

3. Instalacja elektryczna

Wewnątrz budynku hali zaprojektowano instalacje elektryczną zasilającą silniki trójfazowe o różnych mocach z rozdzielnicy RO. Instalacje wykonano przewodami miedzianymi typu DY, które są prowadzone w rurkach elektroinstalacyjnych. Każdy z obwodów został zabezpieczony wyłącznikiem nadmiarowo-prądowym o charakterystyce "C". Dodatkowo każdy obwód został wyposażony w wyłącznik różnicowoprądowy IΔn=30mA .Obwody silników zostały zabezpieczone przed przeciążeniem w wyzwalacze termiczne f. LEGRAND.

Po stronie nn obowiązuje ochrona przed porażeniem poprzez samoczynne wyłączenie zasilania w czasie t = 0,4 s.

Po stronie SN obowiązuje ochrona przez uziemienie ochronne.

Uwagi końcowe

Prace należy wykonywać zgodnie z normami i przepisami. Po zakończeniu robót należy wykonać pomiary rezystancji izolacji i uziemień oraz wykonać kontrole zadziałania wyłączników różnicowo - prądowych

4. Obliczenia

I Układ zasilający rozdzielnicę oddziałową

II Obliczenia dla prądu zwarciowego w punkcie 1

c·Un² 1,1·(15·10³)²

Zs = = = 1,76 [Ω]

Sk” 140·10⁶  

Rs = 0,1·Zs = 0,176 [Ω]

Xs = 0,995·Zs = 1,75 [Ω]

l 250

Rk = = = 0,06 [Ω]

γ∙S 34,8∙120

Xk' = 0,12[Ω/Km]

Xk = Xk'∙l = 0,12∙0,3 = 0,03 [Ω]

Rc₁ = Rs+Rk = 0,205+0,07 = 0,236[Ω]

Xc₁ = Xs+Xk = 2,04+0,036=1,78 [Ω]

Zc₁= √(Rc²+Xc²) = √(0,236²+1,78²) = 1,8[Ω]

c∙Un 1,1∙15∙10³

Ik₁” = = = 5,3 [kA]

√3∙Zc √3∙1,8

ip₁ = √2∙И∙Ik”

И = 1,02+0,98∙e^(-3∙R/X) = 1,7

ip₁ = √2∙1,7∙5,3 = 12,7 [kA]

I_th1 = Ik”∙√(m+n)

Współczynniki m i n odczytujemy z charakterystyki:

m = 0,5 ; n = 1 dla czasu tk=0,04s

Ith₁ = 5,3∙√(1+0,5) = 6,5 [kA]

III Dobór transformatora

Moc zainstalowana wyniosła: Pi = 77,7 [kW]

Moc instalowaną Pi oblicza się sumując moc wszystkich silników ∑Pe

Pi=∑Pe

Pe- P⋅
- moc elektryczna silnika jest równa sumie sumie mocy znamionowej silnika pomnożona przez jej sprawność [kW]

Współczynnik zapotrzebowania: kz = 0,8

Moc szczytowa wynosi :

Psz = Pi∙kz = 77,7∙0,8 = 62,16 [kW]

Moc transformatora:

Psz 62,16

Str = = = 82,8 [kVA]

cosφ_obl 0,75

Dobieramy transformator ABB TNOSCT 100/15 PNS

układ połączeń Yzn5

moc 100 [kVA],

przekładnia 15750/400,

procentowe napięcie zwarcia 4,5%.

Straty mocy jałowe wynoszą 240 [W],

straty zwarcia 1680 [W].

Transformator został wybrany z katalogu firmy ABB.

Rezystancja uziemienia stacji transformatorowej

50 50

Ru = = = 1,9Ω Iz = 130 A

0,2*Iz 0,2*130

IV Obliczenia dla prądu zwarciowego w punkcie 2

Rc₁ 0,4

Rc₁' = = 0,236 ∙ ( )² = 0,15 [mΩ]

υ_t² 15,75

Xc₁ 0,4

Xc₁' = = 1,78 ∙ ( )² = 1,2 [mΩ]

υ_t² 15,75

ΔUz%∙Un² 4,5∙ 400²

Zt = = = 0,072 [Ω]

100∙Sn 100∙100∙10³

Un² 400²

Rt = ΔPcu∙ = 1680∙ = 0,02688 [Ω]

Sn² (100∙10³)²

Xt = √(Zt²-Rt²) = √( 0,072 ² - 0,02688 ²) = 0,067 Ω

Rz = Rc₁'+Rt = 0,00015 + 0,02688 = 0,027 [Ω]

Xz = Xc₁'+Xt = 0,0012 + 0,067 = 0,069 Ω

Zz = √(Rz²+Xz²) = √( 0,027 ²+ 0,069 ²) = 0,074[Ω]

c∙Un 1,1∙400

Ik₂” = = = 3,43 [kA]

√3∙Zz √3∙0,074

И = 1,02+0,98∙e^(-3∙R/X) = 1,3

ip₂ = И∙√2∙Ik₂” = 1,3∙√2∙3,43 = 6,3 [kA]

Ith₂ = Ik₂”∙√(m+n)

m = 0,2 ; n = 1 dla czasu tk=0,04s

Ith₂ =3,43∙√(0,2 +1) = 3,76 [kA]

IV Dobór zabezpieczenia przed transformatorem:

S = √3∙U∙In ; U = 15[kV] , S = 100 [kVA]

100∙10³

In = = 3,67∙1,5 = 5,5 [A]

√3∙15,75∙10³

Dobieram wkładkę WTN 1/gTr 10[A]

V Dobór WLZ - przekrój i zabezpieczenie

Prąd obliczeniowy Ib wynosi:

Psz 62,16∙10³

Ib = = = 119 [A]

√3∙Un∙cosφobl √3∙400∙0,75

1. Wyznaczenie przekroju ze względu na obciążalność prądową długotrwałą

warunek:

Iz ≥ Ib

Ib - prąd obliczeniowy

Iz - obciążalność długotrwała przewodu

179 > 119

Dobieram przewód YKY 4x95[mm²] który będzie ułożony w ziemi.

2. Sprawdzenie przekroju kabla na dopuszczalny spadek napięcia.

γ{Cu} = 56 ; s = 95[mm²] ; X' = 0,067[Ω/km] ; l = 100[m]

l 100

R_wlz = = = 0,018[Ω]

γ∙s 56∙95

X_wlz = X'∙l = 0,067∙ 0,10= 0,0067[Ω]

δU = √3∙Ib∙(R∙cosφ + X∙sinφ) = √3∙119∙(0,018∙0,75 + 0,0067∙0,66) = 3,7[V]

δU 3,7

δU% = ∙ 100 = ∙ 100 = 0,9[%]

Un 400

3. Dobór zabezpieczenia

Warunki:

Ib ≤ In ≤ Iz

I₂ ≤ 1,45∙Iż

Tk_3faz ≤ Tk_3fazdop

gdzie:

Ib - prąd obliczeniowy

In - prąd znamionowy urządzeń zabezpieczających

Iz - obciążalność długotrwała przewodów zabezpieczanych

I2 - prąd zadziałania urządzenia zabezpieczającego

If - prąd probierczy główny

Tk3faz - czas zadziałania wkładki odczytywany z charakterystyki pasmowej bezpiecznika

Tk3faz_dop - dopuszczalny czas zadziałania wkładki

Ik” - prąd zwarciowy

s - przekrój

k - współczynnik wynoszący dla miedzi 115

s

Tk_3faz_dop = (k∙ ) ²

Ik”

Ib≤In≤Iz

119<125<179 - warunek został spełniony

I₂≤1,45∙Iz

I₂=If∙In

If=1,6 dla wkładki gG i zakresu 80-160 In

I₂=1,6∙125 = 200[A]

200<259,55 - warunek spełniony

Tk_3faz≤ Tk_3fazdop

s 95

Tk_3faz dop = ( k ∙ ) ² = (115 ∙ ) ² = 10,14[s]

Ik” 3,43∙10³

Tk_3faz = 0,15 [s]

warunek został spełniony

0,15 <10,14

Dobieramy wkładkę WTN1/gG 125[A] 500[V]

VI Obliczenia dla prądu zwarciowego w punkcie 3

Z obliczeń w punkcie 2 mamy:

Zz = 0,074 [Ω]

И = 1,2 ; c = 1 ; n = 1 m = 0,2

R_wlz = 0,018 Ω

X_wlz = 0,0067 Ω

Z₃ = Zz +√(R _wlz ² - X _wlz ²) = 0,074 + √(0,018² + 0,0067²) = 0,093 Ω

c∙ Un 1∙ 400

Ik3″ = = = 2,48 [kA]

√3∙Z √3∙ 0,093

ip3 = И∙√2∙Ik3” = 42,1 [kA]

m = 0,2 ; n = 1 dla czasu tk=0,04s

I_th3 = Ik3″∙ √(m+n) = 2,48∙10³ ∙√(0,2+1) = 2,7 [kA]

VII Dobór przekroju przewodów , zabezpieczeń dla silników, rur.

Urządzenia zabezpieczające przewody i kable przed skutkami przeciążeń powinny być tak dobrane , aby w przypadku przepływu prądów o wartości większej od długotrwałej obciążalności prądowej przewodów Iż następowało ich zadziałanie zanim wystąpi nadmierny wzrost temperatury żyły przewodów. Wymagania te są spełnione , jeżeli są zachowane następujące warunki .

Ib- prąd znamionowego odbiornika (prąd obliczeniowy) [A}

In- prąd znamionowy zabezpieczenia [A]

Iz- obciążalność prądowa długotrwała zabezpieczonych przewodów

I2- prąd zadziałania urządzeń zabezpieczających (1,45*In-dla wyzwalaczy termobimetalowych)

Tk3- fazdop-dopuszczalny czas trwania zwarcia dla przewodów [s]

Tk3- faz-czas wyłączenia zabezpieczenia podczas zwarcia [s]

Ik”- prąd zwarciowy 3f

α - spółczynnik rozruchu silnika dobierany ze względu na typ pracy silnika (lekki α - 2,5; średni - 2,0; ciężki - 1,6)

It - prąd nastawy zabezpieczeń termicznych ( Warunek jest spełniony , jeżeli prąd nastawienia zabezpieczeń przeciążeniowych It jest niewiększy niż wyrażony zależnością
)

Dla obwodu nr 1

silniki : 4 kW In = 8,3

5,5kW In = 11 kr = 6,9

Ib = Imax' + Imax”

Imax '= ∑In - Inmax

Inmax∙kr

Imax” =

α

Inmax - prąd znamionowy największego silnika

∑In - suma prądów znamionowych poszczególnych silników w danym obwodzie

Imax' = 8,3+11-11= 8,3 [A]

11∙6,9

Imax” = = 47,3 [A]

1,6

Ib = 8,3 + 47,3 = 51,6 [A]

Ib≤ In≤Iż

Na podstawie normy PN-IEC 60364-5-523 warunek spełnia przewód 4xDY16mm² dla którego

55,7<63<68

I₂≤1,45∙Iz

I₂ = If∙In = 1,45∙63

If- wyzwalacz przeciążeniowy termobimetalowy If =1,45 dla zabezpieczenia typu „S313”

1,45∙63<1,45∙68

91,35<98,6

Tk3faz ≤ Tk3faz_dop

16

Tk3faz_dop = (115∙ )² = 0,46 [s]

2,7∙10³

Tk3faz = 0,01[s]

0,01 < 0,46

Dla silników nr 1,4 połączonych w jednym obwodzie dobieram przewód DY 4x16[mm²] w rurce RL- 32,

Zabezpieczenia obwodu:

zabezpieczenie nadmiarowoprądowe S313 C63A

zab. różnicowoprądowe P304 63/0,03mA

Dla obwodu nr 2-3

trzy silniki : 3 kW In = 6,6 kr = 6,1

Ib = Imax' + Imax”

Imax '= ∑In - Inmax

Inmax∙kr

Imax” =

α

Inmax - prąd znamionowy największego silnika

∑In - suma prądów znamionowych poszczególnych silników w danym obwodzie

Imax' = 6,6∙3 -6,6 = 13,2 [A]

6,6∙6,1

Imax” = = 25,2 [A]

1,6

Ib = 13,2 + 25,2 = 38,2 [A]

Ib≤ In≤Iż

Na podstawie normy PN-IEC 60364-5-523 warunek spełnia przewód 4xDY10m² dla którego

38,2<40<50

I2 = If∙In = 1,45∙40

If- wyzwalacz przeciążeniowy termobimetalowy If =1,45 dla zabezpieczenia typu „S313”

1,45∙40<1,45∙50

58<72,5

Tk3faz ≤ Tk3faz_dop

10

Tk3faz_dop = (115∙ )² = 0,18 [s]

2,7∙10³

Tk3faz = 0,01[s]

0,01 < 0,18

Dla silników nr (8-10), (12,14,16) dobieram przewód DY 4x10[mm²] w rurce RL- 32,

Zabezpieczenia obwodu:

zabezpieczenie nadmiarowoprądowe S313 C40A

zab. różnicowoprądowe P304 63/0,03mA

Dla obwódu nr 4

dwa silniki: 5,5 kW In = 11 kr = 6,9

I'max = 11∙2-11 = 11 [A]

11∙ 6,9

I”max = = 47,4 [A]

1,6

Ib =11+47,4 = 58,44 [A]

Ib≤In≤Iż

Na podstawie normy PN-IEC 60364-5-523 warunek spełnia przewód 4xDY16mm² dla którego

58,44<63<68

I2≤1,45∙Iż

I2 = If∙In = 1,45∙63

If- wyzwalacz przeciążeniowy termobimetalowy If =1,45 dla zabezpieczenia typu „S313”

1,45∙63<1,45∙68

91,4<98,6

Tk3faz ≤ Tk3faz_dop

16

Tk3faz_dop = (115∙ )² = 0,46 [s]

2,7∙10³

Tk3faz = 0,01[s]

0,01 < 0,46

Dla silników nr 2,3 połączonych w jednym obwodzie dobieram przewód DY 4x16[mm²] w rurce RL- 32,

Zabezpieczenia obwodu:

zabezpieczenie nadmiarowoprądowe S313 C63A

zab. różnicowoprądowe P304 63/0,03mA

Dla obwodu nr 5

trzy silniki: 4 kW In = 8,3 A kr = 6,3

I'max = 8,3∙3-8,3 = 16,6

8,3 ∙ 6,3

I”max = = 31,7 [A]

1,6

Ib = 16,6+31,7 = 48,3 [A]

Ib≤In≤Iż

Na podstawie normy PN-IEC 60364-5-523 warunek spełnia przewód 4xDY16mm² dla którego

48,3<50<68

I2≤1,45∙Iż

I2 = If∙In = 1,45∙50

If- wyzwalacz przeciążeniowy termobimetalowy If =1,45 dla zabezpieczenia typu „S313”

1,45∙50<1,45∙68

72,5<98,6

Tk3faz ≤ Tk3faz_dop

16

Tk3faz_dop = (115∙ )² = 0,54 [s]

2,51∙10³

Tk3faz = 0,01[s]

0,01 < 0,54

Dla silników nr 11,13,15 połączonych w jednym obwodzie dobieram przewód DY 4x16[mm²] w rurce RL- 32,

Zabezpieczenia obwodu:

zabezpieczenie nadmiarowoprądowe S313 C50A

zab. różnicowoprądowe P304 63/0,03mA

Dla obwódu nr 6

silnik: 2,5 kW In = 5,8

silnik: 3 kW In = 6,6

silnik: 5,5 kW In = 11 kr = 6,9

I'max = 5,8+6,6+11-11 = 12,4 [A]

11∙ 6,9

I”max = = 47,4 [A]

1,6

Ib =12,4+47,4 = 58,44 [A]

Ib≤In≤Iz

59,8<63<68

Na podstawie normy PN-IEC 60364-5-523 warunek spełnia przewód 4xDY16mm² dla którego

I2≤1,45∙Iż

I2 = If∙In = 1,45∙63

If- wyzwalacz przeciążeniowy termobimetalowy If =1,45 dla zabezpieczenia typu „S313”

1,45∙63<1,45∙68

91,4<98,6

Tk3faz ≤ Tk3faz_dop

16

Tk3faz_dop = (115∙ )² = 0,46 [s]

2,7∙10³

Tk3faz = 0,01[s]

0,01 < 0,46

Dla silników nr 5-7połączonych w jednym obwodzie dobieram przewód DY 4x16[mm²] w rurce RL- 32,

Zabezpieczenia obwodu:

zabezpieczenie nadmiarowoprądowe S313 C63A

zab. różnicowoprądowe P304 63/0,03mA

Dla obwodu nr 7

trzy silniki: 1,5 kW In = 3,5

trzy silniki: 2,2 kW In = 5,1 kr = 6,9

Imax' = 3∙3,5+3∙5,1-5,1= 20,7 [A]

5,1∙5,6

Imax” = = 17,8 [A]

1,6

Ib = 20,7 + 17,8 = 38,5 [A]

Ib≤ In≤Iż

Na podstawie normy PN-IEC 60364-5-523 warunek spełnia przewód 4xDY10m² dla którego

38,5<40<50

I2≤1,45∙Iż

I2 = If∙In = 1,45∙40

If- wyzwalacz przeciążeniowy termobimetalowy If =1,45 dla zabezpieczenia typu „S313”

1,45∙40<1,45∙50

58<72,5

Tk3faz ≤ Tk3faz_dop

10

Tk3faz_dop = (115∙ )² = 0,18 [s]

2,7∙10³

Tk3faz = 0,01[s]

0,01 < 0,16

Dla silników nr 17-20,22,23 połączonych w jednym obwodzie dobieram przewód DY 4x10[mm²] w rurce RL- 32,

Zabezpieczenia obwodu:

zabezpieczenie nadmiarowoprądowe S313 C40A

zab. różnicowoprądowe P304 63/0,03mA

Dla obwodu nr8

jeden silniki: 5,5 kW In = 11 kr = 6,9

11∙ 6,9

I = = 47,4 [A]

1,6

Ib≤In≤Iż

Na podstawie normy PN-IEC 60364-5-523 warunek spełnia przewód 4xDY16mm² dla którego

47,4<50<68

I2≤1,45∙Iż

I2 = If∙In = 1,45∙50

If- wyzwalacz przeciążeniowy termobimetalowy If =1,45 dla zabezpieczenia typu „S313”

1,45∙50<1,45∙68

72,5<98,6

Tk3faz ≤ Tk3faz_dop

16

Tk3faz_dop = (115∙ )² = 0,54 [s]

2,51∙10³

Tk3faz = 0,01[s]

0,01 < 0,54

Dla silników nr 21 połączonych w jednym obwodzie dobieram przewód DY 4x16[mm²] w rurce RL- 32,

Zabezpieczenia obwodu:

zabezpieczenie nadmiarowoprądowe S313 C50A

zab. różnicowoprądowe P304 63/0,03mA

-	typ silnika	In	< It		typ zabtyp zabezpieczenia poda U<
-	kW	A	A	-	-
1	1,5	3,5	3,85	M633 4	SM 325 230 4z
2	2,2	5,1	5,61	M633 6,3	SM 325 230 4z
3	2,5	5,8	6,4	M633 10	SM 325 230 4z
4	3	6,6	6,99	M633 10	SM 325 230 4z
5	4	8,3	9,13	M633 10	SM 325 230 4z
6	5,5	11	12,1	M633 16	SM 325 230 4z

Jako zabezpieczenie podnapięciowe U< zastosowano stycznik dla każdego silnika.

Obliczenia spadków napięć dla dobranych przewodów

l - długość przewodu

s - przekrój przewodu

γ - dla Cu wynosi 56

R - rezystancja przewodu

ΔU max - maksymalny spadek napięcia

ΔU %max - procentowy maksymalny spadek napięcia

Un - napięcie znamionowe

Ib - prąd obliczeniowy

Obwód nr 1, przewód 4x16[mm²] DY

l = 45 [m] ; Ib = 51,6 [A]

l 45

R = = = 0,05[Ω]

γ∙s 56∙16

ΔU = √3 ∙ Ib ∙ R = √3 ∙ 51,6 ∙ 0,05 = 4,46 V

ΔU 4,46

ΔU % = ∙ 100% = ∙ 100% = 1,1%

Un 400

warunek został zachowany

spadek napięcia na przewodzie zasilającym odbiornik

dopuszczalny spadek napięcia na przewodzie zasilającym

Obwód nr 2, przewód 4x10[mm²] DY

l = 64 [m] ; Ib = 38,2 [A]

64

R = = 0,11 [Ω]

56∙10

ΔU = √3 ∙ Ib ∙ R = √3 ∙ 38,2 ∙ 0,11 = 7,2 V

ΔU 7,2

ΔU % = ∙ 100% = ∙ 100% = 1,8%

Un 400

warunek został zachowany

spadek napięcia na przewodzie zasilającym odbiornik

dopuszczalny spadek napięcia na przewodzie zasilającym

Obwód nr 3, przewód 4x16 [mm²] DY

l = 40 [m] ; Ib = 38,2[A]

40

R = = 0,07[Ω]

56 ∙ 10

ΔU = √3 ∙ Ib ∙ R = √3 ∙ 40 ∙ 0,07 = 4,8 V

ΔU 4,8

ΔU % = ∙ 100% = ∙ 100% = 1,2%

Un 400

warunek został zachowany

spadek napięcia na przewodzie zasilającym odbiornik

dopuszczalny spadek napięcia na przewodzie zasilającym

Obwód nr 4, przewód 4x16 [mm²] DY

l = 26 [m] ; Ib = 58,44[A]

26

R = = 0,03[Ω]

56 ∙ 16

ΔU = √3 ∙ Ib ∙ R = √3 ∙ 58,44 ∙ 0,03 = 3 V

ΔU 3

ΔU % = ∙ 100% = ∙ 100% = 0,7%

Un 400

warunek został zachowany

spadek napięcia na przewodzie zasilającym odbiornik

dopuszczalny spadek napięcia na przewodzie zasilającym

Obwód nr 5, przewód 4x16 [mm²] DY

l = 40 [m] ; Ib = 48,3 [A]

40

R = = 0,05 [Ω]

56 ∙ 16

ΔU = √3 ∙ Ib ∙ R = √3 ∙ 48,3 ∙ 0,05 = 3,73 V

ΔU 3,73

ΔU % = ∙ 100% = ∙ 100% = 0,9%

Un 400

warunek został zachowany

spadek napięcia na przewodzie zasilającym odbiornik

dopuszczalny spadek napięcia na przewodzie zasilającym

Obwód nr 6, przewód 4x16 [mm²] DY

l = 34 [m] ; Ib = 59,8 [A]

34

R = = 0,04 [Ω]

56 ∙ 16

ΔU = √3 ∙ Ib ∙ R = √3 ∙ 59,8 ∙ 0,04 = 4 V

ΔU 4

ΔU % = ∙ 100% = ∙ 100% = 1%

Un 400

warunek został zachowany

spadek napięcia na przewodzie zasilającym odbiornik

dopuszczalny spadek napięcia na przewodzie zasilającym

Obwód nr 7, przewód 4x10 [mm²] DY

l = 56 [m] ; Ib = 38,5 [A]

56

R = = 0,1 [Ω]

56 ∙ 10

ΔU = √3 ∙ Ib ∙ R = √3 ∙ 38,5 ∙ 0,1 = 6,6 V

ΔU 6,6

ΔU % = ∙ 100% = ∙ 100% = 1,6%

Un 400

warunek został zachowany

spadek napięcia na przewodzie zasilającym odbiornik

dopuszczalny spadek napięcia na przewodzie zasilającym

Obwód nr 8, przewód 4x16 [mm²] DY

l = 45 [m] ; Ib = 47,4 [A]

45

R = = 0,05 [Ω]

56 ∙ 16

ΔU = √3 ∙ Ib ∙ R = √3 ∙ 47,4 ∙ 0,05 = 4,1 V

ΔU 4,1

ΔU % = ∙ 100% = ∙ 100% = 1%

Un 400

warunek został zachowany

spadek napięcia na przewodzie zasilającym odbiornik

dopuszczalny spadek napięcia na przewodzie zasilającym

X Sprawdzenie skuteczności działania dobranych zabezpieczeń w sieci TN:

Skuteczność tą określa warunek samoczynnego wyłączenia zasilania Zs∙Ia≤Uo gdzie:

Zs - impedancja pętli zwarciowej

Ia - prąd zapewniający szybkie zadziałanie urządzenia wyłączającego

Uo - napięcie znamionowe sieci względem ziemi

In - prąd znamionowy wyłącznika nadmiarowoprądowego

We wszystkich obwodach zostały dobrane wyłączniki o charakterystyce czasowo - prądowej

typu C. Prąd samoczynnego zadziałania Ia = (5÷10)∙In.

Jako ochronę przed porażeniem zastosowano samoczynne szybkie wyłączenie realizowane przez wyłącznik nadprądowy. Skuteczność działania zabezpieczeń określa warunek samoczynnego szybkiego wyłączenia zasilania, a mianowicie:

Zs - impedancja pętli zwarciowej

Ia - prąd zapewniający szybkie zadziałanie urządzenia wyłączającego

Uo - napięcie znamionowe sieci względem ziemi

We wszystkich obwodach zostały dobrane wyłączniki o charakterystyce czasowo - prądowej

typu C. Prąd samoczynnego zadziałania

A

In - prąd znamionowy wyłącznika (5-10) x In - dla wyzwalaczy elektromagnesowych o charakterystyce czasowo-prądowej typu C)

Dla obwodu nr. 1 o zabezpieczeniu S303 C63A i przewodzie 4x DY 16[mm²]

Rp = 0,05[Ω]

Rs = Rt + 2∙(Rwlz + Rp) = 0,026 + 2∙(0,018 + 0,05) = 0,16 [Ω]

Xs = Xt + 2∙Xwlz = 0,067 [Ω]

Zs = √(Rs² + Xs²) = √(0,16² + 0,067²) = 0,18 [Ω]

Ia = 10∙In = 10∙63 = 630[A]

Zs∙Ia ≤ Uo

0,18∙630<230

116[V]<230[V]

Tabela zestawionych wszystkich obwodów dla warunku zadziałania zabezpieczenia

Zs∙Ia ≤ Uo

NR obw.	Rp	Rs	Xs	Zs	Ib-C	Ia
														Zs∙Ia ≤ Uo
1	0,05	0,16	0,085	0,18	63	630	116	230
2	0,11	0,28	0,085	0,30	40	400	118	230
3	0,07	0,20	0,085	0,22	40	400	88	230
4	0,03	0,12	0,085	0,15	63	630	94	230
5	0,05	0,16	0,085	0,18	50	500	92	230
6	0,04	0,14	0,085	0,17	63	630	105	230
7	0,1	0,26	0,085	0,28	40	400	111	230
8	0,05	0,16	0,085	0,18	50	500	92	230

Warunek został spełniony dla każdego obwodu silników dla zabezpieczenia typu „S313” o charakterystyce typu „C”

XI Kompensacja mocy biernej

Moc urządzeń do kompensacji

Psz - moc szczytowa

tgφ1 - przed kompensacją

tgφ2 - po kompensacji

cosφ1 = 0,75 ; tgφ1 = 0,88

cosφ2 = 0,93 ; tgφ2 = 0,4

Q_zap = Psz·(tgφ1 - tgφ2)

Qk = 62,16 · 10³ · (0,88 - 0,4) = 30 [kVAr]

Dobór baterii kondensatorów

Zostały zastosowane:

1) kondensatory firmy „KOMPENS” KMB 35,0/5

napięcie znamionowe: 400 [V]

moc znamionowa: 35 [kVar]

moc skokowa: 5

ilość stopni: 3

szereg regulacyjny: 1,2,4

2) regulator mocy biernej MRM 12c

3) przekładnik typu ISWa 250/5 kl. 0,5 firmy „ABB” , Un = 0,72kV - największe nap. robocze

Dobór zabezpieczeń, przewodu i stycznika dla baterii kondensatorów

Qn 35∙10³

In = = = 50,5 [A]

Un·√3 400·√3

In' = In∙1,4

1,4 - krotność dla wyłączników samoczynnych, przewodów którą należy uwzględnić ze

względu na przetężenia przy załączaniu baterii kondensatorów.

In' = 50,5 ∙1,4 = 70,7 [A]

In'≤Ib≤Iz

70,7<80<111

I2≤1,45∙Iz

I2 = 1,45∙Ib = 1,6∙80

1,6∙80<1,45∙111

128<161

Tk3faz ≤ Tk3faz_dop

35

Tk3faz_dop = (115∙ )² = 2,57 [s]

2,51∙10³

Tk3faz = 0,01[s]

0,15[s] < 2,57[s]

Dobieram zabezpieczenie NH00 WT-1F 80A SCHRACK , przewód 3xDY 35m²],

stycznik LC1-DWK12 firmy „SCHNEIDER” - napięcie izolacji: 750[V]

i mocy łączeniowej 92[VAR]

8

---