Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Характеристика производства и приемников электрической энергии

1.1 Описание технологического процесса

1.2 Характеристика основных приемников электрической энергии цеха

1.3 Характеристика производственной среды с классификацией помещений по окружающей среде

2. Выбор электрооборудования

3. Разработка принципиальной схемы электроснабжения

4. Расчет электрических нагрузок

4.1 Расчет электрических нагрузок участков цеха и предприятия

4.2 Расчет электрических нагрузок электроосвещения

5. Расчет мощности компенсирующих устройств

6. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов, месторасположения и типа цеховой подстанции

6.1 Типовой расчет трансформаторов

6.2 Выбор комплектных устройств в сетях с напряжением до 1000 В

7. Расчет распределенной электрической сети

7.1 Расчет силовой электрической сети

7.2 Расчет осветительной сети цеха

8. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры

8.1 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры силовой сети

8.2 Выбор аппаратуры осветительной сети

9. Определение годового расхода и годовой стоимости энергии, потребляемой цехом

Заключение

Список литературы

Введение

Электрификация обеспечивает выполнение задачи широкой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, что позволяет усилить темпы роста производительности общественного труда, улучшить качество продукции и облегчить условия труда. На базе использования электроэнергии ведется техническое перевооружение промышленности, внедрение новых технологических процессов и осуществление коренных преобразований в организации производства и управлении им. Поэтому в современной технологии и оборудовании промышленных предприятий велика роль электрооборудования, т.е. совокупности электрических машин, аппаратов, приборов и устройств, посредством которых производится преобразование электрической энергии в другие виды энергии и обеспечивается автоматизация технологических процессов.

Электромашиностроение - одна из ведущих отраслей машиностроительной промышленности. Процесс изготовления электрической машины складывается из операций, в которых используется разнообразное технологическое оборудование. При этом основная часть современных электрических машин изготовляется методами поточно-массового производства. Специфика электромашиностроения заключается главным образом в наличии таких процессов, как изготовление и укладка обмоток электрических машин, для чего применяется нестандартизированное оборудование, изготовляемое обычно самими электромашиностроительными заводами.

Электромашиностроение характерно многообразием процессов, использующих электроэнергию: литейное производство, сварка, обработка металлов и материалов давлением и резанием, термообработка и т.д. Предприятия электромашиностроения широко оснащены электрифицированными подъемно-транспортными механизмами, насосными, компрессорными и вентиляторными установками.

Современная энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и распределения электроэнергии. Для обеспечении подачи электроэнергии от энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения состоящие из сетей напряжением до 1000 В и выше и трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций. Для передачи электроэнергии на большие расстояния используются сверхдальние линии электропередач (ЛЭП) с высоким напряжением: 1150 кВ переменного тока и 1500 кВ постоянного тока.

В современных многопролетных цехах автомобильной промышленности широко используют комплектные трансформаторные подстанции (КТП), комплектные распределительные установки (КРУ), силовые и осветительные шинопроводы, аппараты коммутации, защиты, автоматики, контроля, учета и так далее. Это создает гибкую и надежную систему электроснабжения, в результате чего значительно уменьшаются расходы на электрообеспечение цеха.

Автоматизация затрагивает не только отдельные агрегаты и вспомогательные механизмы, но во все большей степени целые комплексы их, образующие полностью автоматизированные поточные линии и цехи.

Первостепенное значение для автоматизации производства имеют многодвигательный электропривод и средства электрического управления. Развитие электропривода идет по пути упрощения механических передач и приближения электродвигателей к рабочим органам машин и механизмов, а так же возрастающего применения электрического регулирования скорости приводов.

Целью настоящей курсовой работы является проектирование электроснабжения механического цеха. Основной задачей настоящего проекта является проектирование надежного бесперебойного электроснабжения приемников цеха с минимальными капитальными затратами и эксплуатационными издержками и обеспечение высокой безопасности.

1. Характеристика производства и приемников электрической энергии

1.1 Описание технологического процесса

Механический цех относится к основному производству машиностроительного предприятия. В нем выполняются операции по обработке деталей после отливки и доведение их до завершенного состояния с последующей отправкой в цех сборки. Преобладает оборудование по обработке металлов резанием. Присутствуют станки массового производства с ЧПУ. трансформатор коммутационный электроснабжение

Размеры цеха 24х22х4 м. Согласно требуемой технологии обработки изделий цех оснащен современными металлорежущими станками. Имеется общепромышленное оборудование - это подъемно-транспортные механизмы, вентиляторы

1.2 Характеристика основных приемников электрической энергии цеха

Основными потребителями электрической энергии механического цеха являются металлорежущие станки, вентиляторы и краны. Цех оснащен станками различного назначения: токарные, сверлильные, шлифовальные, фрезерные, плоско и круглошлифовальные, заточные, координатно-расточные, МРС с ЧПУ и другие.

Согласно Правилам Устройства Электроустановок электроприемники по бесперебойности электроснабжения относятся ко II и III категории. Электроприемники работают в повторно-кратковременном (ПКР) и длительном режимах.

Важной технической задачей, которую нужно решать при проектировании электроснабжения, является выбор напряжения силовой и осветительной сети. От правильности выбора будут зависеть потери напряжения, электроэнергии и многие другие факторы. Выбор напряжения основывается на сравнении технико-экономических показателей различных вариантов. При выборе напряжения для питания силовых и осветительных потребителей следует отдавать предпочтение варианту с более высоким напряжением, так как чем больше величина U, тем меньше ток в проводах, тем меньше сечение, меньше потери мощности и энергии.

Согласно Правилам Устройства Электроустановок и Правилам Технической Эксплуатации в Российской Федерации для электроустановок с U ? 1000 В приняты следующие стандартные напряжения переменного тока: 110 В, 220 В, 380 В, 660 В. Наибольшее распространение на предприятиях машиностроительной промышленности получила система трехфазного тока напряжением 380/220 В частотой 50 Гц с глухозаземленной нейтралью. Широко используется так же система напряжения 660/380 В.

Для проектируемого цеха применяем систему трёхфазного переменного тока с напряжением 380/220 В с глухозаземлённой нейтралью, что позволяет питать от одних и тех же трансформаторов силовые и осветительные нагрузки. Силовые потребители питаются напряжением 380 В, а освещение напряжением 220 В.

При питании силовой и осветительной сети от однотрансформаторной ТП возникает мигание света осветительных приборов, так как происходит запуск мощных двигателей и возникают большие пусковые токи. Поэтому питание осуществляют от двухтрансформаторной КТП. Силовые приемники с большими и частыми пиковыми нагрузками нужно подключить к одному из трансформаторов КТП, а более «спокойную» нагрузку к другому трансформатору. В этом случае рабочее освещение необходимо запитывать от трансформатора со «спокойной» нагрузкой, а аварийное освещение от трансформатора с «неспокойной» нагрузкой, с тем чтобы обеспечить надлежащее качество рабочего освещения.

Выбор схемы электроснабжения приемников цеха зависит от многих факторов:

- мощности отдельных потребителей;

- расположения потребителей;

- площади цеха;

- технологического процесса цеха, определяющего категорию электроприемников по бесперебойности электроснабжения.

Система электроснабжения должна удовлетворять следующим требованиям:

- удобство и надежность обслуживания;

- надлежащее качество электроэнергии;

- бесперебойность и надежность электроснабжения как в нормальном, так и в аварийном режиме;

- экономичность системы, то есть наименьшие капитальные затраты и эксплуатационные издержки;

- гибкость системы, то есть возможность расширения производства без существенных дополнительных затрат.

Для передачи и распределения электроэнергии к цеховым потребителям применяем наиболее совершенную схему блока «трансформатор - магистраль», что удешевляет и упрощает сооружение цеховой подстанции. Такие схемы очень распространены и обеспечивают гибкость системы и ее надежность, а также экономичность в расходе материалов.

1.3 Характеристика производственной среды с классификацией помещений по окружающей среде

В цехе производятся работы по холодной обработке металла. Среди технологического оборудования отсутствует оборудование, излучающее тепло в большом количестве (сушилки, обжигательные печи, котельные установки). Отходами производства является металлическая стружка. Данное помещение не является пыльным и жарким. Относительная влажность воздуха в нем не превышает 60%. Следовательно помещение, согласно Правил эксплуатации электроустановок, является нормальным.

В отношении опасности поражения людей электрическим током цех является помещением с повышенной опасностью, так как пол в нем является токопроводящим.

2. Выбор электрооборудования

Выбор оборудования производился с учетом исходных данных для курсовой работы. Номинальные параметры электрооборудования (значения cosц и К_и) выбирались максимальными для полного электрообеспечения.

Таблица 1. Выбор электрооборудования

Наименование участка	Номер по плану	Технологическое оборудование	Тип электрооборудования	Количество оборудования, согласно варианту	Номинальные параметры электрооборудования
		тип	мощность, кВт			мощность, кВт	cosц	Ки
механический	1	металлорежущие станки	4	станок координатно-расточный	4	1	0,6	0,16
			8	станок сверлильный	5	1,6
			6	станок сверлильный	3	2
			10	станок радиально-сверлильный	4	2,5
	2		20	станок круглошлифовальный	4	5
			42	станок плоскошлифовальный	6	7
			50	станок токарно-винторезный	5	10
			60	станок токарно-винторезный	4	15
			102,5	станок вертикально-фрезерный	5	20,5
	3	карусельные станки с ЧПУ	105	станки карусельные с ЧПУ	1	105	0,7	0,6
			125		1	125
			150		1	150
	4	универсальные станки с ЧПУ	55	станки универсальные с ЧПУ	1	55
			70		1	70
			170		2	85
	5	вентиляторы	15	вентиляторы	2	7,5	0,85	0,8
			44		4	11
	6	кран-балки	44	кран-балки	2	22	0,5	0,06

3. Разработка принципиальной схемы электроснабжения

На предприятиях применяются радиальные магистральные и смешанные схемы электроснабжения. Радиальной называется такая схема, в которой к одной линии подключена один электроприемник. Радиальные схемы применяются на предприятиях малой мощности, предприятиях, где нагрузка территориально разбросана и неупорядочена по своему расположению, на предприятиях на которых предъявляются высокие требования к надежности электроснабжения. В радиальных схемах на предприятиях используется глухое присоединение трансформаторов к кабельным линиям. Преимущество радиальных схем - высокая надежность, недостаток - большое количество коммутаций.

Магистральная схема - когда к одной линии подключено несколько понизительных подстанций. Магистральные схемы применяются в тех случаях, когда радиальные схемы являются не целесообразными или на предприятиях средней и крупной мощностей, или при упорядоченном расположении электрических нагрузок.

В нашем случае целесообразно применить смешанную схему электроснабжения.

4. Расчет электрических нагрузок

4.1 Расчет электрических нагрузок участков цеха и предприятия

Для каждого электроприемника подбираются средние значения коэффициентов использования К_И и активной мощности cosц. При наличии в справочных таблицах интервальных значений К_И выбирается большее.

Для многодвигательных приводов учитываются все одновременно работающие электродвигатели данного привода. Если в числе этих двигателей имеются одновременно включаемые (с идентичным режимом работы), то они учитываются в расчете как один ЭП номинальной мощностью, равной сумме номинальных мощностей одновременно работающих двигателей.

Расчетные формулы:

Графа 5:

Графа 6:

Графа 10:

Графа 12:

Графа 13:Q_р = Р_рtgц

Графа 14:

Графа 15:

Таблица 2. Расчет электрических нагрузок участка цеха

Исходные данные	Расчетные величины	nэ	Кр	Расчетная мощность	расчетный ток, Ip
по заданию	по справочным данным	Кирн	Кирнtgц	npн2			активная, кВт Рр	реактивная, кВар Qp	полная, кВа Sp
наименование ЭП	количество ЭП n, шт	номинальная (установленная) мощность, кВт	Ки	tgц
		одного ЭП, рн	общая Рн = nрн
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
станок координатно-расточный	4	1	4	0,16	1,33	0,16	0,21	4	4	2,35	1,50	2,01	2,51	6,60
станок сверлильный	5	1,6	8	0,16	1,33	0,26	0,34	12,8	5	2,09	2,68	3,57	4,46	11,73
	3	2	6	0,16	1,33	0,32	0,43	12	3	2,89	2,77	3,70	4,62	12,17
станок кругло-шлифовальный	4	5	20	0,16	1,33	0,8	1,07	100	4	2,35	7,52	10,03	12,53	32,98
станок радиально-сверлильный	4	2,5	10	0,16	1,33	0,4	0,53	25	4	2,35	3,76	5,01	6,27	16,49
станок плоско-шлифовальный	6	7	42	0,16	1,33	1,12	1,49	294	6	2,96	19,89	26,52	33,15	87,24
станок токарно-винторезный	4	15	60	0,16	1,33	2,4	3,20	900	4	2,35	22,56	30,08	37,60	98,95
	5	10	50	0,16	1,33	1,6	2,13	500	5	2,09	16,72	22,29	27,87	73,33
станок вертикально-фрезерный	5	20,5	102,5	0,16	1,33	3,28	4,37	2101,25	5	2,09	34,28	45,70	57,13	150,33
станок универсальный с ЧПУ	1	55	55	0,6	1,02	33	33,67	3025	1	1,33	43,89	44,78	62,70	165,00
	1	70	70	0,6	1,02	42	42,85	4900	1	1,33	55,86	56,99	79,80	210,00
	2	85	170	0,6	1,02	51	52,03	14450	2	1,33	135,66	138,40	193,80	510,00
станок карусельный с ЧПУ	1	105	105	0,6	1,02	63	64,27	11025	1	1,33	83,79	85,48	119,70	315,00
	1	125	125	0,6	1,02	75	76,52	15625	1	1,33	99,75	101,77	142,50	375,00
	1	150	150	0,6	1,02	90	91,82	22500	1	1,33	119,70	122,12	171,00	450,00
вентилятор	2	7,5	15	0,8	0,62	6	3,72	112,5	2	1	12,00	7,44	14,12	37,15
	4	11	44	0,8	0,62	8,8	5,45	484	4	1	35,20	21,82	41,41	108,98
кран-балка	2	22	44	0,06	1,73	1,32	2,29	968	2	6,22	16,42	28,44	32,84	86,43
ИТОГО:	55	695,1	1080,5	0,01		380,46	386,39	77038	4,63		713,95	756,13	1039,94	2736,67

4.2 Расчет электрических нагрузок электроосвещения

Достаточная освещённость рабочей поверхности - это необходимое условие для обеспечения нормальной работы человека и высокой производительностью труда.

Для проектируемого цеха принимаем равномерную систему освещения.

Расчёт мощности ведём методом «удельных мощностей». Суть этого метода в том, что установленная мощность светильников зависит от нормируемой освещённости цеха, высоты подвеса светильника, площади освещаемой поверхности, коэффициентов отражения потолка, рабочей поверхности и стен.

Освещение в цехе производим светильниками типов ЛСП 02 2х80 Вт, Удельная мощность осветительной нагрузки для механического цеха (W) Р_уд = 16 Вт/м². Площадь цеха (S): 528 м².

Определение количества ламп:

. шт.

Для освещения цеха потребуется 53 светильника.

Поскольку цех является прямоугольником, то для равномерной установки распределим их в 6 рядов по 9 светильников в ряду. Для этого потребуется 54 светильника и 108 ламп.

Коэффициент использования К_И = 0,9. Коэффициент расчетной нагрузки К_р = 1. cosц = 0,9

Р_{потр.осв.} = n * P_n * К_И * К_рР_{потр.осв.} = 108 * 0,08 * 0,9 * 1 = 7,75 Вт

Q_{порт.лсв.} = Р_{потр.осв.} * tgц Q_{потр.осв.} = 7,75 * 0,48 = 3,75 Вар

5. Расчет мощности компенсирующих устройств

Большинство электроприемников потребляет через сеть реактивную мощность. Ее передача из сети вызывает повышение потерь активной мощности, электроэнергии и напряжения в сети. Для уменьшения этих потерь и увеличения пропускной способности линий и трансформаторов предусматривается в сетях потребителей установка компенсирующих устройств. В большинстве случаев для компенсации реактивной мощности в сетях предприятий используются батареи конденсаторов.

Заданное энергосистемой значение потребляемой из ее сети реактивной мощности:

Q_c = tgц_c * P_мQ_c = 0,43*713,95 = 307 кВт

Значение коэффициента несовпадения примем равным 0,95.

Мощность компенсирующего устройства:

Q_КУ = kQ_м - Q_cQ_КУ = 0,95*756,13 - 307 = 411,33 кВар

Мощность батареи конденсаторов:

Q_БК = Р_м(tgц - tgц_c)Q_БК = 713,95* (1,73 - 0,43) = 929,6 кВар

Таблица 3. Расчет мощности компенсирующих устройств

Тип	Номинальное напряжение, В	Номинальная мощность, кВар	Количество секций	Возможность регулирования мощности
УКМ-0,38-480 УЗ	380	480	8	нет

6. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов, месторасположения и типа цеховой подстанции

6.1 Типовой расчет трансформаторов

С помощью трансформаторов осуществляется повышение напряжение до величин (110, 220, 330, 500 кВ.), необходимых для линий электропередач энергосистем, а также многократное ступенчатое понижение напряжений до величин, применяемых непосредственно в приемниках электроэнергии (10; 0,3; 0,66; 0,38; 0,22; 0,127 кВ).

Для компенсации потерь напряжения в электрических сетях повышающие трансформаторы имеют высшее напряжение на 10% выше номинального напряжения сети, а понижающие трансформаторы - низкие напряжения на 5-10% выше номинального напряжения сети. В зависимости от числа обмоток трансформаторы делят на двух - и трехобмоточные. Каждый трансформатор характеризуется номинальными данными: мощностью, токами первичной и вторичной обмоток, потерями холостого хода, потерями короткого замыкания, напряжением короткого замыкания и током холостого хода, а также группой соединения.

Напряжением короткого замыкания трансформатора называется напряжение, которое необходимо подвести к одной из обмоток при замкнутой накоротко другой, чтобы в последней протекал ток номинальный.

Током холостого хода называется ток, который при номинальном напряжении устанавливается в одной обмотке при разомкнутой другой.

Группой соединения называется угловое (кратное 30) смещение векторов между одноименными вторичными и первичными линейными напряжениями обмоток трансформатора.

Под номинальной следует понимать нагрузку, равную номинальному току, который трансформатор может нести непрерывно в течение всего срока службы при номинальных температурных условиях. Для всех трансформаторов в зависимости от условий эксплуатации определяется резервом трансформаторной мощности, графиком нагрузки и температурой окружающей среды, могут быть допущены перегрузки.

В обмотках и в стали магнитопровода трансформатора, включенного под нагрузку выделяется значительное количество теплоты. Чтобы поддерживать температуру нагрева трансформатора в указанных пределах, необходимо в течение срока эксплуатации трансформатора непрерывно отводить выделяющуюся в нем теплоту в окружающее пространство, т.е. эффективно охлаждать трансформатор.

Суммарная мощность всех установленных двигателей цеха:

Р_уст.дв. = 1080,5 кВт

Активная мощность электродвигателей:

Р_{потр.дв.} = Р_уст.дв. * К_спр.дв.Р_{потр.дв.} = 1080,5 * 0,3 = 324,15 кВт

Реактивная мощность электродвигателей:

Q_{потр.дв.} = Р_{потр.дв.} * tgц_ср.взв.Q_{потр.дв.} = 324,15 * 1,1 = 357,17 кВар

кВт

кВар

Коэффициент несовпадения максимумов нагрузки г ? 0,92. Полная потребная мощность силового трансформатора:

кВА

Исходя из расчётной мощности, перечисленных условий, учитывая, что потребители электроэнергии цеха относятся ко II и III категории по бесперебойности электроснабжения, принимаем к установке 2КТПМ 1600.

Согласно ПУЭ, коэффициент аварийной загрузки для КТП должен составлять не более 30%, если его коэффициент загрузки в нормальном режиме не превышал 70 - 75% и, причем с этой перегрузкой он может работать не более 120 минут при полном использовании всех устройств охлаждения трансформаторов, если подобная перегрузка не запрещена инструкциями заводов изготовителей. Так как электроприемники в цехе относятся ко 2 и 3 группе по бесперебойности электроснабжения, то в аварийном режиме возможно отключение части неответственных электроприемников.

Для выбранной КТП ТМ 1600/35 имеется большой трансформаторный резерв, что обеспечит дальнейший рост нагрузки цеха без замены трансформатора на большую мощность, во вторую смену можно отключить один трансформатор для экономии электроэнергии.

Таблица 4. Расчет трансформатора

Тип ТП	Трансформаторы	Комплектующее оборудование
	тип	количество	номинальная мощность кВА	шкафы ВН	шкафы НН
2КТПМ 1600	ТСЗ-1600/10	2	1600	ШВВ-3	ШНВ-2М, ШНС-2М

6.2 Выбор комплектных устройств в сетях с напряжением до 1000 В

Для распределения электроэнергии и защиты электроустановок в сетях напряжением до 1000В применяют комплектные устройства - щиты осветительные, пункты распределительные, шкафы, панели и ящики распределительные для силовых сетей. Распределительные устройства (РУ) комплектуются автоматическими выключателями или плавкими предохранителями. В распределительных шкафах и панелях могут применяться в качестве вводных аппаратов неавтоматические выключатели.

К комплектным устройствам относятся и распределительные устройства низкого напряжения (РУНН) КТП. Во всех ячейках РУНН применяется коммутационно-защитная аппаратура одного и того же конструктивного исполнения. Панели распределительных силовых щитов предназначены для комплектования щитов распределения электрической энергии, напряжением 380/220В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц, служащие для приема и распределения электроэнергии, защиты от перегрузок и токов короткого замыкания и используемые для установки в распределительных сетях как четырехпроводном, так и пятипроводном исполнениях с рабочим нулевым и защитным заземляющим проводниками. Панели представляют собой сварную конструкцию из листогнутых профилей с установленными в ней защитными, коммутационными, коммутационно-защитными аппаратами и электроизмерительными приборами. Осветительные распределительные щитки предназначены для приёма и распределения электрической энергии трёхфазного переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 220/380 В, в сетях с глухозаземлённой или изолированной нейтралью, для защиты отходящих линий при перегрузках и коротких замыканиях, а также для нечастых оперативных включений и отключений. Щитки изготавливаются в металлических или пластиковых корпусах навесного или встраиваемого исполнения, комплектуются автоматическими выключателями на вводе и автоматическими выключателями или предохранителями на отходящих линиях. В щитки также могут быть установлены дифференциальные автоматические выключатели или УЗО (устройство защитного отключения).

Таблица 5. Расчет комплектных устройств

Тип РП	Способ исполнения	Допустимый ток, А	Вводный коммутационный аппарат	Линейные коммутационные аппараты (на отходящих линиях)	Примечание
			тип	количество	номинальный ток, А	тип	количество	номинальный ток, А
ПР 24-5401	напольный	700	-	-	-	А3746Б	1	630
						А3712Б	1	160
ПР 24-5213	напольный	420	А3734С	1	250-400	А3736Б	1	400	2 распределительных пункта
						А3712Б	1	160
ПР 24-5401	напольный	700	-	-	-	А3746Б	1	630	2 распределительных пункта
						А3712Б	2	160

7. Расчет распределенной электрической сети

7.1 Расчет силовой электрической сети

Таблица 6. Расчет силовой электрической цепи

Наименование участка, номер электроприемника	Тип, марка проводника, шинопровода	Номинальный ток нагрузки, А	Пиковый ток нагрузки, А	Длина проводников, шинопроводов, м	Количество жил, сечение проводников, мм2	Длительно допустимый ток, А	Способ прокладки
выход от трансформатора к РП	ШМА-68-Н	1831,81	5495,42	94,7	4x120х10	5900	в бетонном полу
к карусельным станкам с ЧПУ	ШМА-4	392,26	1176,77	102,5	2х70х8	1250	в бетонном полу
к станкам универсальным	МНРГ	230,61	691,84	75	4х300	830	в бетонном полу
к фрезерным, винторезным и шлифовальным станкам	АНРГ	60,36	181,08	187	4х50	210	в бетонном полу
к прочим станкам	АНРГ	20,14	60,43	130	4х16	90	в бетонном полу
к кран-балкам	АНРГ	75,97	227,90	51,8	4х70	265	подвесной

7.2 Расчет осветительной сети цеха

Таблица 7. Расчет осветительной сети цеха

Номер участка (линии), количество светильников в линии	Мощность осветительных приборов на участке (линии)	Номинальный ток нагрузки, А	Длина проводников, шинопроводов, м	Количество жил, сечение проводников, мм2	Потеря напряжения, ДU, В	Способ прокладки
1-6	1440	6,55	21,8	2х1	5,5	по потолку

8. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры

8.1 Выбор коммутационной и защитной аппаратуры силовой сети

В сетях и установках напряжением до 1 кВ возможны ненормальные режимы, связанные с увеличением тока (сверхтоком), к которому приводят перегрузки, самозапуск электродвигателей, короткое замыкание. Эти ненормальные режимы могут привести к повреждению электрических сетей и оборудования, созданию ситуаций, опасных для персонала. Поэтому сети и установки должны быть защищены от перегрузок и токов короткого замыкания.

Согласно ПУЭ сети разделяют на защищаемые от перегрузок и токов короткого замыкания, и на защищаемые только от токов короткого замыкания. Защите от перегрузок подлежат следующие сети:

- внутри помещений, выполненные проложенными открыто незащищенными изолированными проводами или проводами с горючей оболочкой;

- внутри помещений, выполненные защищенными проводами, проложенными в трубах, несгораемых строительных конструкциях и т.п.;

- сети освещения общественных и торговых помещений, служебно-бытовых помещений промышленных предприятий, включая сети для бытовых и переносных электроприемников, а также пожароопасных производственных помещений;

- силовые сети на промышленных предприятиях, в жилых и общественных зданиях, торговых помещениях, когда по условиям технологического процесса или режима работы сетей может возникать их длительная перегрузка;

- сети всех видов во взрывоопасных наружных установках независимо от условий технологического процесса или режима работы сетей.

Все остальные сети не требуют защиты от перегрузок и должны быть защищены только от токов короткого замыкания.

Основными аппаратами защиты сетей напряжением 380-660 В являются предохранители с плавкими вставками и автоматические воздушные выключатели. От них требуется кратчайшее время отключения и обеспечение селективности. Номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи срабатывания расцепителей автоматических выключателей должны быть минимально возможными, но не приводящими к отключению цепи при пуске электродвигателей и кратковременных перегрузках.

Защитные аппараты устанавливают в начале каждой ветви сети, т.е. на каждой линии, отходящей от шин подстанции и силовых пунктов, на каждом ответвлении от линии, на трансформаторных вводах.

Предохранители применяют в основном для защиты электроустановок от токов короткого замыкания. Предохранитель представляет собой аппарат, содержащий плавкую вставку, калиброванную на определенный ток и выполненную из легкоплавких материалов. Плавкие вставки предохранителей выдерживают ток на 30-50% выше номинального в течение одного часа и более. При токе, превышающем номинальный ток плавких вставок на 60-100%, они плавятся. Для уменьшения времени перегорания плавкой вставки ее выполняют плоской с несколькими сужениями или виде параллельно соединенных проволок с напаянными на них оловянными шариками. Предохранитель и плавкую вставку характеризуют следующие показатели:

- номинальное напряжение - напряжение, при котором предохранитель работает длительное время;

- номинальный ток патрона - ток, на который рассчитаны токоведущие и контактные соединения патрона по условию длительного нагрева;

- номинальный ток плавкой вставки - ток, который он выдерживает, не расплавляясь длительное время.

8.2 Выбор аппаратуры осветительной сети

Номинальный ток расцепителей ВА или плавких вставок предохранителей групповых линий не должен превышать 25 А.

Расчетный ток линии:

А

Номинальный ток расцепителя:

I_ном = 1,4*I_pI_ном = 1,4*6,17 = 8,64 А

В качестве расцепителя используем выключатель автоматический ВА-16.

9. Определение годового расхода и годовой стоимости энергии, потребляемой цехом

Для предприятий действует двухставочный тариф, состоящий из годовой платы за 1 кВт заявленной максимальной мощности и 1 кВт•ч отпущенной потребителю активной электрической энергии.

Для определения годового расхода энергии необходимо иметь данные предыдущих расчетов и годовое число часов работы электросиловогооборудования и освещения. Под заявленной мощностью подразумевается абонированная потребителем мощность в период максимальной загрузки энергосистемы, оговоренная в договоре на поставку электроэнергии. Часы максимума нагрузки устанавливаются энергоснабжающей организацией на каждый квартал и фиксируются в договоре. Плата за 1 кВт·ч устанавливается за отпущенную потребителю электроэнергию, учтенную расчетными счетчиками на стороне первичного напряжения. Если счетчик установлен на стороне вторичного напряжения, то указанная в прейскуранте плата за 1 кВт·ч умножается на коэффициент 1,025.

Таблица 8. Определение годового расхода энергии

Потребители	Установленная мощность, Руст, кВт	Коэффициент мощности, cosц	Коэффициент спроса, Кстр	Потребная мощность	Количество часов работы в году, tгод, час	Годовой расход энергий
				активная, Рпотр, кВт	реактивная Qпотр, кВАР		активная Wa, кВт*ч	реактивная Wр, кВАР*ч
Двигатели	721,7	0,9	0,3	194,86	205,17	2000	389720	410340,6
Освещение	0,008	0,9	1	0,007	0,008	500	3,5	4
Всего:	1080,5			194,86	205,17		389723,5	410344,6

P_max = 1,5*194,86 = 292,29

N = (292,29*0,7 + 389723,5*0,7)*(1-0,05) = 259360,31

Заключение

В процессе выполнения данной курсовой работы спроектированы и рассчитаны основные элементы системы электроснабжения механического цеха.

Выбрана смешанная внутрицеховой сети, как более надежная для бесперебойного электропитания всех потребителей.

В результате расчета схемы электроснабжения выбраны необходимые кабели и электропроводка, а также основное электрооборудование.

Спроектирована сеть общего освещения. В результате расчета выбрано оптимальное количество светильников, обеспечивающее требуемый уровень освещенности помещения и рабочих мест.

Для питания силовой и осветительной нагрузок цеха выбрана двухтрансформаторная подстанция. На основании расчета полной потребной мощности силового трансформатора.

Для компенсации реактивной мощности выбрана батарея конденсаторов.

В завершение курсовой работы определены годовой расход энергии и стоимость электроэнергии, потребляемой цехом за год в сумме 259,360 тыс. руб.

Список литературы

1. Барыбин Ю.Г., Федорова Л.Е., Зименкова М.Г., Смирнова А.Г., Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования, Москва, Энергоатомиздат, 1991 г.

2. Белорусов Н.И., Саакян А.Е., Яковлека А.И., Электрические кабели, провода и шнуры, справочник, Москва, Энергоатомиздат, 1988 г.

3. Борисов Ю.М., Электротехника, Учебник для ВУЗов 2-е издание, Москва, Энергоатомиздат, 1985 г.

4. Герасимова Л.А., Пустарнакова С.А. Курсовое проектирование. Справочное пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине “Общая электротехника и электроника”.- Мелеуз, 2005.

5. Иноземцев И.М., Краснова А.Е., Электротехника и электроника, общая электротехника и электроника, электротехника, Учебно-практическое пособие, Москва, МГУТУ, 2007 г.

6. Кабышев А.В., Обухов С.Г., Расчет и проектирование систем электроснабжения: справочные материалы по электрооборудованию, Учебное пособие, Томск, ТПУ, 2005 г.

7. Кнорринг Г.М., Справочная книга для проектирования электрического освещения, Ленинград, Энергия, 1976 г.

8. Князевский Б.А., Липкин Б.Ю., Электроснабжение промышленных предприятий: Учебник для студентов вузов по специальности «Электропривод и автоматизация промышленных установок» - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1986 г.

9. Мельников М.А., Энергоснабжение промышленных предприятий, Учебное пособие, Томск, ТПУ, 2000 г.

10. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций, Москва, Энергоатомиздат, 1989 г.

11. Нефедова Н.В., Каменев П.М., Большунова О.М., Карманный справочник по электронике и электротехнике, Ростов-на-Дону, Феникс, 2008 г.,

12. Редько В.В., Методы и средства контроля в кабельной промышленности, Томск, ТПУ, 2007 г.

13. Свиридов Ю.П., Пестов С.М., Электроснабжение промышленных предприятий, Ульяновск, УлГТУ, 2005 г.

14. Тищенко Ю.Н., Мовсесова Н.С., Барыбин Ю.Г., Электроустановки промышленных предприятий, Москва, Энергоатомиздат, 1990 г.

15. Федоров А.А., Каменева В.В., Основы электроснабжения промышленных предприятий, 4-е издание, Москва, Энергоатомиздат, 1984 г.

16. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005 г.

17. Журнал «Радио» №6 1973 г.

18. Правила устройства электроустановок. Издание седьмое. - М.: Энергия, 2003 г.

19. Руководство по эксплуатации токарно-винторезного станка 1К62Д, Челябинск, 1987 г.

20. www.metstanko.ru

21. www.mnogostankov.ru

Размещено на Allbest.ru

...