Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГОУ СПО Томский политехнический техникум

Электроснабжение ремонтно-механического цеха

Пояснительная записка

КП.140613.00.00.ПЗ

Студент гр. 148Э

Кореньков Р.А.

Руководитель КП

Куршина Л.А.

2010

Содержание

• Введение
• 1.Общая характеристика объекта
• 2. Расчёт электрической нагрузки
• 3. Построение графиков нагрузки
• 4. Выбор числа и мощности трансформаторов
• 5. Выбор питающих кабелей
• 6. Расчёт токов короткого замыкания
• 7. Выбор схемы электроснабжения
• 8. Расчёт и выбор электрооборудования при U > 1000 В
• 9. Расчёт распределительной сети
• 10. Учёт и экономия электроэнергии
• 11. Охрана труда и защита окружающей среды
• Заключение
• Список литературы

Введение

Производство электроэнергии всеми электростанциями России в 2001 г. достигает 924 млрд. кВт·ч, а к 2005 г. - 990 млрд. кВт·ч.

Основными потребителями электроэнергии являются промышленные предприятия. Они расходуют более половины всей энергии, вырабатываемой в нашей стране.

Ввод в действие новых предприятий, расширение существующих, рост энерговооружённости, широкое внедрение различных видов электротехнологии во всех отраслях производств выдвигают проблему их рационального электроснабжения.

Система распределения столь большого количества электроэнергии на промышленных предприятиях должна обладать высокими техническими и экономическими показателями и базироваться на новейших достижениях современной техники. Поэтому электроснабжение промышленных предприятий должно основываться на использовании современного конкурентоспособного электротехнического оборудования, надежных экономичных аппаратах, прогрессивных конструкциях схем питания, широком применении автоматизации.

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

В условиях разрухи, голода, гражданской войны в 1920 г. Всероссийский съезд Советов утвердил Государственный план электрификации России (ГОЭЛРО), который предусматривал в течение 10…15 лет строительство тридцати новых районных электростанций общей мощностью 1750 МВт, с доведением выработки электроэнергии до 8,8 млрд. кВт·ч в год. Этот план был выполнен за 10 лет. С 1930 г. крупные городские районные тепловые электростанции (ГРЭС) стали постепенно объединять в энергетические системы и энергообъединения, которые и в настоящие время остаются главными производителями электроэнергии для подавляющего большинства промышленных предприятий страны.

Принципом развития энергосистемы России является производство электроэнергии на крупных электростанциях, объединяемых в Единую энергосистему общей высоковольтной сетью 500…1150 кВ.

В современных условиях главными задачами специалистов, осуществляющих проектирование и эксплуатацию современных систем электроснабжения промышленных предприятий, являются правильное определение электрических нагрузок, рациональная передача и распределение электроэнергии, обеспечение необходимой степени надёжности электроснабжения, качества электроэнергии на зажимах электроприёмников, электромагнитной совместимости приёмников электрической энергии с питающей сетью, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.

1.Общая характеристика объекта

Ремонтно-механический цех (РМЦ) предназначен для ремонта и настройки электромеханических приборов, выбывающих из строя.

Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. РМЦ имеет два участка, в которых установлено необходимое для ремонта оборудование: токарные, строгальные, фрезерные, сверлильные станки и др. В цехе предусмотрены помещения для трансформаторной подстанции (ТП), вентиляторной, инструментальной, складов, сварочных постов, администрации и пр.

РМЦ получает ЭСН от главной понизительной подстанции (ГПП). Расстояние от ГПП до цеховой ТП - 0,9 км, а от энергосистемы (ЭСН) до ГПП - 14 км. Напряжение на ГПП - 6 и 10 кВ.

Количество рабочих смен - 2. Потребители цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН. Грунт в районе РМЦ - чернозем с температурой +20°С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 6 м каждый.

Размеры цеха AЧBЧH = 48Ч28Ч9 м.

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4 м.

№ на плане	Наименование ЭО	Рн,кВт	Примечание
1, 2	Вентиляторы	55
3…5	Сварочные агрегаты	11,13	ПВ=40?
6…8	Токарные автоматы	10,5
9…11	Зубофрезерные станки	20
12…14	Круглошлифовальные станки	5,1
15…17	Заточные станки	1,5
18,19	Сверлильные станки	4
20…25	Токарные станки	12
26, 27	Плоскошлифовальные станки	17,2
28…30	Строгальные станки	5,5
31…34	Фрезерные станки	7,7
35…37	Расточные станки	4
38, 39	Краны мостовые	30	ПВ=60?
40	Насос	1,5

2. Расчёт электрической нагрузки

При расчёте силовых электрических нагрузок большое значение имеет правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой сети. Завышение нагрузки может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства; занижение нагрузки - к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприёмников.

Расчёт начинают с определения номинальной мощности каждого электроприёмника независимо от его технологического процесса средней мощности: мощности, затраченной в течение наиболее загруженной смены, и максимальной расчётной мощности участка, цеха, завода или объекта.

2.1 Расчет номинальной мощности

Номинальная мощность Рн это полезная мощность, которая указывается в паспортных данных электроустановок Рп (паспортная). Для электродвигателей станков, вентиляторов, насосов, компрессоров и пр. Рн = Рп

Для нагревательных приборов Рн=Рп

- Для электродвигателей, работающих в повторно - кратковременном режиме (краны, лифты, и пр.)

Рн = Рп; Рн = 22 Ч =13,9 кВт.

- Для электроосветительных установок расчет номинальной мощности можно определить:

Рн = Руд Ч F Ч Кз

Руд - удельная мощность, 12-18

F- м - площадь помещения.

Кз = 1,3 - 1,8 коэффициент запаса.

Находим площадь помещения F

F= А Ч В=48 Ч 28=1344 м

А - м- длина помещения;

В - м- ширина помещения

Находим номинальную мощность электроосветительной установки Рн.

Руд = 10 Кз = 1,3

Рн = 10*1344*1,3 = 17,47 кВт.

Приняв стандартную мощность источника света 250Вт, определяем Рн = 17,47 кВт.

Для многодвигательных станков Рн определяется как суммарная мощность установленных на станке или агрегате электрических двигателей. Этот расчет рекомендуется представить в виде таблицы.

Составляем сводную таблицу

Таблица 3.1

№, по плану	Технологическое оборудование	Тип электрооборудования	Номинальные параметры электрооборудования
	тип	Р, кВт.	Кол-во двигателей		Р, кВт.	cos	КПД
	Вентиляторы	55	1	4К225М4УЗ	55	0,9	92,5
	Токарные автоматы	7,5+3	2	4А132S4УЗ 4А100S4УЗ	10,5	0,86 0,83	87,5 82
	Зубофрезерные станки	18,5+1,5	2	4А160М4УЗ 4А80В4УЗ	20	0,88 0,83	89,5 77
	Круглошлифовальные станки	4+1,1	2	4А100L4УЗ 4А80А4УЗ	5,1	0,84 0,81	84 75
	Заточные станки	1,5	1	4А80В4УЗ	1,5	0,83	77
	Сверлильные станки	4	1	4А100L4УЗ	4	0,84	84
	Токарные станки	7,5+3+1,5	3	4А132S4УЗ 4А100S4УЗ 4А80В4УЗ	12	0,86 0,83 0,83	87,5 82 77
	Плоскошлифовальные станки	15+2,2	2	4А160S4УЗ 4А90L4УЗ	17,2	0,88 0,83	88,5 80
	Строгальные станки	5,5	1	4А112М4УЗ	5,5	0,85	85,5
	Фрезерные станки	5,5+2,2	2	4А112М4УЗ 4А90L4УЗ	7,7	0,85 0,83	85,5 80
	Расточные станки	2,2+1,5+ 0,18+0,12	4	4А90L4УЗ 4А80В4УЗ 4АА56В4УЗ 4АА56А4УЗ		0,83 0,83 0,64 0,66	80 77 64 63
	Краны мостовые	30	1	4А180М4УЗ	30	0,9	91
	Насос	1,5	1	4А80В4УЗ	1,5	0,83	77

Составляем сводную таблицу нагрузки участка.

Таблица 3.2

Наименование электрических приёмников.	Р , кВт.	N шт.	Р, КВТ.
Вентиляторы	55	2	110
Сварочные агрегаты	11,13	3	33,39
Токарные автоматы	10,5	3	31,5
Зубофрезерные станки	20	3	60
Круглошлифовальные станки	5,1	3	15,3
Заточные станки	1,5	3	4,5
Сверлильные станки	4	2	8
Токарные станки	12	6	72
Плоскошлифовальные станки	17,2	2	34,4
Строгальные станки	5,5	3	16,5
Фрезерные станки	7,7	4	30,8
Расточные станки	4	3	12
Краны мостовые	23,34	2	46,48
Электроосвещение			17,47
Насос	1,5	1	1,5
Итог		40	493,84

2.2 Расчёт сменной мощности

Сменная мощность учитывает количество мощности, израсходованной в период наиболее загруженной смены.

Таблица 3.3

Наименование	N шт.	Рн кВт.	Ки.	cos.	tg.	Pсм кВт.	Qсм кВар.
Вентиляторы и насосы	3	111,5	0,65	0,8	0,75	72,47	54,35
Металлообрабатывающие станки	32	285	0,14	0,6	1,33	39,9	53,07
Краны мостовые	2	46,48	0,06	0,45	1,98	2,78	5,5
Сварочные агрегаты	3	33,39	0,35	0,55	1,51	11,68	17,64
Электроосвещение	-	17,47	0,9	0,95	0,33	15,72	5,19
итог	40	492,34	0,29	0,72	-	142,55	135,75

- Определяем сменные мощности на примере станков:

Р_см = Р_ном. Ч К_и = 285 Ч 0,14 = 39,9 кВт

К_и - коэффициент использования.

Q_см = Р_см Ч tgц =39,9 Ч 1,33=53,07 кВар.

- Определяем среднее значение cosц для данного участка цеха:

cosц = ;

Р_смУ - активная сменная суммарная мощность;

S_смУ - полная сменная суммарная мощность.

cоsц =

- Определяем полную суммарную мощность:

кВА

- Определяем среднее значение К_и для участка цеха:

= 0,29

Р_номУ - номинальная суммарная мощность.

Расчет электрической нагрузки производится для выбора питающей трансформаторной подстанции, которая выбирается общей для цеха, или для нескольких цехов, расположенных в непосредственной близости друг от друга. Поэтому необходимо для дальнейшего расчета общую сменную мощность необходимо определить с учетом нагрузки соседних участков, которая определяется аналогично проведенного расчета.

Таблица 3.4

№	Наименование	N шт.	Рн кВт.	Ки.	cos.	Рсм кВт.	Qсм кВар.
1	Нагрузка проектируемого участка	40	493,84	0,29	0,72	142,55	135,75
2	Нагрузка соседних участков	42	516,4	0,14	0,88	115,62	144,9
	всего	82	1010,24	0,25	0.68	258,2	280,65

- Рассчитываем нагрузки соседних участков:

1. =

2.

2.3 Расчёт и выбор компенсирующего устройства

Расчётная величина cosц_р =0,68. Согласно ПУЭ для действующих электроустановок требуется нормированное значение cosц:

сosц_н. = 0,92 ч 0,95

Поэтому необходимо принять меры для повышения cosц до принятого нормируемого значения. Для проектируемого цеха должен быть принят ряд мероприятий, которые обеспечивают повышение cosц естественным путём, т.е. не требует дополнительных установок и затрат. Но естественных способов повышения cosц недостаточно, поэтому необходимо выбрать компенсирующее устройство. Наиболее распространенным методом компенсации реактивной мощности является применение конденсаторных установок, которые устанавливают на подстанции на шинах 0,4 кВ.

- Определяем расчётную мощность конденсаторных установок:

Q_ку = Р_смУ Ч (tgц₁ - tgц₂)

При cosц_р = 0,68 , приняв cosц_н = 0,93 определяем (tgц₁ - tgц₂) = 0,684 из справочной таблицы.

Q_ку = 258,2 Ч 0,684= 175,57 кВар

Предполагается, что на проектируемой подстанции цеха будет установлено два трансформатора (так как электрическая нагрузка представлена в основном потребителями второй категории), необходимо выбрать две конденсаторные установки.

Выбираем две комплектные конденсаторные установки типа УКИ-0,38-100-УЗ с Q_ку =100 кВар.

2.4 Определение максимальной расчётной мощности

Максимальная мощность - это наибольшая мощность, в течение смены за 30 минут.

Р_мах = К_мах Ч Р_см;

Значение К_мах определяют из справочной таблицы в зависимости от эффективного числа электроприёмников n_э и среднего значения К_и

;

Р_1мах - единичная мощность наибольшего электроприёмника.

Из справочной таблицы выбираем К_мах = 1,27

Р_мах = 1,27 Ч 258,2 = 327,91 кВт

Так как n_э > 10 то Q_мах = Q_см = 280,65 кВар

37 > 10

Теперь можно определить полную расчётную мощность с учётом выбранной КУ.



кВА

3. Построение графиков нагрузки

Режим работы потребителей электроэнергии изменяется в часы суток и месяцы года. Эти изменения изображают в виде графиков. При проектировании пользуются типовыми графиками, у которых по оси ординат указывается изменение нагрузки в течение суток или года в % на основании анализа работы действующих предприятий различных отраслей промышленности.

На сновании расчётов для суточного графика нагрузки строится годовой график.

Суточный график.

100% по типовому графику соответствуют S_мах или Р_мах. Продолжительность работы в году с определённой нагрузкой учитывается:

Т=t Ч 365 час;

Т=t Ч 365=8 Ч 365=2920 ч.

W=P Ч T=32,791 Ч 2920=95749,72 кВт/ч.

Данные расчёта сводятся в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

Часы	Рн %	Sн кВA	Pн кВт	T час	W кВт*ч
0-8	10	33,768	32,791	2920	95749,7
8-10	70	236,376	229,537	730	167562,1
10-13	100	337,68	327,91	1095	359061,5
13-15	30	101,304	98,373	730	71812,3
15-16	60	202,608	196,746	365	71812,3
16-18	100	337,68	327,91	730	239374,3
18-20	80	270,144	262,328	730	191499,4
20-21	60	202,608	196,746	365	71812,3
21-22	30	101,304	98,373	365	35906,2
22-24	10	33,768	32,791	730	23937,4
итог				8760	1328527,4

По результатам суточного графика строим годовой график.

Годовой график.

На основании расчётов годового графика определяем число часов использования максимальной нагрузки Т_мах.



4. Выбор числа и мощности трансформаторов

Выбор типа, и мощности трансформатора на подстанции обусловлен величиной и характером нагрузок. ТП должны размещаться как можно ближе к центру размещения потребителей, поэтому рекомендуется применять ТП, встроенные в цех. Наибольшее распространение в последнее время получили КТП - комплексные трансформаторные подстанции.

Находим удельную плотность нагрузки:

Находим число трансформаторов:

В номинальном режиме

округляется до двух, т.к. у нас вторая категория электроприемников.

Этот метод расчета не точен, по этому решаем другим методом.

На проектируемом участке цеха:

=337,68кВА

U₁=10 кВ - напряжение питающей сети.

U₂=0,4 кВ - напряжение распределительной сети цеха.

Нагрузка представлена потребителями 2 категории. Выбираем встроенную в цех комплексную двух трансформаторную подстанцию, с трансформаторами Sн_тp = 250 кВА. При работе двух трансформаторов каждый имеет коэффициент загрузки:

В аварийном режиме, при отключении одного из двух трансформаторов К_ЗАВ = 135%, то есть перегрузки меньше допустимой.

Трансформатор выбираем с завышенной мощностью учитывая перспективное расширение объекта.

Выбираем трансформатор по каталогу и его технические данные заносим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1.

Тип	Sном кВА.	U1н кВ.	U2н кВ.	Рхх кВт.	Ркз кВт.	Uкз %	Iхх %
2 x ТМЗ - 250/10	250	6	0,4	0,74	3,7	4,5	2,3

- Определяем реактивные потери мощности в трансформаторах:

Приняв К_эк=0,05 кВт/кВар коэффициент потерь, экономический эквивалент реактивной мощности (задаётся энергосистемой), определяем приведённые потери активной мощности:

ДР^/_хх = ДР_хх + К_э Ч ДQ_хх = 0,74 + 0,05 Ч 5,75 = 1,03 кВт

ДР^/_кз = ДР_кз + К_эк Ч ДQ_кз = 3,7 + 0,05 Ч 11,25 = 4,26кВт

Нагрузка цеха изменяется по графику который приведён выше. При малых нагрузках (например, в ночные часы суток) экономически более целесообразно держать в работе только один трансформатор, поэтому необходимо определить S_кр - критическую мощность, при которой необходимо подключить второй трансформатор:

где n - количество работающих трансформаторов.

Рассчитываем приведённые потери мощности и потери энергии за год согласно принятого графика:

ДР_тр = ДР^/_хх + К²_загр Ч ДР^/_кз кВт

К_загр = S_нагр\Sн_тр - коэффициент загрузки трансформатора, определяется для каждой ступени графика.

ДW₁ = ДPтр₁ Ч Т₁ кВт/ч

Расчёт заносим в таблицу 5.2.

Для первой ступени нагрузки (начиная с максимальной)

ДР_тр =1,03+4,26 (337,68 / 2·250)² = 5,94 кВт

ДW₁ = 5,94*1825 = 10840,5 кВт/ч

Далее результаты расчёта приведёны в таблице 5.2.

Таблица 5.2

№	Sн кВА.	Число работ. тр-ов	T ч.	?P кВт	?W кВт/ч
1	337,68	2	1825	5,94	10840,5
2	270,144	2	730	4,55	3321,5
3	236,376	2	730	3,96	2890,8
4	202,608	2	730	3,46	2525,8
5	101,304	1	1095	1,73	1894,35
6	33,768	1	3650	1,11	4051,5
	итог		8760		25524,45

5. Выбор питающих кабелей

Питание цеховых ТП выполняется либо от главной понизительной подстанции ГПП завода, либо от центрального распределительного пункта ЦРП, либо от шин генераторного напряжения ближайшей энергостанции. Напряжение в сети внешнего электроснабжения принимается 6 кВ или 10 кВ. Наиболее вероятным вариантом выполнения сети внешнего электроснабжения является использование кабельных линий (КЛ). Воздушные линии (ВЛ) применяются только в случаях. Когда они проходят по незаселённой местности.

Сечение кабелей U > 1000 согласно ПУЭ выбирается по экономической плотности тока j_эк, величина которой определяется из справочной таблицы в зависимости от Т_мах и типа изоляции проводника. Питающий кабель U=6 кВ будем выбирать с медными жилами с резиновой и пластмассовой изоляцией. При расчётном значении Т_mах=4051,5час.

Из справочной таблицы определяем: j_эк=3,1 А/мм²

I_расч - ток, протекающий через кабель при работе двух трансформаторов на п/ст.

Выбираем 3-х жильный кабель типа ВРБ-6

(3 Ч 6) I_доп = 60 А.

При аварийном режиме, в случае отключении одного из трансформаторов или кабелей, через оставшейся в работе будет протекать ток:

I_рмах=2 Ч I_расч = 2 Ч 16,25 = 32,5 А.

Так как I_доп = 60 А > I_рмах = 32,5 А, следовательно выбранный кабель допускает передачу всей нагрузки в аварийном режиме.

6. Расчёт токов короткого замыкания

В электроустановках могут возникать различные виды коротких замыканий, которые сопровождаются резким увеличением тока в цепи, соединяющей источник питания с местом повреждения и снижением напряжения. Электрооборудование, которое установлено в системах электроснабжения, должно быть устойчиво к токам короткого замыкания.

Для правильного выбора и проверки необходимо выполнить расчёт, при котором нужно определить возможные наибольшие значения токов короткого замыкания. Источником питания всегда можно считать систему бесконечной мощности Sс = ? так как мощность любого конкретного потребителя электроэнергии неизмеримо меньше мощности питающей электросистемы. Расчёт токов короткого замыкания можно произвести в относительных единицах, при котором сопротивление всех элементов схемы, связывающих точку к.з. с источником питания, приводят к базисным условиям. Необходимо при этом задаться базисной мощность S_б и базисным напряжением U_б. За S_б обычно принимают величину, удобную для расчёта. Чаще всего S_б=100 мВА. За U_б принимается напряжение той ступени, где произошло к.з., причём при расчёте используют среднее номинальное напряжения по шкале U_{ср. н}=0,4; 6,3; 10,5; 37; 115; 230 кВ.

Для расчёта задаётся схема, в которой указываются только те элементы, сопротивление которых учитываются при расчёте токов к.з.

В нашем расчёте возьмём схему, в которой питание ТП осуществляется от ГПП завода по КЛ. В свою очередь ГПП завода связана с питающей энергосистемы Sc=? по ВЛ.

U₁=115 кВ

U₂=6,3 кВ

l = 0,9 км

U₃=0,4 кВ

l = 14 км

S_нтр=10 мВА.

Х₀=0,08 Ом/км

S_нт2=250 кВА

Х₀=0,4 Ом/км

U_кз=10,5%

U_кз=4,5%

?Р_кз=3,7 кВт

Расчёт необходимо выполнить в 3х указанных точках к.з. При расчёте тока к.з в цепях U > 1000 В учитывается в основном только индуктивные сопротивления всех элементов, активными можно пренебречь вследствие их малости. Необходимо учесть активное сопротивление у кабелей так как при малых сечениях оно может быть даже больше индуктивного.

Для выбираемого электрооборудования желательно принять такой режим работы схем, при котором величины токов к.з. будут наименьшими. В реальных схемах электроснабжения для ограничения величин токов к.з. принимается раздельная работа трансформаторов на п/ст и питающих линий, то есть в нормальном режиме работы секционные аппараты на шинах п/ст отключены. Поэтому схема замещения составляется только для одной цепи, и рассчитывается в относительных единицах сопротивление всех элементов.

- Определяем в относительных единицах сопротивление ВЛ:

- Определяем в относительных единицах сопротивление трансформатора от ГПП:

Для КЛ, сечение которой S=25 мм² рассчитывается в относительных единицах активное и индуктивное сопротивление:

г =51 - проводимость для меди.

- Определяем в относительных единицах активное и индуктивное сопротивление трансформатора ТП:

Производим расчет тока к.з в точке к - 1.

- Определяем результирующее сопротивление для точки к - 1:

- Определяем базисный ток:

- Определяем действующее значение периодической составляющей тока к.з.

- Определяем амплитудное значение тока к.з. - ударный ток:

k_у =1,8 - ударный коэффициент, в случае когда не учитывается активное сопротивление.

Производим расчёт тока к.з. в точке к - 2.

- Определяем результирующее индуктивное сопротивление:

Определяем результирующее активное сопротивление:

- Определяем полное результирующее сопротивление:

Для точки из к - 2 I_б=9,17 кА.

- Определяем периодический ток к.з. в точке к - 2:

- Для определения k_у находим отношение:

По кривой (из Л - 1 стр.228) определяем k_у=1,02.

- Определяем ударный ток к.з.:

Производим расчёт токов к.з. в точке к - 3.

- Определяем результирующее индуктивное и активное сопротивление:

- Определяем полное результирующее сопротивление:

- Определяем базисный ток:

- Определяем периодический ток к.з.:

- Определяем ударный ток:

k_у = 1,2 определено из (Л-1 стр.241)

На основании выполненных расчётов для точек к -1 и к - 2 необходимо определить t_пр - приведённое время к.з., которое необходимо для проверки ЭО на термическую устойчивость.

- Определяем t_пр для точки к.з. к - 1:

t_пр = t_пра + t_прп

Для определения обеих составляющих t_пр необходимо знать:

А) Коэффициент затухания

Так как источником в схеме является система бесконечной мощности S_с = ?, то I^// = I? = I_п, следовательно, в нашем примере расчёта в^// = 1.

Б) Действительное время протекания тока k_у

tg = t_защ + t_выкл

t_защ - время работы релейной защиты.

t_выкл - время отключения цепи выключателем.

Приняв t_защ=0,1 сек, t_выкл=0,09 сек

tg=0,1+0,09=0,19

Апериодическая составляющая приведенного времени

напряжение электроэнергия трансформатор

T_апр=0,05 в ^//2=0,05 Ч·1² = 0,05 сек.

Периодическая составляющая приведённого времени определяется по кривым (Л-1стр.244) в зависимости от в^// и tg t_прп =0,21 сек, следовательно,

t_пр = 0,05 + 0,21 = 0,26 сек.

Для точки из к - 2:

в^// = 1 tg=0,08

t_пра = 0,05·1² = 0,05 сек.

t_прп = 0,1 сек.

t_пр = 0,05 + 0,1 = 0,15 сек.

7. Выбор схемы электроснабжения

Схемы внутреннего электроснабжения могут быть радиальными, магистральными или смешанные. В нашем примере выбираем радиальную схему, в которой все электроприёмники цеха присоединены к силовым распределительным пунктам СП. Применяют в основном 2 вида СП, у которых в качестве защитных аппаратов используют предохранители или автоматические выключатели. Наиболее современным типом СП являются силовые пункты с автоматическими выключателями новых серий ВА - 51, ВА - 52 типа ПР8501, которые рассчитаны на 6, 8, 10 или 12 присоединений.

При радиальной схеме электроснабжения распределительная сеть выполняется кабелями или проводами, для которых необходимо выбрать способ прокладки.

Шинопроводы выбираются серии ШМА - магистральные, и серии ШРА - распределительные, к которым через осветительные коробки с предохранителями или автоматами присоединяют электроприёмники цеха.

8. Расчёт и выбор электрооборудования при U >1000 В

Для питания КТП от сети U > 1000 В применяют три варианта выполнения высоковольтного ввода:

А). Глухое присоединение кабеля.

Б). Подключение трансформатора через разъединитель и предохранитель.

В). Подключение трансформатора при помощи выключателя нагрузки.

Питающий кабель U > 1000 В был выбран ранее. После выполнения расчёта токов к.з. этот кабель необходимо проверить на термическую устойчивость.

При проверке рассчитывается минимальное допустимое сечение по нагреву токами к.з. S_min

I_п - периодический ток к.з.

С=А_к-А_н коэффициент, для кабелей U= 6 - 10 кВ с медными жилами с=141.

Проверяем выбранный кабель.

Выбранный ранее кабель сечением 5,24мм² не обеспечивает условия термической устойчивости, поэтому сечение кабеля необходимо увеличить.

Окончательно выбираем кабель: ВРБ-6-(3х35) I_доп=125А.

Производим выбор и проверку разъединителя и предохранителя.

Расчётной точкой к.з. для проверки этих аппаратов является точка к-2.

Для сравнения расчётных величин и допустимых параметров разъединителя и предохранителя составляется таблица 9.1.

Таблица 9.1

Расчётные данные	Данные разъединителя РВ-6-400/УЗ	Данные предохранителя ПКТ-6-40-31,5/УЗ
Uк=6 кВ.	Uном=6 кВ.	Uном=6кВ.
Iрмах=32,5 А.	Iном=400 А.	Iном=40 А.
Iу=1,54 кА.	Iмах=41 кА.	--
I2п*tпр=1,072*0,15=0,17 кА*с	It2·t=16*4=1024 кА*с	--
Iп=1,07 кА	--	Iоткл=31,5кА

9. Расчёт распределительной сети

При расчёте распределительной сети необходимо выбрать аппараты защиты: предохранители или автоматы, сечение проводов или кабелей для всех электроприёмников и произвести проверку их на потерю напряжения. Порядок расчёта выполняем на примере для одного из силовых пунктов цеха СП-2

СП серии ПР8501 с автоматами на 12 присоединений.

Питание электроприёмников от СП-2 выполнено проводами серии АВВГ, которые проложены в трубах. К рассчитываемому СП присоединены 5 насосов 5 задвижек и щинок освещения . При разработке схемы желательно иметь резервные ячейки на нескольких СП цеха, для присоединения переносного электрооборудования или для питания вновь устанавливаемых объектов при реконструкции.

Для расчёта распределительной сети необходимо знать величину расчётных токов на всех её участках, поэтому вначале определяем для всех работающих от этого СП электродвигателей номинальные и пусковые токи.

СП-2

Размещено на http://www.allbest.ru/

А

I_пуск = I_ном·К_п; А

Составляем таблицу 10.1 с характеристиками электродвигателей, рассчитываем и заносим в эту же таблицу токи.

Таблица 10.1

Наименование и тип электродвигателей	Р, кВт	Iп/Iн	з, %	cosц	Iном, А	Iп, А
Заточные станки	1,5	5	77	0,83	3,56	17,8
Сверлильные станки	4	6	84	0,84	8,61	51,66
Токарные станки	12	-	-	-	35,73	250,11

Выбираем автоматические выключатели и сечение питающих проводов для всех присоединений СП-2.

1) Заточные станки Р=1,5кВт

Выбираем автомат ВА51-25 Iн.а = 25 А; Iн.тр = 4,5 А;

I эл.ср = 10 Ч 4,5 = 45А

Выбираем провод АПВ-3

(1 Ч 2,5) I_доп=19 А.

2) Сверлильные станки Р=4 кВт

;

Выбираем автомат ВА51-25 Iн.а = 25А; Iн.тр = 8А; I эл.ср=10 Ч 8 = 80А

Выбираем провод АПВ-3

(1 Ч 2,5) I_доп = 19 А.

3) Токарные станки, на них установлено по 3 электродвигателя 7,5; 3; 1,5 кВт

Р = 12 кВт

;

Выбираем автомат ВА51-31-1 Iн.а = 100А; Iн.тр = 16А;

I эл.ср = 10 Ч 16 = 160 А

Выбираем провод АПВ-3(1х5) I_доп=28 А.

Данные расчёта сводятся в таблицу 10.2.

Таблица 10.2 Данные автоматов и проводов СП-2

Наименование потребителя	Р, кВт	Iдл, А	Iкр, А	Тип автомата	Iн.а, А	Iн.тр, А	Iэл.ср, А	Тип провода	S, мм2	Iдоп, А
Заточные станки	1,5	3,56	22,25	ВА51-25	25	4,5	45	АПВ	2,5	19
Сверлильные станки	4	8,61	64,6	ВА51-25	25	8	80	АПВ	2,5	19
Токарные станки	12	25,42	123,86	ВА51-31-1	100	16	160	АПВ	5	28

Для выбора кабеля, питающего силовой пункт определяем суммарный длительный ток:

I_У = 3,56 Ч3 + 8,61 Ч 2 + 25,42 = 53,32 А

Расчётный ток:

I_Р = Кс Ч I_У =0,8Ч53,32=42,7A

Принимаем Кс=0,8, который учитывает одновременность работы эл. приёмников и степень их нагрузки.

Iкр. определяем как максимальный ток одного из потребителей плюс длительный ток прочих.

Iкр = 123,86 + 8,61 Ч 2 + 3,56 Ч 3 = 151,76А

Выбираем групповой аппарат ВА51-31-1

Iн.а = 100А; Iн.тр = 16А; I эл.ср = 10 Ч 16 = 160А

Выбираем питающий кабель 2АВВГ

(3х185+1х95) 2I_доп=270 А

Для СП-1 выбор проводов и предохранителей производится аналогично.

СП-4

Данные с характеристиками электродвигателей СП-4 заносятся в таблицу 10.3.

Таблица 10.3.

Наименование и тип электродвигателей	Р, кВт	Iп/Iн	з, %	cosц	Iном, А	Iп, А
Строгальные станки	5,5	7	85,5	0,85	11,5	81,9
Расточные станки	4	-	-	-	9,7	34,85
Фрезерные станки	7,7	-	-	-	16,53	86,93
Кран мостовой	23,34	6,5	91	0,9	4,33	28,14

Выбор предохранителей для СП-4

1) Строгальные станки Р=5,5кВт

;

Выбираем автомат ВА51-25 Iн.а = 25А; Iн.тр = 12,5А;

I эл. ср = 10 Ч 12,5=125А

Выбираем провод АПВ-3

(1х2,5) I_доп=19А.

2) Расточные станки Р=4кВт

;

Выбираем автомат ВА51-25 Iн.а = 25А; Iн.тр = 4,5А;

I эл.ср = 10 Ч 4,5 = 45А

Выбираем провод АПВ-3

(1х2,5) I_доп=19А.

3) Фрезерные станки Р=7,7кВт

;

Выбираем автомат ВА51-25 Iн.а=25А; Iн.тр=10А;

Iэл.ср = 10 Ч 10 = 100А.

Выбираем провод АПВ-3

(1х2,5) I_доп=19А.

4) Кран мостовой Р=23,34кВт

;

Выбираем автомат ВА51-25 Iн.а=25А; Iн.тр=4,5А;

I эл.ср = 10 Ч 4,5 = 45А

Выбираем провод АПВ-3

(1х2,5) I_доп=19А.

Таблица 10.4 Данные автоматов и проводов СП-4

Наименование потребителя	Р, кВт Р, кВт	Iдл, А	Iкр, А	Тип автомата	Iн.а, А	Iн.тр, А	Iэл.ср, А	Тип провода	S, мм2	Iдоп, А
Строгальные станки	5,5	-	102,37	ВА51-25	25	12,5	125	АПВ	2,5	19
Расточные станки	4	9,7	34,85	ВА51-25	25	4,5	45	АПВ	2,5	19
Фрезерные станки	7,7	16,53	86,93	ВА51-25	25	10	100	АПВ	2,5	19
Кран мостовой	23,34	-	35,17	ВА51-25	25	4,5	45	АПВ	2,5	19

Для выбора кабеля, питающего силовой пункт определяем суммарный длительный ток:

I_У=11,5 Ч 3 + 9,7 Ч 3 + 16,53 Ч 4 + 4,33 = 134,05А

Расчётный ток

I_Р = Кс Ч I_У = 0,8 Ч 134,05 = 107,24 А

Iкр = 86,93 + 16,53 Ч 3 + 11,5 Ч 3 + 9,7 Ч 3 + 4,33 = 204,45А

Выбираем групповой аппарат ВА51-33

Iн.а=160А; Iн.тр=80А;

Выбираем питающий кабель 3АВВГ

(3х120+1х50) 3I_доп=200 А

Таблица 10.5

Наименование и тип электродвигателей	Р, кВт	Iп/Iн	з, %	cosц	Iном, А	Iп, А
Ветилятор	55	7	92,5	0,9	100,38	702,64

1) Вентилятор Р=55кВт

;

;

Выбираем автомат ВА51-33 Iн.а = 160А; Iн.тр = 100А;

I эл.ср = 10 Ч 100 = 1000А

Выбираем провод АПВ-3

(1х50) I_доп=130 А.

Таблица 10.6 Данные автоматов и проводов

Наименование потребителя	Р, кВт	Iдл, А	Iкр, А	Тип автомата	Iн.а, А	Iн.тр, А	Iэл.ср, А	Тип провода	S, мм2	Iдоп, А
Вентилятор	55	-	878,3	ВА51-33	160	100	1000	АПВ	50	130

Для выбора кабеля, питающего силовой пункт определяем суммарный длительный ток:

I_У=76,06 Ч 3 + 48,9 + 68,85 = 345,93А

Расчётный ток

I_Р=Кс Ч I_У = 0,8 Ч 345,93 = 276,74 А

Выбираем групповой аппарат ВА52-37

Iн.а = 400А; Iн.тр = 320А;

Iэл.ср = 10 Ч 320 = 3200А

Выбираем питающий кабель 2АВВГ

(3 Ч 120 + 1 Ч 50) Ч 2I_доп = 200 А

Выбираем автомат в цепи силового трансформатора

Выбираем автовыключатель ВА53-43

Iном = 2500А; Iп = 21,5кА : Iоткл = 36 кА

Iоткл > Iп 36 кА > 21,5 кА автомат надежно защищает при токах к.з.

Выбираем секционный аппарат

I расч = 0,6 Ч Imax.расч Iрасч = 0,6 Ч 2023,22 = 1213,87А

Выбираем автомат ВА55-41 Iном=1600А

I откл = 31 кА > Iн = 21,5 кА

Выбираем автомат в цепи питания конденсаторной установки

ВА53-39 Iном = 400А

I откл = 25 кА > Iп = 21,5 кА

Кабель конденсаторной установки 2АВВГ

(3 Ч 95 + 1 Ч 35) 2Iд = 170А

В заключение необходимо сделать проверку распределительной сети на потерю напряжения и убедиться, что величина этой потери не превышает 5%, допустимых ПУЭ.

Расчёт производим на примере СП-2

Кабель АВВГ питающий СП L=63м	L=9м
	L=11м
	L=14м
	L=9м
	L=3,5м
	L=11м
	L=4,5м
	L=5,5м
	L=14м
	L=9м
	L=9м

По выбранным сечениям проводов определяем величины r₀ и х₀ из справочника.

Sмм	Rо Ом\км	Xо Ом\км
2,5	12,5	0,116
2,5	12,5	0,116
5	5,21	0,1

- Определяем величину потери напряжения к индивидуальным потребителям по формуле:

Потеря напряжения в проводе, питающем заточной станок:

Потеря напряжения в проводе, питающем сверлильный станок:

Потеря напряжения в проводе, питающем токарный станок:

Аналогично выполняется расчёт прочих потребителей СП.Для определения ДU_об в кабеле, питающем СП, определяем среднее значение cosц:

сosц_ср = 0,84 sinц_ср = 0,54

Составляем таблицу 9.7 и определяем суммарную потерю напряжения от шин подстанции СП-2.

Таблица 10.7

Потребитель	ДU%	ДUоб%	УДU%
Станок 1	0,1	0,4	0,5
Станок 2	0,2		0,6
Станок 3	0,23		0,63
Станок 4	0,4		0,8
Станок 5	0,1		0,5
Станок 6	0,56		0,96
Станок 7	0,2		0,6
Станок 8	0,3		0,7
Станок 9	0,7		1,1
Станок 10	0,5		0,9
Станок 11	0,5		0,9

Поскольку во всех цепях УД < 5%, следовательно, сечение кабеля в этом СП выбрано правильно.

Аналогично выполняется расчёт потребителей СП-1 как и СП-2

Расчет на примере СП-4

Кабель АВВГ, питающий СП L=6м	L=16м
	L=16м
	L=16м
	L=3,5м
	L=3,5м
	L=3,5м
	L=11м
	L=7,5м
	L=11м
	L=7,5м
	L=4,5м

Строгальные

станки

Расточные

станки

Фрезерные

станки

Кран мостовой

По выбранным сечениям проводов определяем величины r₀ и х₀ из справочника.

Подобные документы

• Электроснабжение ремонтно-механического цеха

  Описание технологического процесса обеспечения электроснабжения ремонтно-механического цеха. Выбор напряжения и рода тока. Расчёт числа и мощности трансформаторов, силовой сети, ответвлений к станкам. Выбор и проверка аппаратуры и токоведущих частей.
  
  курсовая работа [45,5 K], добавлен 09.11.2010
  

• Проектирование схемы электроснабжения ремонтно-механического цеха

  Характеристика ремонтно-механического цеха. Описание схемы электроснабжения. Конструкция силовой и осветительной сети. Расчет освещения и электрических нагрузок. Выбор числа и мощности трансформаторов, места расположения, оборудования питающей подстанции.
  
  курсовая работа [681,5 K], добавлен 13.01.2014
  

• Электроснабжение ремонтно-механического цеха

  Расчет электроснабжения ремонтно-механического цеха. Оценка силовых нагрузок, освещения, выбор трансформаторов, компенсирующих устройств, оборудования на стороне низшего напряжения. Построение карты селективности защиты, заземление и молниезащита цеха.
  
  курсовая работа [463,4 K], добавлен 27.10.2011
  

• Проектирование системы электроснабжения механического цеха

  Технологический процесс механического цеха, его назначение и выполняемые функции. Выбор напряжения и схемы электроснабжения приемников цеха. Расчет осветительной и силовой нагрузки. Выбор типа компенсирующего устройства и экономическое обоснование.
  
  дипломная работа [604,3 K], добавлен 04.09.2010
  

• Электроснабжение и электрооборудование цеха по ремонту электрических машин

  Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Выбор величины питающего напряжения, схема электроснабжения цеха. Расчет электрических нагрузок, силовой сети и трансформаторов. Выбор аппаратов защиты и автоматики.
  
  курсовая работа [71,4 K], добавлен 24.04.2014
  

• Электроснабжение механического завода

  Определение расчетных силовых электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения предприятия, мощности силовых трансформаторов. Разработка схемы электроснабжения и сетевых элементов на примере ремонтно-механического цеха. Проверка защитных аппаратов.
  
  курсовая работа [579,4 K], добавлен 26.01.2015
  

• Расчет параметров электроснабжения ремонтно-механического цеха

  Характеристика ремонтно-механического цеха. Выбор схемы электроснабжения. Расчет электрической нагрузки и параметров внутрицеховых сетей. Выбор аппаратов защиты. Расчет токов короткого замыкания. Обслуживание автоматических выключателей. Охрана труда.
  
  курсовая работа [123,4 K], добавлен 12.01.2013
  

• Электроснабжение автоматного участка механического цеха

  Характеристика потребителей электроэнергии и определение категории электроснабжения. Расчёт ответвлений к электроприёмникам, выбор пусковой и защитной аппаратуры. Определение нагрузок узлов электрической сети и всего цеха. Выбор рода тока и напряжения.
  
  курсовая работа [195,7 K], добавлен 21.03.2013
  

• Разработка электроснабжения ремонтно-механического цеха

  Проектирование ремонтно-механического цеха. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанций, сбор электрических нагрузок цеха. Компенсация реактивной мощности. Расчет параметров, выбор кабелей марки ВВГ и проводов марки АПВ распределительной сети.
  
  курсовая работа [281,7 K], добавлен 19.08.2016
  

• Электроснабжение городского электрического транспорта

  Выбор схемы электроснабжения. Расчёт электрических нагрузок сети. Выбор места расположения тяговой подстанции. Расчёт мощности тяговой подстанции и преобразовательных агрегатов. Расчет сечения контактной сети и кабелей. Проверка сети на потерю напряжения.
  
  курсовая работа [671,8 K], добавлен 08.02.2016
  

• Проектирование внутризаводской системы электроснабжения

  Требования к надёжности электроснабжения. Выбор напряжения, типа трансформаторов, цеховых трансформаторных подстанций и схемы электроснабжения предприятия. Автоматизированное проектирование внутризаводской электрической сети. Проверка силовой аппаратуры.
  
  дипломная работа [483,7 K], добавлен 24.06.2015
  

• Электроснабжение механического цеха

  Характеристика потребителей электроэнергии. Расчет индивидуальных цеховых нагрузок. Обоснование схемы электроснабжения цеха. Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов и компенсирующих устройств. Расчет сети высокого напряжения и сечения проводников.
  
  курсовая работа [209,0 K], добавлен 27.11.2013
  

• Электроснабжение металлургического завода

  Категории надёжности электроснабжения предприятия, расчет нагрузок цеха. Выбор напряжения и схемы. Выбор мощности трансформаторов, высоковольтного оборудования. Расчёт токов короткого замыкания, линий электропередачи. Расчёт стоимости электроэнергии.
  
  курсовая работа [1,9 M], добавлен 06.02.2010
  

• Проектирование электроснабжения механического цеха

  Схема электроснабжения. Расчет электрических нагрузок по методу коэффициента максимума, потерь мощности в трансформаторе. Выбор компенсирующей установки, числа и мощности питающих трансформаторов, линий электроснабжения для модернизируемого оборудования.
  
  курсовая работа [391,7 K], добавлен 21.05.2013
  

• Электроснабжение цеха промышленного предприятия

  Выбор и обоснование схемы электроснабжения ремонтного цеха, анализ его силовой и осветительной нагрузки. Определение числа и мощности силовых трансформаторов подстанции. Расчет токов короткого замыкания, проверка электрооборудования и аппаратов защиты.
  
  курсовая работа [9,8 M], добавлен 21.03.2012
  

• Электроснабжение электромеханического цеха

  Характеристика механического цеха тяжелого машиностроения: потребители электроэнергии, технологический процесс. Категория надёжности электроснабжения и выбор схем ЭСН. Расчёт электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов.
  
  курсовая работа [72,5 K], добавлен 23.05.2014
  

• Разработка электроснабжения и электрооборудования ремонтно-механического участка ГУКДПП "Завод ЭМИС"

  Оборудование ремонтно-механического участка вязального цеха. Выбор рода тока и напряжения, схемы электроснабжения. Расчет нагрузок, категории ремонтной сложности электротехнической части технологического оборудования. Затраты по электрохозяйству.
  
  курсовая работа [139,1 K], добавлен 15.05.2015
  

• Электроснабжение цеха

  Описание схемы электроснабжения и конструкция силовой сети. Выбор числа и мощности трансформаторов, места установки силовых шкафов. Расчет токов короткого замыкания. Выбор оборудования питающей подстанции. Определение параметров сети заземления.
  
  курсовая работа [230,3 K], добавлен 29.02.2016
  

• Электроснабжение ремонтно-механического цеха

  Характеристика потребителей электроэнергии. Расчет мощности компенсирующих устройств реактивной мощности, выбор распределительной сети. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанций. Расчет заземляющего устройства и спецификация электрооборудования.
  
  курсовая работа [719,7 K], добавлен 15.12.2016
  

• Проектирование системы электроснабжения завода станкостроения. Электроснабжение цеха обработки корпусных деталей

  Определение электрических нагрузок от силовых электроприёмников. Выбор количества и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор напряжения и схемы электроснабжения. Расчёт токов короткого замыкания. Выбор и проверка оборудования и кабелей.
  
  курсовая работа [817,1 K], добавлен 18.06.2009
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам