Электроснабжение и электрооборудование механического цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общая часть

1.1 Характеристика МЦ ЭСН, электрических нагрузок и его технологического процесса

1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, электробезопасности

2. Расчетно-конструкторская часть

2.1 Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН

2.2 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего и выбор трансформаторов

2.3 Расчет и выбор ЭСН

2.3.1 Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств

2.3.2 Выбор линии ЭСН, характерной линии

2.4 Расчет токов КЗ и проверки элементов в характерной линии ЭСН

2.4.1 Выбор точек и расчет КЗ

2.4.2 Проверка элементов по токам КЗ

2.4.3 Определение потери напряжения

3. Составление ведомостей монтируемого ЭО и электромонтажных работ

4. Организационные и технические мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1 кВ

Заключение

Литература



ВВЕДЕНИЕ

Первое место по количеству потребляемой электроэнергии принадлежит промышленности, на долю которой приходится более 60% вырабатываемой в стране энергии. С помощью электрической энергии приводятся в движение миллионы станков и механизмов, освещение помещений, осуществляется автоматическое управление технологическими процессами и др. Существуют технологии, где электроэнергия является единственным энергоносителем.

В связи с ускорением научно-технологического прогресса потребление электроэнергии в промышленности значительно увеличилось благодаря созданию гибких автоматизированных производств.

Энергетической программой предусмотрено создание мощных территориально-производственных комплексов (ТПК) в тех регионах, где сосредоточены крупные запасы минеральных и водных ресурсов. Такие комплекс добывают, перерабатывают, транспортируют энергоресурсы, используя в своей деятельности различные электроустановки по производству, передаче и распределению электрической и тепловой энергии.

Энергетической программой России предусматривается дальнейшее развитие энергосберегающей политики. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствования энергетического оборудования; реконструкции устаревшего оборудования; сокращения всех видов энергетических потерь и повышения уровня использования вторичных ресурсов; улучшения структуры производства, преобразования и использования энергетических ресурсов.

Современная энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и распределения электроэнергии. Энергетические системы образуют несколько крупных энергообъединений.

Объединение региональных ОЭС в более мощную систему образовало Единую энергетическую систему (ЕЭС) Российской Федерации. ЕЭС позволило снизить необходимую генераторную мощность по сравнению с изолированно работающими электростанциями и осуществлять более оперативное управление пере токами энергетических мощностей с Востока, где находиться около 80% топливных и гидроресурсов, на Запад страны, так как в европейской части страны размещается 80% всех потребителей энергии. Для электрической связи между ОЭС служат сверхдальние линии электропередач напряжением 330; 500; 750 и 1150 кВ и выше.

Энергетическая политика РФ предусматривает дальнейшее развитие энергосберегающей программы. Экономия энергетических ресурсов должна осуществляться путем: перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствование энергетического оборудования, реконструкция устаревшего оборудования; сокращение всех видов энергетических потерь и повышение уровня использования вторичных энергетических ресурсов. Предусматривается также замещение органического топлива другими энергоносителями, в первую очередь ядерной и гидравлической энергией.

Перед энергетикой в ближайшем будущем стоит задача всемерного развития и использования возобновляемых источников энергии: солнечной, геотермальной, ветровой, приливной и др. Развития комбинированного производства электроэнергии и теплоты для централизованного теплоснабжения промышленных городов.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ

Механический цех (МЦ) является вспомогательным и выполняет заказы основных цехов предприятия.

Он предназначен для выполнения различных операций по обслуживанию, ремонту электротермического и станочного оборудования.

Для этой цели в цехе предусмотрены: станочное отделение, сварочный участок, компрессорная, производственные, служебные и бытовые помещения.

Основное оборудование установлено в станочном отделении: станки различного назначения и подъемно-транспортные механизмы.

МЦ получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП).

ТП находится на расстоянии 1,5 от ГПП предприятия, напряжение-6 или 10 кВ.

От энергосистемы (ЭСН) до ГПП - 12 км.

Количество рабочих смен - 2.

Потребители ЭЭ относятся по надежности и бесперебойности ЭСН к 2 и 3 категории.

Грунт в районе цеха - супесь с температурой 0^оС, окружающая среда не агрессивная.

Каркас здания сооружен из блоков - секции длиной 8 и 6 м каждый.

Размеры цеха A x B x H= 48 x 30 x 7 м.

Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,2 м.

Перечень ЭО цеха дан в таблице.

Мощность электропотребления (P_ЭП) указана для одного электро приемника.

Расположение основного ЭО показано на плане.

Таблица 1

Перечень ЭО механического цеха

№ на плане	Наименование ЭО	РЭП, кВт	Примечание
1	2	3	4
1..4	Сварочные автоматы	55 кВА	ПВ = 60 %
5..8	Вентиляторы	5, 28 кВт
9,10	Компрессоры	33 кВт
11,12,39,40	Алмазно-расточные станки	2,75 кВт
13..16	Горизонтально-расточные станки	27,5 кВт
17,19	Продольно-строгальные станки	44 кВт
18	Кран-балка	16,5 кВт	ПВ = 60%
20	Мостовой кран	60,5 кВт	ПВ = 40%
21….26	Расточные станки	15,4 кВт
27.29	Поперечно-строгальные станки	11 кВт
30..33	Радиально-сверлильные станки	3,3 кВт	1 - фазные
34.36	Вертикально-сверлильные станки	4,4 кВт	1 - фазные
37,38	Электропечи сопротивления	35,2 кВт
41,42	Заточные станки	1,65 кВт	1 - фазные
42........50	Токарно-револьверные станки	4,95 кВт

1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, электробезопасности

Взрывоопасные зоны. Класс взрывоопасной зоны, в соответствии с которым производится выбор электрооборудования, определяется технологами совместно с электриками проектной или эксплуатирующей организации.

При определении взрывоопасных зон принимается, что:

а) взрывоопасная зона в помещении занимает весь объем помещения, если объем взрывоопасной смеси превышает 5% свободного объема помещения;

б) взрывоопасной считается зона в помещении в пределах до 5м по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, из которого возможно выделение горючих газов или паров ЛВЖ, если объем взрывоопасной смеси равен или менее 5% свободного объема помещения. Помещение за пределами взрывоопасной зоны следует считать невзрывоопасным, если нет других факторов, создающих в нем взрывоопасность;

в) взрывоопасная зона наружных взрывоопасных установок ограничена размерами.

Примечания:

1. Объемы взрывоопасных газов и паровоздушной смесей, а также время образования паровоздушной смеси определяются в соответствии с «Указаниями по определению категории производств по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности», утвержденными в установленном порядке.

2. В помещениях с производствами категорий А, Б и Е электрооборудование должно удовлетворять требованиям к электроустановкам во взрывоопасных зонах соответствующих классов. Зоны взрывоопасности: В-І, В-Іа, В-Іб, В-І г, В - ІІ, В-ІІа.

Все помещения электромеханического цеха являются не взрывоопасными.

Пожароопасные зоны. Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие (сгораемые) вещества и в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях. Зоны пожара опасности: П-I, П-II, П-II а, П-IIІ.

В электромеханическом цехе встречаются помещения следующих классов: Зоны класса П-I -- зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61?.

Зоны класса П-IIа -- зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются твердые горючие вещества.

Классификация помещений по электробезопасности. В отношении опасности поражения людей электрическим током различаются:

1) помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную или особую опасность.

2) помещения с повышенной опасностью, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

· сырость или токопроводящая пыль;

· токопроводящиё полы (металлические, земляные, железобетонные, кирпичные и т. П.);

· высокая температура;

· возможность одновременного прикосновения человека к металлоконструкциям зданий, имеющим соединение с землей, технологическим аппаратам, механизмам и т. П., с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования (открытым проводящим частям), с другой;

3) особо опасные помещения, характеризующиеся наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

· особая сырость;

· химически активная или органическая среда;

· одновременно два или более условий повышенной опасности.

Данные по электромеханическому цеху приведены в (таблица 1.2).

Таблица 2

Классификация помещений электромеханического цеха по взрыво-, пожаро-, электробезопасности

Наименование помещений	Взрывоопасности	Пожароопасности	Электробезопасности	Дополнительные сведения
1	2	3	4	5
ТП	В-Iб	П-II	ПО
Щитовая	-	-	ПО
Бытовка	-	-	-
Сварочный участок	B-IIб	П-IIa	ПО
Вентиляционная	В-IIa	П-IIa	ПО
Компрессорная	В-IIa	П-IIa	ПО
Станочное отделение	В-I	П-I	ПО



2. РАСЧЕТНО-КОНСТРУКТИВНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН

Все электроприемники по надежности электроснабжения разделяются на три категории (6, пункт 1.2.18.):

Электроприемники І категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству; повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Из состава электроприемников І категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

Электроприемники ІІ категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Допускается питание электроприемников ІІ категории по одной ВЛ, в том числе с кабельной вставкой, если обеспечена возможность проведения аварийного ремонта этой линии за время не более 1 суток Кабельные вставки этой линии должны выполняться двумя кабелями, каждый из которых выбирается по наибольшему длительному току ВЛ. Допускается питание электроприемников ІІ категории по одной кабельной линии, состоящей не менее чем из двух кабелей, присоединенных к одному общему аппарату.

При наличии централизованного резерва трансформаторов и возможности замены повредившегося трансформатора за время не более одних суток допускается питание электроприемников ІІ категории от одного трансформатора.

Для электроприемников ІІ категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Согласно ПУЭ, электроприемники ІІ категории рекомендуется обеспечивать электроэнергией от двух независимых, взаимно резервирующих источников питания.

Электроприемники III категории - все остальные электроприемники, не подходящие под определения І и ІІ категорий.

Для электроприемников III категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения не превышают 1 суток. Электроприемники учебных мастерских в отношении обеспечения надежности электроснабжения по заданию относятся к электроприемникам ІІ и III категорий.

Электромеханический цех по категории надежности ЭСН относится к потребителям 2 и 3 категории. В целях экономии и в связи с тем, что при ремонте не произойдет массовый недоотпуск продукции, выбираем трансформаторную подстанцию с одним трансформатором и магистральную схему электроснабжения согласно (2,5.7.):

Магистральные схемы питания находят широкое применение не только для питания многих электроприемников одного технологического агрегата, но также большого числа сравнительно мелких приемников, не связанных единым технологическим процессом. К таким потребителям относятся металлорежущие станки в цехах механической обработки металлов и другие потребители, распределенные относительно равномерно по площади цеха.

Магистральные схемы позволяют отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или щита. В этом случае возможно применение схемы блока трансформатор - магистраль, где в качестве питающей линии применяются токопроводы (шинопроводы), изготовляемые промышленностью. Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надежность, гибкость и универсальность цеховых сетей, что позволяет технологам перемещать оборудование внутри цеха без существенных переделок электрических сетей.

Для питания большого числа электроприемников сравнительно небольшой мощности, относительно равномерно распределенных по площади цеха, применяются схемы с двумя видами магистральных линий: питающими и распределительными. Питающие, или главные, магистрали подключаются к шинам шкафов трансформаторной подстанции, специально сконструированным для магистральных схем. Распределительные магистрали, к которым непосредственно подключаются электроприемники, получают питание от главных питающих магистралей или непосредственно от шин комплектной трансформаторной подстанции (КТП), если главные магистрали не применяются.

К главным питающим магистралям подсоединяется возможно меньшее число индивидуальных электроприемников. Это повышает надежность всей системы питания.

Следует учитывать недостаток магистральных схем, заключающийся в том, что при повреждении магистрали одновременно отключаются все питающиеся от нее электроприемники. Этот недостаток ощутим при наличии в цехе отдельных крупных потребителей, не связанных единым непрерывным технологическим процессом.

К шинам низшего напряжения трансформаторной подстанции подключены через ШМА-1, ШМА-2, ШРА-1, ШРА-2.

· ШМА - 1 через линейные выключатель запитывает электроприемники №1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,18;

· ШМА-2 через линейные выключатель запитывает электроприемники №11,12,13,14,15,16,20,21,22,23,24,25,26;

· ШРА-1 через линейные выключатель запитывает электроприемники №30,31,32,33,34,35,17,19,27,28,29;

· ШРА-2 через линейные выключатель запитывает электроприемники №37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50.

2.2.1 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов

Расчет электрических нагрузок группы электроприемников. Расчеты ведутся методом коэффициента максимума. Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (Рм, Qм, Sм) рассчитанных нагрузок группы электроприемников.

Р_М = К_М Р_СМ.; Q_М. = К_м' Q_СМ.; S_М. =;

где Рм - максимальная активная нагрузка, кВт;

Qм - максимальная реактивная нагрузка, квар;

Sм - максимальная полная нагрузка, кВ*А;

Км - коэффициент максимума активной нагрузки, определяется по (8,т абл. 1.5.3) и зависит от коэффициента использования и эффективного числа электроприемников;

К_М' - коэффициент максимума реактивной нагрузки;

Рсм - средняя активная мощность за наиболее нагруженную смену, кВт;

Qсм - средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену, кВар.

Р_СМ = К_И?Р_Н; Q_CM = Р_СМtgц,

где К_И - коэффициент использования электроприемников, определяется на основании опыта эксплуатации (8, табл. 1.5.1);

Рн - номинальная активная групповая мощность, приведенная к длительному режиму, без учета резервных электроприемников, кВт;

tgц - коэффициент реактивной мощности;

n_Э = F(n, m, К_ИСР, Рн) - эффективное число электроприемников, может быть определено по упрощенным вариантам (8, табл.1.5.2);

К_ИСР - средний коэффициент использования группы электроприемников,

Средний коэффициент мощности cosц и средний коэффициент реактивной мощности tgц.

;

m - показатель силовой сборки в группе

m = Рн.нб. / Рн.нм.,

где Рн.нб, Рн.нм - номанальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе.

В соответствии с практикой проектирования принимается Км' = 1,1 при nэ < 10; Км' = 1 при nэ > 10.

Производим расчет нагрузок и составляем сводную ведомость нагрузок по электромеханическому цеху в табличной форме (табл. 2.1).

В графу 1 записывается наименование групп электроприемников и узлов питания.

В графу 2 записывается мощность электроприемников и узлов питания (Р_н).

В графу 3 записывается количество электроприемников для групп и узла питания (n)

В графу 4 для групп приемников и узла питания заносятся суммарная номинальная мощность (Р_н?)

?Р_н=.;

В графу 5 записывается коэффициент использования электроприемников (К_и)

В графы 6 и 7 для групп приемников записываются tgц. и cosц. Определяется по (4, табл. 1.5.1).

В графу 8 для групп приемников записываются показатель силовой сборки в группе m>3

В графу 9 записывается средняя активная мощность за наиболее загруженную смену (Р_см)

;

В графу 10 записывается средняя реактивная мощность за наиболее загруженную смену (Q_см)

;

В графу 11 записывается средняя нагрузка за наиболее загруженную смену (S_см)

S=;

В графу 12 записывается эффективное число электроприемников, n_э= n

В графу 13 записывается коэффициент максимума активной нагрузки.

В графу 14 записывается коэффициент максимума реактивной нагрузки. К_м'

В графу 15 записывается максимальная активная мощность Р_м, определяемая по формуле:

УР_м = К_мР_см;

где P_м - максимальная активная нагрузка,(кВт)

K_м - коэффициент максимума активной нагрузки

В графу 16, записывается максимальная реактивную мощность Q_м, определяемая по формуле:

УQ_M = К_м'Q_CM;

В графе 17 записывается максимальная полная мощность S_м, определяемая по формуле:

УS_м=

В графе 18 записывается максимальный ток I_м, определяемый по формуле:

Iм = Sм / v3 ? Uн;

Произведем расчет нагрузок на ШМА-1



P_CM = К_И?Р_Н;

Q_CM = Р_смtgц;

S_CM =;

Сварочные автоматы:

К_и = 0,2;

tgц =2,29;

Р_см. = 0,2*336 = 67,3 кВт;

Q_см. = 67,2*2,29 = 153,88 кВар;

S_см. == 167,91 кВ*А.

Вентиляторы:

К_И = 0,7;

tgц = 0,75;

Р_СМ. = 0,7*36 = 25,2 кВт;

Q_CM. = 25,2*0,75 = 18,9 кВар;

S_CM.= = 31,42 кВ*А.

Компрессоры:

К_И. = 0,65;

tgц = 0,75;

Р_СМ. = 0,65*200 = 130 кВт;

Q_СМ. = 130*0,75 = 97,5 кВар;

S_CM. = = 162,5 кВ*А.

Кран - балка:

К_И. = 0,1;

tgц = 1,73;

Р_СМ. = 0,1*20 = 2 кВт;

Q_CM. = 2*1,73 = 3,46 кВар;

S_CM. = = 15,97 кВ*А.



m = Рн.нб. / Рн.нм; m = 100/9 = 11,11

Всего по ШМА-1

?Р_М. = К_МР_СМ; ?Q_M = К^/_MQ_CM; ?S_M =;

К_М. = 2,1;

?P_CM. = 67,2+25,2+130+2= 224,4 кВт;

К^/_M. = 1;

?Q_CM. = 153,88+18,9+97,5+3,46 = 273,74 кВар;

?Р_М. = 2,1*273,73 = 471,24 кВт;

?Q_M. = 1*273,74= 273,74 кВар;

?S_M. = = 544,97 кВ*А;

I_M. = S_{M(ШМА - 1)}/3U_H = 544,97/0,65 = 838,41 А.

Произведем расчет нагрузок на ШМА-2

P_CM = К_И?Р_Н;

Q_CM = Р_смtgц;

S_CM = ;

Алмазно-расточные станки:

К_И = 0,14;

tgц =1,73;

Р_СМ = 0,14*11,2 = 1,56 кВт;

Q_CM = 1,56*1,73 = 2,69 кВар;

S_CM = = 3,1 кВ*А.

Горизонтально-расточные станки:

К_И = 0,14;

tgц = 1,73;

Р_СМ = 0,14*144 = 20,16 кВт;

Q_CM = 20,16*1,73 = 34,87 кВар;

S_CM = = 40,27 кВ*А.

Расточные станки:

К_И = 0,14;

tgц = 1,73;

Р_СМ = 0,14*120 = 16,8 кВт;

Q_CM = 16,8*1,73 = 29,06 кВар;

S_CM = = 33,56 кВ*А.

Мостовой кран:

К_И = 0,1;

tgц = 1,73;

Р_СМ = 0,1*90 = 9 кВт;

Q_CM = 9*1,73 = 15,57 кВар;

S_CM = = 17,98 кВ*А.

m = Рн.нб. / Рн.нм; m = 90/5,6 = 16,07.

Всего по ШМА-2

?Р_М. = К_МР_СМ;

?Q_M = K^/_MQ_CM;

?S_M = ;

К_М. = 1,43;

?P_CM. = 1,56+20,16+16,8+9 = 47,52 кВт;

К^/_M. = 1;

?Q_CM. = 2,69+34,87+29,06+15,57 = 82,19 кВар;

?Р_М. = 1,43*47,52 = 67,95 кВт;

?Q_M. = 1*82,19= 82,19 кВар;

?S_M. = = 106,64 кВ*А;

I_M. = S_{M(ШМА - 1)}/3U_H = 106,64/0,65 = 164,06 А.

Произведем расчет нагрузок на ШРА-1

P_CM = К_И?Р_Н;

Q_CM = Р_смtgц;

S_CM = ;

Продольно-строгальные станки:

К_И = 0,14;

tgц = 1,73;

Р_СМ = 0,14*120 = 16,8 кВт;

Q_CM = 16,8*1,73 = 29,06 кВар;

S_CM = = 33,56 кВ*А.

Поперечно-строгальные станки:

К_И = 0,14;

tgц = 1,73;

Р_СМ = 0,14*45 = 6,3 кВт;

Q_CM = 6,3*1,73 = 10,89 кВар;

S_CM = = 12,56 кВ*А.

Радиально-сверлильные станки:

К_И = 0,17;

tgц = 1,17;

Р_СМ = 0,17*40 = 6,8 кВт;

Q_CM = 6,8*1,17 = 7,95 кВар;

S_CM = = 10,46 кВ*А.

Вертикально-сверлильные станки:

К_И = 0,17;

tgц = 1,17;

Р_СМ = 0,17*18 = 3,06 кВт;

Q_CM = 3,06*1,17 = 3,58 кВар;

S_CM = = 4,7 кВ*А.

m = Рн.нб. / Рн.нм; m = 60/6 = 10.

Всего по ШРА-1

?Р_М. = К_МР_СМ;

?Q_M = K^/_MQ_CM; ?S_M = ;

К_М. = 1.28;

?P_CM. = 16,8+6,3+6,8+3,06 = 32,96 кВт;

К^/_M. = 1;

?Q_CM. = 29,06+10,89+7,95+3,58 = 51,48 кВар;

?Р_М. = 1,28 *32,96 = 42,18 кВт;

?Q_M. = 1*51,48 = 51,48 кВар;

?S_M. = = 66,55 кВ*А;

I_M. = S_{M(ШМА - 1)}/3U_H = 66,55/0,65 = 102,38 А.

Произведем расчет нагрузок на ШРА-2

P_CM = К_И?Р_Н;

Q_CM = Р_смtgц;

S_CM = ;

Электропечи сопротивления:

К_И = 0,8;

tgц = 0,33;

Р_СМ = 0,8*168 = 134,4 кВт;

Q_CM = 134,4*0,33 = 44,35 кВар;

S_CM = = 141,52 кВ*А.

Алмазно-расточные станки:

К_И = 0,14;

tgц = 1,73;

Р_СМ = 0,14*11,2 = 1,56 кВт;

Q_CM = 1,56*1,73 = 2,69 кВар;

S_CM = = 3,1 кВ*А.

Заточные станки:

К_И = 0,14;

tgц = 1,73;

Р_СМ = 0,14*10 = 1,4 кВт;

Q_CM = 1,4*1,73 = 2,42 кВар;

S_CM = = 2,79 кВ*А.

Токарно-револьверные станки:

К_И = 0,14;

tgц = 1,73;

Р_СМ = 0,14*200 = 28 кВт;

Q_CM = 28*1,73 = 48,44 кВар;

S_CM = = 55,95 кВ*А.

m = Рн.нб. / Рн.нм; m = 84/5 = 16,8.

Всего по ШРА-2

?Р_М. = К_МР_СМ;

?Q_M = K^/_MQ_CM;

?S_M =

К_М = 2,24;

?P_CM. = 134,4+1,56+1,4+28 = 165,36 кВт;

К^/_M. = 1;

?Q_CM. = 44,35+2,69+2,42+48,44 = 97,9 кВар;

?Р_М. = 2,24*165,36 = 211,66 кВт;

?Q_M. = 1*97,9 = 97,9 кВар;

?S_M. = = 233,2 кВ*А;

I_M. = S_{M(ШМА - 1)}/3U_H = 233,2/0,65 = 358,76 А.

Таблица 3

Технические данные электроприемников

№ п/п	Наименование электроприемника	РН, кВт	N	KИ	cosц	tgц
1	2	3	4	5	6	7
1..4	Сварочные аппараты	84	4	0,2	0,4	2,29
5..8	Вентиляторы	9	4	0,7	0,8	0,75
9,10	Компрессоры	100	2	0,65	0,8	0,75
11,12,39,40	Алмазно-расточные станки	5,6	4	0,14	0,5	1,73
13..16	Горизонтально-расточные станки	36	4	0,14	0,5	1,73
17,19	Продольно-строгальные станки	60	2	0,14	0,5	1,73
18	Кран - балка	20	1	0,1	0,5	1,73
20	Мостовой кран	90	1	0,1	0,5	1,73
21….26	Расточные станки	20	6	0,14	0,5	1,73
27.29	Поперечно-строгальные станки	15	3	0,14	0,5	1,73
30..33	Радиально-сверлильные станки	10	4	0,17	0,65	1,17
34.36	Вертикально-сверлильные станки	6	3	0,17	0,65	1,17
37,38	Электропечи сопротивления	84	2	0,8	0,95	0,33
41,42	Заточные станки	5	2	0,14	0,5	1,73
43……50	Токарно-револьверные станки	25	8	0,14	0,5	1,73



Таблица 4

Сводная ведомость нагрузок по цеху

Наименование РУ и электро-приёмников	Нагрузка установленная	Нагрузка средняя за смену	Нагрузка максимальная
	кВт	n	кВт	КИ	cos	tg	m	кВт	квар	кВА	nЭ	КМ	К/M	РМ,кВт	, кВар	, кВ*А	, А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
ШМА-1 Сварочные аппараты Вентиляторы Компрессоры Кран-балка	84 9 100 20	4 4 2 1	336 36 200 20	0,2 0,7 0,65 0,1	0,4 0,8 0,8 0,5	2,29 0,75 0,75 1,73		67,2 25,2 130 2	153,8 818,9 97,5 3,46	167,9 131,4 216 2,51 5,97
Всего по ШМА-1	-	11	592	0,15	0,66	1,05	>3	224,4	273,74	377,8	11	2,1	1	471,24	273,74	544,97	838,41
ШМА-2 Алмазно-расточные станки Горизонтально-расточные станки Расточные станки Мостовой кран	5,6 36 20 90	2 4 6 1	168 11,2 10 200	0,8 0,14 0.14 0,14	0,95 0,5 0,5 0,5	0,33 1,73 1,73 1,73		134,4 1,56 1,4 28	44,35 2,69 2,42 48,44	141,52 3,1 2,79 55,95
Всего по ШМА-2	-	13	365,2	0,04	0,5	1,72	>3	47,52	82,19	94,91	10,4	1,43	1	67,95	82,19	106,64	164,06
ШРА-1 Продольно-строгальные станки Поперечно-строгальные станки Радиально-сверлильные станки Вертикально-сверлильные станки	60 15 10 6	2 3 4 3	120 45 40 18	0,14 0,14 0,17 0,17	0,5 0,5 0,65 0,65	1,73 1,73 1,17 1,17		16,8 6,3 6,8 3,06	29,06 10,89 7,95 3,58	33,56 12,56 10,46 4,7
Всего по ШРА-1	-	12	223	0,05	0,52	1,61	>3	32,96	51,48	61,28	11,4	1,28	1	41,18	51,48	66,55	102,38
ШРА-2 Электропечи сопротивления Алмазно-расточные станки Заточные станки Токарно-револьверные станки	84 5,6 5 25	2 2 2 8	168 11,2 10 200	0,8 0,14 0.14 0,14	0,95 0,5 0,5 0,5	0,33 1,73 1,73 1,73		134,4 1,56 1,4 28	44,35 2,69 2,42 48,44	141,52 3,1 2,79 55,95
Всего по ШРА-2	-	14	389,2	0,18	0,89	0,42	>3	165,36	97,9	203,36	12,46	2,24	1	211,66	97,9	233,2	358,76
Всего на ШНН								470,24	505,31	737,35	-	-	-	793,03	505,31	951,36	-
Потери														19,02	95,13	97,01	-
Всего на ВН														812,05	600,44	1048,37	-

2.2.2 Расчет компенсирующих устройств (КУ) и выбор трансформатора

Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питательных сетях. Ввод источника реактивной мощности приводит к снижению потерь в период максимума нагрузки в среднем на 0,081 кВт/кВар. В настоящее время степень компенсации в период максимума составляет 0,25 кВар/кВт, что значительно меньше экономически целесообразной компенсации, равной 0,6 кВар/кВт.

При выборе средств компенсации реактивной мощности в системах электроснабжения промышленных предприятий необходимо различать по функциональным признаками две группы промышленных сетей в зависимости от состава их нагрузок: первая группа - сети общего назначения (сети с режимом прямой последовательности основной частоты 50 Гц ;

вторая группа - сети со специфическим нелинейными, несимметричными и резко переменными нагрузками.

Наибольшая суммарная реактивная нагрузка предприятия, применяемая для определения мощности компенсирующей установки равна: Q_M1 = K_HCQ_P, где К_НС - коэффициент учитывающий несовпадения по времени наибольшей активной нагрузки энергосистемы и реактивной нагрузки предприятия.

По входной реактивной мощности Q_Э1 определяют суммарную мощность компенсирующего устройства предприятия, а по назначению Q_Э2 регулируемую часть компенсирующего устройства Q_Э1 определяют по балансу реактивной мощности на границе электрического раздела предприятия и энергосистемы в период наибольшей активной нагрузки энергосистемы: Q_K1 = Q_M1+Q_Э2. Для промышленных предприятий с присоединяемой суммарной мощностью трансформатора менее 400 кВ*А, значение мощности компенсирующего устройства Q_Э1 задается энергосистемой и является обязательным при выполнении проекта электроснабжения предприятия.

По согласованию с энергосистемой, выдавшей технические условия на присоединение потребителей, допускается принимать большую по сравнению с Q_Э1 суммарную мощность компенсирующего устройства, если это снижает приведенные затраты на систему электроснабжения предприятия в целом.

Средствами компенсации реактивной мощности являются в сетях общего назначения батареи конденсаторов (низшего напряжения - НБК и высшего напряжения - ВБК) и синхронные двигатели в сетях со специфическими нагрузками, дополнительно к указанным средствам, силовые резонансные фильтры (СРФ), симметрирующие и фильтросимметрирующие устройства, устройства динамической мощности с быстродействующими системами управления (СТК) и специальные быстродействующие синхронные компенсаторы (ССК).

Таблица 5

Исходные данные

Параметр	cos	tg	PM, кВт	QM, кВар	SM, кВ*А
Всего на НН без КУ	0,88	0,45	793,03	505,31	1574,82

Определяем расчетную мощность компенсирующего устройства:

Q_KP = б*P_M*(tgц - tgцк)

Q_KP = 0,9*793,03(0,45 - 0,33) = 713,72*0,12 = 85,64 кВар;

Из (5, с 123) выбирается УК4 - 0,38 - 75 со ступенчатым ручным регулированием по 50 кВар, по одной на секцию.

Определяем фактические значения tgц_Ф и cosц_Ф после компенсации реактивной мощности:

tgц_Ф = tgц - = 0,45 - = 0,45 - 0,10 = 0,35.

Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь.

S_P = 0,7*S_BH = 0,7*967,21= 677,04 кВ*А;

Р_Т. = 0,02*S_HH = 0,02*951,36 = 19,02 кВт;

Q_T. = 0,1*S_HH = 0,1*951,36= 95,13 кВар;

S_T. = = = 97,1 кВ*А.

По (5, с 106) выбираем трансформатор типа ТМ - 1000/6/0,4

Мощность потерь:

Р_Х.Х. = 1900 кВт; Р_К.З. = 10500 кВт ; L_X.X. = 1,15 %; U_К.З. = 5,5 %.

Рассчитываем коэффициент загрузки трансформатора:

К_З = S_HH/S_T;

К_З = 951,36/1000 = 0,95.

Ответ: Выбираем цеховую КТПx1000/10/0,4; К_З = 0,95.

Таблица 6

Сводная ведомость нагрузок

Параметр	cos	tg	PM, кВт	QM, кВар	SM, кВ*А
Всего на НН без КУ	0,88	0,45	793,03	505,31	951,36
КУ				75
Всего на НН с КУ	0,88	0,45	793,03	430,31	1574,82
Потери			19,02	95,13	97,01
Всего на ВН с КУ			812,05	525,44	967,21



2.3 Расчет и выбор элементов ЭСН

При эксплуатации электросетей длительные перегрузки проводов и кабелей, КЗ вызывают повышение температуры токопроводящих жил больше допустимой. Это приводит к преждевременному износу их изоляции, следствием чего может произойти пожар, взрыв во взрывоопасных помещениях, поражение персонала.

Для предотвращения этого линия ЭСН имеет аппараты защиты, отключ...