Электроснабжение прессового участка цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Уральский политехнический колледж

Курсовой проект

"Электроснабжение прессового участка цеха"

Екатеринбург

Введение

Системой электроснабжения вообще называют совокупность устройств производства, передачи и распределения электрической энергии.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приёмники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.



Расчет электрических нагрузок группы электроприемников

Расчеты ведутся методом упорядоченных диаграмм.

Пример расчёта производится по группе РП-1

Определяется номинальная мощность этой группы электроприёмников:

кВт

Определяется средняя активная мощность этой группы:



кВт

Определяется средняя реактивная мощность:

квар

Аналогично производится расчет для остальных групп электроприёмников для данного РП. Результаты заносятся в таблицу 1.

Производится расчет суммарных величин РП-1:

кВт

кВт

кВт

квар

Производится расчёт коэффициента использования:

Определяется показатель угловой связи m:



Эффективное число электроприёмников определяется по формуле:

n>5 Ku<0.2 m<3

nэ не определяется, а

где

Производится расчёт максимальной мощности:

Максимальная активная мощность:

кВт

Максимальная реактивная мощность:

Полная мощность:

кВА

Определяем величину расчётного тока данного РП:



А

Аналогично производится расчёт для остальных РП, данные заносятся в табл.1 электрический ток мощность

Производится расчёт мощности всего объекта:

Таблица 1.Ведомость цеховых электрических нагрузок.

Наименованиеэл. приёмников	n, шт	Руст кВТ	Ки, ед	cos	tg	Рсp кВт	Qсp квар	m	nэ	Кмакс.акт.	Кмакс.реакт.	Максимальные нагрузки	Iм А
		Рн	Рн										Рм квт	Qсм квар	Sм ква
РП-1 Кузнечно-штамповочные автоматы	3	14.5	43.5	0.17	0.65	1.17	7.4	8.7	1.94				34.3	36.5	48	72.9
Прессы электромеханические	5	28.1	140.5	0.17	0.65	1.17	23.8	27.8
Итого:	8	42.6	184	0.17			31.2	36.5
РП-2 Прессы фрикционные	4	24.2	96.8	0.16	0.6	1.33	15.5	20.6	2.4				24.2	30.8	39.2	59.5
Молоты ковочные	5	10.2	51	0.17	0.65	1.17	8.7	10.2
Итого:	9	34.4	147.8	0.16			24.2	30.8
РП-3 Кран-балка	1	9.5	9.5	0.1	0.5	1.73	0.95	1.6	10	3.1	2.64	1	79.7	32.6	86	130.6
Вентиляторы	2	4.5	9	0.6	0.8	0.75	5.4	4
Прессы кривошипные	6	15	90	0.17	0.65	1.17	15.3	17.9
Наждачные станки	2	1.5	3	0.14	0.5	1.73	0.42	0.73
Шлифовальные станки	2	7.5	15	0.16	0.2	1.33	2.4	3.2
Сверлильные станки	2	3	6	0.14	0.5	1.73	0.84	1.45
Насосы масляные	2	3.5	7	0.7	0.8	0.75	4.9	3.7
Итого:	17	41	139.5	0.22			30.2	32.6
Итого всего Обьекта:	34	118	471.3			1.17	85.6	99.9					135.1	99.9	168	255.3

Компенсация реактивной мощности.

Чтобы уменьшить потери мощности необходимо компенсировать реактивную нагрузку. Величина реактивной мощности в электрических сетях зависит от коэффициента мощности.

Производится расчет реактивной мощности, необходимой для компенсации:

где:

Определяется мощность одного компенсирующего устройства:

где: n - число трансформаторов

квар

Выбираем компенсирующую установку с ближайшей номинальной мощностью:

Тип: QRN-48.4

Q=48.4квар

I=70А

Производится проверка на перекомпенсацию:



Рассчитывается полная мощность, необходимая для работы цеховых потребителей после компенсации:

кВА

Выбор мощности силовых трансформаторов.

Выбор числа и мощности трансформаторов для цеховых промышленных предприятий должен быть технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.

Определяется мощность силовых трансформаторов на цеховой подстанции(для двухтрансформаторной ТП):

кВА

Выбираем трансформатор с ближайшей номинальной мощностью:

Тип: ТМ 10/0.4 кВА

Производится проверка коэффициентов загрузки трансформаторов:

Коэффициент загрузки нормального режима:

где: n - число трансформаторов

Коэффициент загрузки аварийного режима:

Выписываются паспортные данные трансформатора:

кВт

кВт

Определение расчётной мощности трансформаторной подстанции

Определяются потери мощности на ТП:

Потери мощности в трансформаторе:

Потери мощности на ТП:

Определяется расчётная мощность цеховой ТП:

кВА

Определяется величина тока высоковольтной линии:

А

Сечение высоковольтной линии определяем по экономической плотности тока:

Для кабелей с бумажной изоляцией и проводов с резиновой изоляцией алюминиевых:по таблице, при Т=4000

Принимаем алюминиевые провода сечением трёхжильные =26А

Распределение электрической энергии внутри объекта

Схемы цеховых сетей бывают радиальные и магистральные.

Намётка вариантов схемы:

Радиальная схема:

Магистральная схема:

Радиальная схема представляет собой схему, распределение электрической энергии в которой производится радиальными линиями от распределительных пунктов, вынесенных в отдельные помещения. Радиальные схемы обеспечивают высокую надёжность питания; в них легко могут быть применены элементы автоматики. Однако радиальные схемы требуют больших затрат на установку распределительных щитов, проводку кабеля и проводов.

Магистральные схемы в основном применяют при равномерном распределении нагрузки по площади цеха. Они не требуют установки распределительного щита на подстанции и энергия распределяется по совершенной схеме блока "трансформатор - магистраль", что упрощает и удешевляет сооружение цеховой подстанции.

Электрические расчёты вариантов:

Определяется сечение кабельных линий, расчёт производится на примере РП-1:

Определяется сечение по допустимому току нагрева:

72.9А

Принимаем кабель типа: АВВГ Iдоп.=90А

Производится расчёт активного сопротивления этого кабеля:

где,

l - длина кабельной линии

- удельная проводимость металла

Ом/км

Определяются потери мощности в этой линии:

Определяется падение напряжения на этом участке:

Аналогично производится расчёт для других РП, данные заносятся в табл.2.

Таблица 2

	Наименование линии	Iнагр. А	Тип кабеля	Iдоп А	l км.	R0 Ом/км	R	Р кВт	U %	Цена руб	Стоимость руб.
Радиальная	ТП-РП 1	72.9	АВВГ 4х 16	90	0.02	1.95	0.039	0.0085	1.19	31500	630
	ТП-РП 2	59.5	АВВГ 4х 10	65	0.006	3.12	0.019	0.0034	0.47	20500	123
	ТП-РП 3	130.6	АВВГ 4х 50	165	0.012	0.625	0.0075	0.0029	0.4	92600	1111
	Итого:							0.0148			1864
Магистральная	ТП-РП 1		АВВГ 4х 50	165	0.02	0.625	0.013	0.0052	0.69	92600	1852
	РП 1-РП 2		АВВГ 4х 10	65	0.016	3.12	0.05	0.0089	1.24	20500	328
	ТП-РП 3		АВВГ 4х 50	165	0.012	0.625	0.0075	0.0029	0.4	92600	1111
	Итого:							0.017			3291

Расчёт магистральной схемы производится по аналогичным формулам при этом учитывается, что у некоторых кабелей изменяется нагрузка и длинна.

Технико-экономическое сравнение вариантов:

Цена кабельной продукции принимается из: ООО " Коском " г. Подольск Московская обл.

Производится расчёт стоимости кабельной линии:

Стоим.=Цена х метры

На основании полученных данных делаем заключение:

Рассчитав варианты схем внутреннего электроснабжения прессового участка цеха, видим: что радиальная схема выгоднее как с технической, так и с материальной стороны. Принимаем радиальную схему.

Расчёт токов короткого замыкания

Составляем расчётную схему и схему замещения:



Сопротивление трансформатора определяется по таблице

Rт=16.6 мОм

Хт=41.7 мОм

Сопротивление автоматов:

7Сопротивление трансформатора тока:

Rтт=0.2 мОм

Хтт=0.3 мОм

Сопротивление кабельной линии:

r0=1.95 мОм/м

х 0=0.0675 мОм/м

l=20м



Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления, на участках между точками К.З.:

Rэ 1=Rт+RSF1+Rтт=16.6+0.15+0.3=17мОм

Хэ 1=+Хт+Х SF1+Хтт=+41.7+0.17+0.2=42 мОм

Rэ 2=RSF2+Rкл=1.3+39=40.3 мОм

Хэ 2=ХSF2+Хкл=1.2+1.35=2.57 мОм

Вычисляются сопротивления до каждой точки К.З.:

Rк 1=Rэ 1=17 мОм

Хк 1=Хэ 1=42 мОм

Rк 2=Rэ 1+Rэ 2=17+40=57 мОм

Хк 2=Хэ 1+Хэ 2=42+2.5=44.6 мОм

Определяются 3-х фазные токи К.З.:

Расчёт и выбор аппаратов защиты

Автоматические выключатели выбираются согласно условиям:

- для для групповой линии с несколькими электродвигателями.

Выбираем автоматический выключатель

тип: ВА-51Г-33

Iн.а=100А Iн.р=80 А Iотк=7 кА

Проверка элементов цеховой сети

Шины проверяют на динамическую стойкость:

Максимальное усилие на шину определяют по формуле:

l=1.5м

a=100мм

iу=2.55х 5=12кА

Определяется наибольший изгибающий момент:

Принимается установка шин плашмя:

Медная шина сечением 30х 4мм

Определяется механическое напряжение в шинопроводе:

-для медных шин

Шины динамически устойчивы.

Расчёт защитного заземления

В проекте используются искусственные заземлители: вертикальный электрод - уголок (75х 75)Lв=3м. ; горизонтальный электрод - уголок(50х 4мм). Вид ЗУ - контурное.

Определяется расчётное сопротивление одного вертикального электрода:



по табл. Ксез.=1.7(верт.)

Определяется предельное сопротивление совмещённого ЗУ:

Определяется количество вертикальных электродов:

Без учёта экранирования:

С учётом экранирования:

[1]

Т.к. контурное ЗУ закладывается на расстояние не менее 1м, то длина по периметру закладки равна:

Тогда расстояние между электродами уточняется с учётом формы объекта. По углам устанавливают по одному вертикальному электроду, а оставшиеся - между ними.

Для равномерного распределения электродов окончательно принимается

Nв=22

Для уточнения принимается среднее значение отношения:

Уточняются коэффициенты использования:

[1]

Определяются уточнённые значения сопротивлений вертикальных и горизонтальных электродов:



Определяется фактическое сопротивление ЗУ:

следовательно заземляющее устройство эффективно.

Литература

1. Шеховцов В.П. Расчёт и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. - М.: Форум: Инфра - М, 2005. - 214 с., ил. - (профессиональное образование).

2. Киреева Э.А., Орлов В.В., Старкова Л.Е. Электроснабжение цехов промышленных предприятий. - М.: НТФ "Энергопрогресс", 2003. - 120с.

3. Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник для вузов. М., "Энергия", 1973.

4. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т./ Под общ. ред. А.А. Фёдорова. Т.2. Электрооборудование. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 592 с.

Размещено на Allbest.ru

...