Электроснабжение ремонтно-механического цеха

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Электрификация играет важную роль в развитии всех отраслей промышленности, являются стержнем строительства экономики страны. Отсюда следует необходимость опережающих темпов роста производства электроэнергии.

В настоящее время электроэнергетика России является важней жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее состав входит более 100 электростанций общей мощностью 800 мВт.

В зависимости от используемого вида первичной энергии все существующие станции разделяются на следующие основные группы: тепловые, гидравлические, атомные, ветряные, приливные и др.

Совокупность электроприёмников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединённых с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем.

Совокупность электрических станций, линий электропередачи, подстанций тепловых сетей и приёмников, объеденных общим и непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой и электрической энергии называется энергетической системой. Электрические сети подразделяются по следующим признакам:

1. Напряжение сети. Сети могут быть напряжением до 1 кВ низковольтными, или низкого напряжения (НН), и выше 1 кВ - высоковольтными, или высоковольтного напряжения.

2. Род тока. Сети могут быть постоянного и переменного тока. Электрические сети выполняются в основном по системе трёхфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом может производиться трансформация электроэнергии.

3. Назначение. По характеру потребителей и от назначения территории, на которой они находятся, различают: сети в городах, сети промышленных предприятий, сети электрического транспорта, сети в сельской местности.

Кроме того, имеются районные сети, сети межсистемных связей и др.

В современных условиях главными задачами специалистов осуществляющих проектирование и эксплуатацию современных систем энергоснабжения промышленных предприятий, является правильное определение электрических нагрузок, рациональная передача и распределение электроэнергии, обеспечение определенной степени надежности электроснабжения, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.

Темой моего курсового проекта является «Электроснабжение ремонтно-механического цеха».

электроснабжение распределительный магистральный цеховой

1. Краткая характеристика проектируемого объекта и потребителей электроэнергии

Цех обработки корпусных деталей (ЦОКД) предназначен для механической и антикоррозийной обработки изделий. Он содержит станочное отделение, гальванический и сварочные участки. Кроме того, имеются вспомогательные, бытовые и служебные помещения.

Цех получает ЭСН от ГПП. Расстояние от ГПП до цеховой ТП - 0,8 км, а от энергосистемы до ГПП - 16 км.

Низкое напряжение на ГПП - 6-10 кВ. Количество рабочих смен - 2. Потребители цеха относятся к 2 и 3 категории надежности ЭСН.

Грунт в районе цеха - суглинок при температуре +5?С. Каркас здания смонтирован из блоков-секций длиной 8 м каждый.

Размеры цеха А?В?Н=48?30?8 м.

Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.

Перечень ЭО цеха дан в таблице 1.

Таблица 1 - Перечень технологического оборудования

2. Анализ электрических нагрузок. Выбор схемы силовой сети и места установки силовых распределительных пунктов (шинопроводов)

Схемы электроснабжения промышленных предприятий должны разрабатываться с учетом следующих основных принципов:

1) источники питания должны быть максимально приближены к потребителям электрической энергии;

2) число ступеней трансформации и распределения электрической энергии на каждом напряжении должно быть по возможности минимальным;

3) схемы электроснабжения и электрических соединений подстанций должны обеспечивать необходимые надежность электроснабжения и уровень резервирования;

4) распределение электроэнергии осуществляем по радиальной схеме питания. Так как в нашем случае электроприемники расположены группами в качестве распределительных устройств принимаем распределительные устройства РП.

Рисунок 1 - Цеховая магистральная схема электроснабжения

3. Расчет электрических нагрузок

Расчет электрических нагрузок проводим для отдельно взятого распределительного пункта (РП).

Расчет электрических нагрузок для РП3.

Таблица 2 - Исходные данные электрооборудования

Определяем общее число электроприемников РП1 (n):

п=3+3+3=9.

Определяем суммарную номинальную активную мощность группы ЭП (кВт):

Рном = 12?3+15?3+3?4= 93 кВт

Для остальных электроприёмников средняя активная мощность находится соответствующим образом.

Определяем среднюю реактивную мощность за наиболее загруженную смену для токарного автомата.

Для остальных электроприёмников средняя реактивная мощность находится соответствующим образом.

Для остальных групп электроприемников расчет ведется соответствующим образом. Результаты заносятся в сводную ведомость нагрузок по цеху.

Таблица 3 - Сводная ведомость нагрузок по цеху

4 Выбор числа и мощности трансформаторов

Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь:

Выбираем трансформатор с номинальной мощностью Sном = 250 кВА, таблица 4.

Проверка выбора мощности трансформатора по коэффициенту загрузки

Кз.ф = Sт.р / Sт

должно быть меньше или в этих пределах 0,7 - 0,8., если больше, то увеличиваем Sт.

Данный трансформатор удовлетворяет условию, поэтому окончательно выбираем трансформатор мощностью Sном = 250 кВА таблица 4.

Таблица 4 - Технические данные трансформатора ТМ-2500/10/0,4

5. Расчет и выбор сетей напряжением до 1кВ

В качестве питающих и распределительных линий принимаем кабели с медными жилами марки ВВГ с резиновой изоляцией, прокладываемые в воздухе, пятижильные.

Условие выбора кабеля по нагреву:

? ,

где - длительно-допустимый ток кабеля; - расчетный ток группы или электроприемника.

Определяем расчетный ток для вентилятора:

Выбираем кабель сечением S = 25 мм2

Расчет токов для остальных электроприемников и групп аналогичен, результаты расчета сведены в таблицу 5.

Таблица 5 - Сводная ведомость питающих линий

6. Расчет сетей напряжений до 1 кВ по потере напряжения

Определяем потери напряжения от РУ НН до заточного станка.

Определяем потерю напряжения на кабеле идущего от РП4 до станка:

Определяем потерю напряжения на кабеле идущего от РУ НН до РП4:

Таким образом, питающая линия теряет:

.

Нормально допустимое значение отклонения напряжения ?U на выводах приёмников электроэнергии по ГОСТ 13109-97 равны ± 5% от номинального напряжения сети.

Полученное значение меньше допустимого отклонения, что соответствует норме.

7. Расчет и выбор аппаратов защиты напряжением до 1 кВ

Таблица 6 - Выбор аппаратов защиты

8. Расчет и выбор сетей высокого напряжения

Определяем экономическое сечение проводника:

Выбираем ближайшее большее сечение кабеля марки СЦБ s = 16 мм2

Проверяем выбранное сечение по допустимому нагреву электрическим током.

Условия выполняются.

9. Расчет токов короткого замыкания

Составляем расчетную схему:

Рисунок 2 - Расчетная схема

По расчетной схеме составляем схему замещения:

Рисунок 3 - Схема замещения

Вычисляем сопротивления элементов.

Для трансформатора по [1], таблица 1.9.1:

Rт=9,4 мОм, Xт=27,2 мОм

Для автоматов по [1], таблица 1.9.3:

RА1 = 0,04 мОм, XА1 = 0,05 мОм, RПА1 = 0,05 мОм

RА2 = 0,4 мОм, XА2 = 0,5 мОм, RПА2 = 0,6 мОм

RА3 = 0,4 мОм, XА3 = 0,5 мОм, RПА3 = 0,6 мОм

RА4 = 1,3 мОм, XА4 = 1,2 мОм, RПА4 = 0,75 мОм

Для кабельных линий:

По [1], таблица 1.9.5 выбираем удельные сопротивления r0 и x0 в зависимости от сечения кабеля, вида изоляции и вида жилы.

RКЛ1 = r0?L= 1,16?12= 13,92 мОм, XКЛ1 = x0?L= 0,095?12= 1,14 мОм

RКЛ2 = r0?L= 4,63?4= 18,52 мОм, XКЛ2 = x0?L= 0,107?4= 0,43 мОм

Для ступеней по [1], таблица 1.9.4:

RСТ1=15 мОм, RСТ2= 20 мОм

Определяем эквивалентные сопротивления:

RЭ1=RВЛ+RТ+RА1+RАП1 +RСТ1

RЭ1=2,34+9,4+0,04+0,05+15=26,83 мОм

XЭ1=XВЛ+XТ+XА1 =0,14+27,2+0,05=27,39 мОм

RЭ2= RА2 + RАП2 + RКЛ1 + RА3 + RАП3 + RСТ2 =0,4+0,4+0,6+0,6+13,92+20=35,92 мОм

XЭ2=XА2+ XКЛ1+XА3 =0,5+0,5+1,14=2,14 мОм

RЭ3= RКЛ2 +RА4+RАП4 =1,3+0,75+18,52=20,57 мОм

XЭ3= XКЛ2+XА4 =1,2+0,43 мОм

Вычисляем сопротивления до каждой точки КЗ и заносим в сводную ведомость:

RК1=RЭ1=26,83 мОм, XК1=XЭ1=27,39 мОм

RК2=RЭ2+ RК1=62,75 мОм, XК2=XЭ2+ XК1=29,53 мОм

RК3=RЭ3+ RК2=83,32 мОм, XК3=XЭ3+ XК2=31,16 мОм

Определяем коэффициенты Ку (по [1], рисунок 1.9.2) и q:

q2=q3=1.

Определяем трехфазные токи КЗ и заносим их в сводную ведомость.

Таблица 7 - Сводная ведомость токов КЗ

10. Расчет заземляющего устройства

В качестве искусственных заземлителей применяем вертикальные заземлители - стержни длиной 5 м, диаметром 12 мм и горизонтальные заземлители - стальные полосы сечением 40?4 мм.

Уточняем коэффициент использования вертикальных электродов по [1], таблица 1.13.5:

nв=0,6

Определяем уточненные значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов:

Так как сопротивление вертикальных электродов меньше 4 Ом сопротивление горизонтальных электродов можно не рассчитывать.

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта были решены поставленные задачи, были закреплены полученные теоретические знания. Важнейшим условием надежности действия сети и оборудования, а также безопасности их обслуживания является правильный их выбор в зависимости от технологического назначения помещений, в которых они должны работать.

В курсовом проекте большое внимание уделялось вопросам повышения экономии системы электроснабжения, снижения потерь электроэнергии, применения современного оборудования, а также приведены сведения о расчетах силовых сетей. Были приведены схемы электроснабжения. Для достижения всех этих целей использовалась различного рода справочная литература.

Курсовой проект обеспечивает качественные технические показатели, то есть у принятых вариантов высокое номинальное напряжение сети для перспективного развития производства, малое количество оборудования, кабелей и материалов. Простота и надежность, и наглядность схемы, готовность к росту нагрузок предприятия без существенной реконструкции действующей сети, есть условия для индустриального метода монтажа, удобства и безопасность эксплуатации.

Список литературы

1. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения: методическое пособие для курсового проектирования: М.: Форум - ИНФРА - М, 2004.

2. Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению. - М.: Форум: Инфра-М, 2006.

3. Правила устройств электроустановок. - 6-ое изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 2000.

4. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: М.: Энергоатомиздат, 1990.

5. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: М.: Энергоатомиздат.

Размещено на Allbest.ru