Электроснабжение РМЦ

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема: «Электроснабжение РМЦ»

Введение

электроснабжение трансформатор подстанция

На протяжении всей истории республики электрификация была важнейшим рычагом осуществления технических и структурных сдвигов в народном хозяйстве. Электроэнергетика стала важнейшим фактором развития промышленного хозяйства.

Этапы и особенности развития энергетики отражены в энергетической программе Республики Беларусь, которая предусматривает проведение активной энергосберегающей политики на базе ускорения научно-технического прогресса во всех отраслях народного хозяйства, экономии топлива, электроэнергии и обеспечивание на этой основе значительного снижения электроустановок.

Города являются основными потребителями электрической энергии в стране. В городах размещена большая часть промышленных предприятий. Территория города по назначению подразделяется на следующие зоны: промышленную- для размещения производственных предприятий; коммунально-складскую - для размещения транспортных предприятий (автобаз, трамвайный и троллейбусных парков), складов; внешнего транспорта - для размещения транспортных сооружений, вокзалов, портов, станций; селитебную - для размещения жилых районов, микрорайонов, общественных зданий и сооружений; мест отдыха населения - для размещения парков, скверов, лесопарков.

В зависимости от размеров городов, их промышленного потенциала и перспектив развития, принцип построения системы электроснабжения городов различны. В крупных (население более 250 тыс.чел.) и больших (более 100 тыс.чел.) городах современные системы электроснабжения, как правило, выполняются общими для потребителей электрической энергии как промышленной так и селитебной зон. Для средних (до 100 тыс. чел.) и малых (до 50 тыс. чел.) городов характерно подключение потребителей селитебной зоны к электрически сетям прилегающих промышленных предприятий, имеющих связь по линиям электропередачи напряжением 35 - 110 кВ с энергетической системой.

Промышленными предприятиями потребляется около 70% всей вырабатываемой в стране электрической энергии. Большая часть предприятий получает её от энергосистемы. Ряд крупных предприятий имеет собственные теплоэлектростанции.

Повышение эффективности работы системы электроснабжения городов достигается не только силами энергетиков. Во многом эффективность определяется режимами электропотребления в различных сферах городского хозяйства.

1. Исходные данные

Исходными данными для КТП является план расположение технологического оборудования В. 3-2 и спецификация оборудования представленная в таблице 1.1

Таблица 1.1 - Исходные данные

Номер на плане	Наименование оборудования	Номинальная мощность Pн, кВт
1	2	3
4	Станок шлифовальный	8,1
6	Станок шлифовальный	8,1
8	Станок сверлильный	5,4
9	Станок сверлильный	5,4
10	Станок сверлильный	5,4
11	Станок сверлильный	5,4
12	Станок токарный	8,1
15	Станок отрезной	7,9
16	Станок вертикально-фрезерный	15,6
17	Станок отрезной	7,9
34	Полуавтомат токарный	13,6
38	Полуавтомат фрезерный	5,2
41	Станок револьверный	12,4
42	Станок сверлильный	4,6
44	Станок сверлильный	4,6
46	Станок сверлильный	4,6
47	Станок револьверный	12,4
52	Станок вертикально-токарный	14,0
53	Станок токарно-винторезный	12,1

2. Характеристики потребителей электроэнергии

По надежности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ

электроприемники разделяют на три категории:

Электроприемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаиморезервируемых источников питания, а перерыв электроснабжения допускается лишь на время автоматического восстановления питания.

Для электроснабжения особой группы электроприемников 1-ой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаиморезервируемого источника питания.

В качестве второго и третьего источника питания могут быть использованы местные электростанции, специальные агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т.д.

Электроприемники 2-ой категории могут иметь 1-2 независимых источника питания ,в зависимости от значения, которое имеет данный потребитель или группа потребителей на промышленном предприятии. Перерыв их электроснабжения допускается на время включения резервной линии вручную.

Для электроприемников 3-ей категории электроснабжения питание может осуществляться от одного источника питания, при условии, что перерыв электроснабжения, вызванный ремонтом или заменой поврежденных элементов системы электроснабжения не превышает одних суток.

В цехе присутствуют однотипные, но в тоже время различные электроприемники, которые имеют примерно одинаковые коэффициенты использования Ки , коэффициент мощности cos и tg .

Средние значения данных коэффициентов приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Характеристики потребителей электроэнергии

Номер по порядку	Наименование оборудования	Ки	cos	tg
1	Металлорежущие станки мелкосерийного производства: токарно-винторезный, вертикально-фрезерные, токарные, шлифовальные, сверлильные, заточные, шлице фрезерные, плоско-шлифовальные, продольно-фрезерный	0,12	0,4	2,2
2	Автоматы	0,12	0,4	1,16
3	Полуавтоматы	0,17	0,65	1,17
4	Тепловые завесы	0,8	0,8	0,75

3. Расчет электрических нагрузок

Расчетная нагрузка по допустимому нагреву представляет собой такую условную длительную неизменную нагрузку, которая эквивалентна ожидаемой изменяющейся нагрузке по наиболее тяжелому тепловому воздействию: максимальной температуре нагрева проводника или тепловому износу его изоляции.

Для расчета электрических нагрузок цеха воспользуемся методом упорядоченных диаграмм. Проведем расчет для группы электроприемников, запитываемых от распределительного шкафа СП 1.

Определим суммарную номинальную мощность данной группы:

(3.1)

Рассчитаем групповой коэффициент использования Ки и групповой коэффициент использования мощности :

(3.2)

Определяем среднюю активную нагрузки за наиболее загруженную смену:

(3.3)

Эффективное число электроприемников nэ - это такое число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое обуславливает те же значения расчетной нагрузки, что и группа различных по мощности и режиму работы электроприемников.

Величина nэ определяется по выражению:

(3.4)

Зная эффективное число электроприемников и групповой коэффициент использования по таблице [1] определяем коэффициент расчетной мощности:

при ,

Через коэффициент расчетной мощности определяем расчетную активную нагрузку данной группы электроприемников:

(3.5)

Так как, в нашем случае эффективное число электроприемников

nэ < 10, то реактивная расчетная нагрузка определяется следующим образом:

(3.6)

Иначе, если nэ > 10, то находим по следующей формуле:

(3.7)

Значение токовой расчетной нагрузки, по которой выбирается

сечение линии по допустимому нагреву, определяется по выражению:

(3.8)

где - полная расчетная мощность узла нагрузки:

(3.9)

Вывод: В данном пункте я рассчитала общий ток по предложенному в задании цеху, который составил 14,1 А, а также рассчитала полную мощность по цеху, которая составила 9,3 кВА.

Таблица П 1- Данные для расчета электрических нагрузок

Наиме-нование узла сети, № ЭП	Наименование ЭП	Кол-во ЭП	Номинальная мощность, кВт	Коэффици-енты	КИ?PН, кВт	КИ?PН?	nЭ	Коэф-фици-ент расчет-ной мощ-ности	Расчетная мощность	Рас-четный ток, А
			одного ЭП	общая	Ки	tg ?		tg ?, квар			актив-ная,	реак-тивная, квар	полная, кВА
											кВт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
СП1
12	Cтанок токарный	1	8,1	8,1	0,17	1,168	1,377	1,61
38	Полуавтомат фрезерный	1	5,2	5,2	0,12	2,3	0,624	1,43
Итого по СП1	2	-	13,3	0,15	-	2,001	3,04	1,9	4,33	8,7	3,344	9,3	14,1
СП2
8	Станок сверлильный	1	5,4	5,4	0,12	2,2	0,648	1,42
9	Станок сверлильный	1	5,4	5,4	0,12	2,2	0,648	1,42
10	Станок сверлильный	1	5,4	5,4	0,12	2,2	0,648	1,42
11	Станок сверлильный	1	5,4	5,4	0,12	2.2	0.648	1,42
Итого по СП2	4	-	21,6	0,12	-	2,592	5,68	4	4.05	10,5	6,248	12,2	18,48
СП3
4	Станок шлифовальный	1	8,1	8,1	0,2	1,16	1,62	1.88
6	Станок шлифовальный	1	8,1	8,1	0,2	1,16	1,62	1,88
15	станок отрезной	1	7,9	7,9	0,12	2,29	0,948	2,17

4. Компенсация реактивной мощности

Работа большинства электроприемников сопровождается потреблением в сети не только активной мощности, но и реактивной. Реактивная мощность запасается в виде магнитного и электрического полей в элементах сети, обладающих индуктивностью и ёмкостью. Основными потребителями реактивной мощности являются асинхронные электродвигатели, силовые и сварочные трансформаторы. Кроме того, часть реактивной мощности затрачивается в газоразрядных источниках света, линиях электропередачи.

Под компенсацией реактивной мощности понимается снижение реактивной мощности, циркулирующей между источниками тока и электроприемниками, а ,следовательно, и снижение тока в генераторах и сетях.

Во вновь проектируемых электрических сетях компенсация реактивной мощности позволяет снизить число и мощность силовых трансформаторов, сечения проводников линий и габариты аппаратов распределительных устройств.

До 1974г. основным нормативным показателем, характеризующим потребляемую реактивную мощность, был коэффициент мощности (cos), определяющий, какую часть при неизменной полной мощности (S) составляет активная мощность (Р).

Наличие реактивных токов потребителей электрической энергии вызывает дополнительные потери активной мощности в проводах электрической сети.

Снижение потребления реактивной мощности производится путём подключения на шину 0.4 кВ конденсаторной батареи.

Полная мощность потребителя

(4.1)

Фактический коэффициент мощности

(4.2)

Определим tg факт - угол сдвига фаз, соответствующий фактическому коэффициенту использования мощности до компенсации: tgц2 =0,33

Рассчитаем мощность компенсирующего устройства реактивной мощности Qк. В действующих системах электроснабжения мощность компенсирующих устройств можно определить по следующему выражению:

(4.3)

где Рр - расчетная активная нагрузка потребителя; tg1, tg2 - коэффициенты реактивной мощности соответственно фактический и нормативный.

По таблице 2.1 [1] выбираем комплектную конденсаторную установку УК2-0,415-40 Г3, со стандартным значением мощности Qкст =40 квар.

Тогда некомпенсируемая мощность составит:

(4.4)

А полная мощность составит:

(4.5)

Коэффициент мощности после компенсации реактивной нагрузки:

(4.6)

Вывод: В ходе расчета параметров для выбора конденсаторной батареи я выбрала конденсаторную батарею марки УК2-0,415-40 Г3, с Qкст= 40 квар, с учетом установки которой ,полная мощность по цеху составляет 181,2 кВА.

5. Выбор числа и мощности трансформаторов, типа и числа подстанций

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на потребительских подстанциях 6-10/0,4 кВ определяется величиной и характером электрических нагрузок, требуемой надежностью электроснабжения, территориальным размещением нагрузок и перспективным их изменением и выполняется при необходимости достаточного обоснования на основании технико-экономических расчетов.

Как правило, в системах электроснабжения применяются одно- и двухтрансформаторные подстанции. Применение трехтрансформаторных подстанций вызывает дополнительные капитальные затраты и повышает годовые эксплуатационные расходы. Трехтрансформаторные подстанции используются редко, как вынужденное решение, при реконструкции, расширении подстанции, при системе раздельного питания силовой и осветительной нагрузок, при питании резко переменных нагрузок.

Однотрансформаторные ТП 6-10/0,4 кВ применяются при питании нагрузок, допускающих перерыв электроснабжения на время не более 1 суток, необходимый для ремонта или замены поврежденного элемента (питание электроприемников III категории), а также для питания электроприемников II категории, при условии резервирования мощности по перемычкам на вторичном напряжении или при наличии складского резерва трансформаторов.

Однотрансформаторные ТП выгодны еще и в том отношении, что если работа предприятия сопровождается периодами малых нагрузок, то можно за счет наличия перемычек между ТП на вторичном напряжении отключать часть трансформаторов, создавая этим экономически целесообразный режим работы трансформаторов. Под экономическим режимом работы трансформаторов понимается режим, который обеспечивает минимальные потери мощности в трансформаторах. В данном случае решается задача выбора оптимального количества работающих трансформаторов.

Такие ТП могут быть экономичны и в плане максимального приближения напряжения 6-10 кВ к электроприемникам, уменьшая протяженность сетей до 1 кВ за счет децентрализации трансформирования электрической энергии. В этом случае вопрос решается в пользу применения двух одно трансформаторных по сравнению с одной двух трансформаторной подстанцией.

Двухтрансформаторные ТП применяются при преобладании электроприемников I и II категорий. При этом мощность трансформаторов выбирается такой, чтобы при выходе из работы одного, другой трансформатор с учетом допустимой перегрузки принял бы на себя нагрузку всех потребителей (в этой ситуации можно временно отключить электроприемники III категории). Такие подстанции желательны и независимо от категории потребителей при наличии неравномерного суточного или годового графика нагрузки. В этих случаях выгодно менять присоединенную мощность трансформаторов, например, при наличии сезонных нагрузок, одно или двухсменной работы со значительной различающейся загрузкой смен.

В системах электроснабжения промышленных предприятий наибольшее применение нашли следующие единичные мощности трансформаторов: 630, 1000, 1600 кВА, в электрических сетях городов - 400, 630 кВА. Практика проектирования и эксплуатации показала необходимость применения однотипных трансформаторов одинаковой мощности, так как разнообразие их создает неудобства в обслуживании и вызывает дополнительные затраты на ремонт.

Т.к. в цехе присутствует осветительная нагрузка, то при выборе оборудования комплектной трансформаторной подстанции кроме расчетной мощности электроприемников, необходимо также учитывать расчетную осветительную мощность.

Расчет осветительной нагрузки будим производить методом удельной мощности на единицу площади.

Для РМЦ нормированная освещенность [лк].

Освещение будет выполнено светильниками РСП05-400 с газоразрядными лампами высокого давления ДРЛ-400. Высота подвеса светильников м.

По таблице 5-40 [4] определяем удельную мощность :

Для E = 100 лк

(5.1)

Для E = 300 лк:

Определяем площадь помещения по плану:

(5.3)

Определяем удельную установленную мощность для всего цеха:

(5.4)

Установленная осветительная мощность всегда больше расчетной, так как., в зависимости от характера производства и назначения помещений часть ламп обычно не включена. Поэтому вводится поправочный коэффициент - коэффициент спроса Кс. Примем:

При использовании газоразрядных ламп теряется мощность в пуско-регулирующей аппаратуре, поэтому вводится коэффициент , учитывающий эти потери.

Для газоразрядных ламп высокого давления:

С учетом всех поправок определяем установленную мощность осветительной нагрузки:

(5.5)

По расчетным нагрузкам с учетом мощности осветительной нагрузки и компенсации реактивной мощности производим выбор электрооборудования комплектной трансформаторной подстанции.

Для РМЦ будет использоваться одно трансформаторная комплектная подстанция.

Мощность трансформатора комплектной трансформаторной подстанции определяется с учетом его загрузки.

Определим полную расчетную мощность:

(5.6)

Для подстанции выбираем трансформатор с номинальной мощностью:

Определим мощность загрузки для выбранного трансформатора:

(5.7)

Вывод: Трансформатор мы выбрали правильно, т.к. коэффициент загрузки трансформатора находится в пределах допустимых значений. К установке в КТП принимаем один трансформатор марки ТМН-250/10/04 мощностью 250кВт.

6. Выбор электрооборудования КТП и питающей сети

6.1 Разработка схемы питания электроприемников цеха и выбор конструктивного её исполнения

Прежде чем приступить к разработке схемы питания электроприемников проектируемого цеха необходимо электроприемники проектируемого цеха объединить в группы .

РМЦ, представленный на листе №1 графической части, включает большое количество разнотипных электроприемников как по мощности, так и по режиму работы. При построении схемы электроснабжения электроприемники объединяют в группы, учитывая особенности их расположения. Каждая группа может запитываться от шинопроводов, магистральных и распределительных, силовых шкафов и распределительных пунктов.

Для питания электроприемников цеха применяем смешанную схему электроснабжения (рис. 1). Все группы электроприемников питаются от распределительных шкафов и от распределительных шинопроводов.

Рис.1. Схема питания цеховой сети.

6.2 Выбор сетевых электротехнических устройств

Основой для выбора этих устройств, служат ранее определенные расчетные токи групп электроприемников. Для непосредственного выбора применяем каталог «ИНОСАТ»2006.

К элементам цеховых сетей относят:

1. Распределительные устройства

2. Кабельные линии и провода

3. Шинопроводы

Шинопроводы представляют собой конструкцию, которая максимально готова для монтажа в цеху и выполняются практически любой конфигурации.

Шинопроводы состоят из секций и подразделяются:

1.Магистральные (ШМ)

а) переменного тока (ШМА) Iном = 1250, 1600, 2500, 3200, 4000 А

b) постоянного тока (ШМАД) Iном = 1600, 2500, 3200, 5000, 6300 А

2. Распределительные (ШРА) Iном = 100, 250, 400, 630 А

3. Осветительные (ШОС) Iном = 16, 25 А

4. Троллейные (ШТМ)

Распределительные устройства предназначены для приема и распределения электрической энергии в силовых и осветительных сетях.

Распределительные устройства представляются:

1.Электрощитовыми

2. Силовыми пунктами

3. Щитками освещения.

Шкафы и распределительные шинопроводы выбираются по двум условиям:

1)по номинальному току

(6.1)

2)по количеству присоединений

(6.2)

Таблица П 2 - Выбор сетевых электротехнических устройств

				Марка
Группа	№ приемника	Кол-во	Расчетный	распределительного	Iном	Кол-во	Суммарный	Наибольший
		ЭП присое-	ток группы	шкафа или	шкафа	присое-	ток расце-	ток расцепи-
		динений		шинопровода		динений	пителя	теля группы
1.(СП1)	12,38	2	14,1	ПР-88-Ин1-3-100-3 У3	225	4	40	20
2.(СП2)	8,9,10,11	4	18,48	ПР-88-Ин1-3-100-3 У3	225	4	100	25
3.(СП3)	4,6,15,16,17,B1	6	41,67	ПР-88-Ин1-3-101-3 У3	225	6	165	63
4.(СП4)	73,75,76,84,86,88	6	35,45	ПР-88-Ин1-3-101-3 У3	225	6	168	31
5.(СП5)	68,69,71,80,81,83	6	38,48	ПР-88-Ин1-3-101-3 У3	225	6	175	31
6.(ШМА)	34,41,42,44,46,47,52,53,56,	14	78,18	ШРА4-250-32-1У3	250	14	421	63
7.(Я)	магистраль	1	78,18	ЯЭ410-34УХЛ4	100	1	-	-
8.(Я)	65	1	18,3	Я5410-34УХЛ4	25	1	-	-

6.3 Выбор трансформаторов тока и электроизмерительных приборов

Выбор трансформатора тока производится по условию:

(6.3)

Выбор трансформаторов тока сведем в таблицу 6.1

Выбор трансформаторов тока и электроизмерительных приборов

Таблица 6.1 Выбор трансформаторов тока и электроизмерительных приборов

Название	Iрасч	ТТ марка	Iт.т
КТП-СП1	93,2	ТК-20	100
КТП-СП4	131,2	ТК-20	150
КТП-ШМА	78,18	ТК-20	100
КТП-КУ	60,6	ТК-20	100
КТП-(НС)	308,2	ТК-20	400
КТП-(N)	154,1	ТК-20	200

Рассчитываем расчетный ток:

(6.4)

Для того, чтобы выбрать трансформатор тока на линии КТП - (N), необходимо полученное значение расчетного тока на линии КТП - (НН) разделить на 2:

(6.5)

На ответвление устанавливается амперметры типа Э8021. На вводе устанавливается вольтметры, амперметры, счетчики активной и реактивной энергии типа Э8021.Тип счетчика “ ГРАН-Электро” СС-301.

6.4 Выбор основного оборудования выше 1кВ , расчет токов короткого замыкания

Одним из критериев выбора сечений жил кабелей питающих цеховые трансформаторные подстанции осуществляется по термической стойкости току КЗ.

Для выбора сечения используется значение Iкз, т.е. тепловой непродолжительный импульс от тока КЗ, вызывающий перегрев кабеля.

Выбор питающего кабеля. Питающий кабель выбираем по экономической плотности тока:

(6.3)

где, -расчетный ток:

(6.4)

-экономическая плотность тока принимаемая ПВХ изоляции тогда, алюминиевые жилами при числе часов использования максимум нагрузки тогда =1,4

(6.5)

Принимаем трехжильный кабель напряжением 10кВ марки ААШвУ с площадью сечения жил 16мм2

Выбранный кабель проверяется по двум условиям:

а) проверка по нагреву максимальным расчетным токам

(6.6)

где, ==14,4 ;

К1 - коэффициент учитывающий фактическую температуру окружающей среды К1=1;

К2 - коэффициент учитывающий число работающих кабелей проложенных в К2=1;

К3 - коэффициент учитывающий тепловое сопротивление земли, К3=0,94.

=75А

Так как 7515,3 , то выбранный по экономическим соображением кабель по условию нагрева допускается.

б) проверка на термическую стойкость

,(6.7)

где С - расчетный коэффициент зависящий от материала проводника и применяемый равный для кабелей с ПВХ изоляцией равный 78.

Вк-тепловой импульс от действия тока К.З.

(6.8)

где Iкз -ток короткого замыкания;

-время отключение К.З. ;

-постоянная времени затухания, апериодической составляющий Iкз:

(6.9)

где -угловая частота равна 314 рад/c

Расчет токов КЗ ведем следующим образом: задаемся критической точкой, на которой произошло короткое замыкание. Это делается с целью утяжеления расчетных условий по выбору кабелей и ячеек КРУ. Схема для расчета токов КЗ приведена на рис.2:

Рис.2 Схема для расчетов токов КЗ.

Схема замещения примет вид, представленный на рис.3

Рис.3 Схема замещения для расчетов токов КЗ.

Параметры для расчета.

C: Sкз = 860 МВА;

КЛ: Хо = 0,133 Ом/км, Ro = 1,95 Ом/км, L = 10 км.

Определяем параметры схемы замещения:

Принимаем: Sб = 12 мВА; Uб = 10,5 кВ;

Тогда:

(6.10)

C: (6.11)

КЛ: (6.12)

(6.13)

Для точки КЗ

(6.14)

(6.15)

(6.16)

Определим периодическую составляющую тока короткого замыкания, время затухания периодической составляющей, термический импульс короткого замыкания:

(6.17)

Ударный ток короткого замыкания в точке КЗ2:

;(6.18)

где ку - коэффициент ударного тока , в данном случае равный ку = 1.

Тогда постоянная времени затухания:

(6.19)

Тепловой импульс:

(6.20)

Определяем минимальное допустимое сечение проводника по условию термической стойкости току КЗ, являющееся минимальным на каждом участке, определяется:

(6.21)

Выбранный кабель проходит проверку на термическую стойкость, поэтому окончательно к установки принимаем ААШвУ 3х16

6.5 Выбор выключателей нагрузки и высоковольтных предохранителей

Исходными данными для выбора аппаратов защиты, контроля и учета будут определенные ранее расчетные токи распределительных шкафов и шинопроводов.

КТП состоит из: шкафа вводного высоковольтного (ШВВ) и низковольтного (ШВН), РУ-0,4 кВ. комплектующегося шкафами низковольтными линейными ШНЛ.

Таблица 6.2 Выбор выключателя нагрузки.

Расчетные параметры цепи	Каталожные данные	Условия выбора
Uном=10кВ	Uнв>Uн	Uнв= 10кВ
Iр=14,45А	Iр<Iном	Iном= 400А
Iкз=0,48кА	Iкз<Iоткл	Iоткл= 400кА
Iу=4кА	Iуд<Iдин	Iдин= 25кА
Bк=0,23кА2с	Bкз<Iт2tm	Iт2tm= 100А

Выбираем выключатель нагрузки ВНР - 10/400 - 10 Озп У3

Таблица 6.3 Выбор высоковольтного предохранителя.

Расчетные параметры цепи	Каталожные данные	Условия выбора
кВ;	кВ;
А;	А;
кА;	кА;

Выбираем предохранитель ПКТ 102-10

Вывод: В данном задании я выбрала высоковольтный кабель, выключатель нагрузки и высоковольтный предохранитель

7. Защита электрических сетей напряжением до 1кВ от токов короткого замыкания и перегрузки

7.1 Выбор электродвигателей и магнитных пускателей

Первым условием выбора двигателей является соответствие между его мощностью и мощностью производственного механизма. Последняя определяется различными методами в зависимости от характера нагрузки механизма.

(7.1)

где Руст - установленная мощность станка, кВт;

Рн.эд - номинальная мощность электродвигателя, кВт.

Двигатель должен быть выбран в соответствии с напряжением заводской сети.

,(7.2)

где Uн.эд - номинальное напряжение электродвигателя, кВ;

Uс - номинальное напряжение сети, кВ.

Расчетный ток трехфазного электродвигателя определяется по выражению:

(7.3)

Пусковой ток электродвигателя:

(7.4)

Для вновь строящихся предприятий напряжение двигателей выбирается при проектировании электроснабжения всего предприятия.

Важной задачей при выборе двигателей является определение тех условий, в которых будет работать электропривод. В нашем случае окружающая среда в механическом цеху нормальная, поэтому нет необходимости применять двигатели с высокой степенью защиты.

Выбор электродвигателей и магнитных пускателей сведем в таблицу 7.1

Таблица 7.1- Электродвигателей и магнитных пускателей

№ на	Наименование	Тип ЭД	Рн, кВт	Iн, А	?, %	cosц	Iпуск	Тип	Тип тепло-
плане								пускателя	вого реле
B1	Вентилятор вытяжной	4А100L2У3	5,5	10,5	87,5	0,91	7,5	ПМЛ-2000	РТЛ-1016
B2	Вентилятор вытяжной	4А100S2У3	4,0	7,8	86,5	0,89	7,5	ПМЛ-1000	РТЛ-1014

7.2 Выбор предохранителей

Защиту электродвигателей целесообразно выполнять предохранителями или автоматическими выключателями.

Многие производственные механизмы и установки, например, обрабатывающие станки, мощные электрические печи, выпускаются со встроенной аппаратурой управления и защиты. Поэтому при проектировании электрооборудования выбор такой аппаратуры не осуществляется.

Вентиляционные установки, насосы и грузоподъемные механизмы поставляются без коммутационных и защитных аппаратов. Для этих установок

выбор коммутационной и защитной аппаратуры должен осуществляться.

Выбор предохранителей сведем в таблицу 7.2

Таблица 7.2 - Выбор предохранителей

№ на плане	Наименование	Iн, А	Iпуск	б	Кп Iн/б	Предохранитель
						возле ЭП	на линии
B1	Вентилятор вытяжной	5,5	7,5	2,5	16,5	НПН2-63	Ч
B2	Вентилятор вытяжной	4,0	7,5	2,5	12	НПН2-63	Ч

Учитывая, что разница во времени срабатывания плавких вставок с ростом тока КЗ и в области больших токов КЗ уменьшается, а также тот фактор, что с многократным повторением циклов нагрева время срабатывания предохранителя высшей ступени может уменьшаться, для обеспечения селективности срабатывания каждый предохранитель на схеме сети по мере приближения к ИП должен иметь плавкую вставку не менее чем на две ступени выше, чем предыдущий.

7.3 Выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели одновременно выполняют функции защиты и управления: защищают кабели, провода, электрические сети и потребителей от перегрузки и короткого замыкания (сверхтоков короткого замыкания), а также обеспечивают нормальный режим протекания электротока в цепи и осуществляют управление участками электроцепей.

Автоматические выключатели выполняют одновременно функции защиты и управления, бывают однополюсные, двухполюсные, трехполюсные и четырехполюсные.

Проведем расчет для электроприемника №29, запитываемого от распределительного шкафа СП1.

Номинальный ток расцепителя:

(7.5)

Iн =

Максимальный кратковременный ток:

(7.6)

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя (Iср.э) проверяется по пиковому току линии Iкр:

,(7.7)

где Kн - коэффициент надежности отстройки отсечки от пикового тока, учитывающий: наличие апериодической составляющей в пиковом токе;

Принимаем Kн = 1,25:

(7.8)

Выберем ток расцепителя из условия:

(7.9)

Выбираем автоматический выключатель серии ВА 51Г-25 с Iн.р = 25 А.

На электромагнитном расцепителе ток трогания установлен на 14Iн.р, значит Iср.эл = 280 А.

Проверим, правильно ли мы выбрали автоматический выключатель, проверив его по условию:

(7.10)

Итоговые пиковые токи в СП1-СП4, ШРА1, а также в КТП-СП1 и КТП-СП3 находятся по формуле:

(7.11)

Вывод: Здесь я выбрала условия, при котором может работать электропривод, также выбрала тип автоматического выключателя и предохранителя.

Таблица П 3 - Выбор автоматических выключателей

№ на плане	Наименование	Iн,A	Iп,A	1,25*Iп,А	Автоматические выключатели у ЭП
					Тип	Iн выкл,А	Iрасц,А	Iотс,А	Iэр,А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
СП1
12	Станок токарный	18,8	131,6	164,5	ВА51Г-25	25	20	14	280
38	Полуавтомат фрезерный	20	140	175	ВА51Г-25	25	20	14	280
Итого по СП1	14,1	151,7	189,6	По условию селективности выбираем
				ВА51-31	25	100	14	1400
СП2
8	Станок сверлильный	20,8	145,6	182	ВА51Г-25	25	25	14	350
9	Станок сверлильный	20,8	145,6	182	ВА51Г-25	25	25	14	350
10	Станок сверлильный	20,8	145,6	182	ВА51Г-25	25	25	14	350
11	Станок сверлильный	20,8	145,6	182	ВА51Г-25	25	25	14	350
Итого по СП2	18,48	161,6	202	По условию селективности выбираем
				ВА51-31	25	80	14	1120
СП3
4	Станок шлифовальный	18,8	131,6	164,5	ВА51Г-25	25	20	14	280
6	Станок шлифовальный	18,8	131,6	164,5	ВА51Г-25	25	20	14	280
15	Станок отрезной	30,4	212,8	266	ВА51-31	100	31	10	310
16	Станок вертикально-фрезерный	60	420	525	ВА51-31	100	63	10	630
17	Станок отрезной	30,4	212,8	266	ВА51-31	100	31	10	310
Итого по СП 3	41,67	454,5	568,1	ВА51-31	100	63	10	630
СП4
73	Станок сверлильный	26,2	183,4	229,3	ВА51-31	100	31	10	310
75	Автомат фрезерный	22,8	159,6	199,5	ВА51Г-25	25	25	14	350

8. Выбор параметров и сечения распределительной сети цеха

Для подключения электроприемников используют провода АПВ, проложенные в трубах.

Сечение жил проводников и кабелей напряжением до 1 кВ по нагреву выбираются по таблицам длительно допустимых токов, составленных для нормальных условий прокладки [1], табл. 3.18 - 3.19.

Определение допустимых токов проводников осуществляется по формуле:

,(8.1)

где, Iдоп - допустимый ток выбираемого проводника

Кп - поправочный коэффициент, учитывающий условия прокладки проводов и кабелей (при нормальных условиях прокладки Кп=1)

Выбранные проводники должны согласовываться со защитным аппаратом:

(8.2)

где: Кз - кратность длительно допустимого тока проводника по отношению к номинальному току защитного аппарата (Iз) принимается по [1], табл. 3.23.

Выбор параметров и сечения распределительной сети цеха сведем в П 4.

Вывод: Питание электроприемников в цехе осуществляется по марке АВВГ различным сечением.

Таблица П 4 - Выбор параметров и сечения распределительной сети цеха

№ на плане	Наименование	Iном, А	Iрасц,А	КЗ*IЗ, А	Марка провода	Сечение	Iд.д, А	Труба	Длина
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
СП 1
12	Станок токарный	18,8	20	20	АВВГ	5х3	21	П-25	5
38	Полуавтомат фрезерный	20	20	20	АВВГ	5х3	21	П-25	4
Итого по СП1+СП2+СП3	93,2	100	10	АВВГ	5х50	120	П-50	18
СП 2
8	Станок сверлильный	20,8	25	25	АВВГ	5х5	27	П-32	5
9	Станок сверлильный	20,8	25	25	АВВГ	5х5	27	П-32	3
10	Станок сверлильный	20,8	25	25	АВВГ	5х5	27	П-32	3
11	Станок сверлильный	20,8	25	25	АВВГ	5х5	27	П-32	3
Итого по СП2+СП3	81,7	80	80	АВВГ	5х35	85	П-40	31
СП 3
4	Станок шлифовальный	18,8	20	20	АВВГ	5х3	21	П-25	4
6	Станок шлифовальный	18,8	20	20	АВВГ	5х3	21	П-25	4
15	Станок отрезной	30,4	31	31	АВВГ	5х8	37	П-32	9
16	Станок вертикально-фрезерный	60	63	63	АВВГ	5х25	70	П-40	5
17	Станок отрезной	30,4	31	31	АВВГ	5х8	37	П-32	6
B1	Вентилятор вытяжной	5,5	20	6,6	АВВГ	5х3	21	П-25	8
Итого по СП 3	41,67	63	63	АВВГ	5х16	70	П-40	52
СП 4
73	Станок сверлильный	26,2	31	31	АВВГ	5х8	37	П-40	9
75	Автомат фрезерный	22,8	25	25	АВВГ	5х5	27	П-32	9
76	Автомат фрезерный	22,8	25	25	АВВГ	5х5	27	П-32	12

9. Расчет заземляющих устройств в электроустановках

При расчете заземляющего устройства определяются тип заземлителей, их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников.

Для суглинка величина удельного сопротивления:

(9.1)

Зная расчетное удельное сопротивление грунта, форму и размеры одного заземлителя, можно определить его сопротивление.

Выберем в качестве заземлителя электроды из трубы диаметром 50мм, длинной - 2,5м.

Определяем сопротивление одиночного трубного заземлителя:

Ом;(9.2)

Принимаем размещение заземлителей по контуру с расстоянием между ними а= 10м, следовательно, з= 0,59, при =1

Определяем количество заземлителей:

шт;(9.3)

где - коэффициент экранирования, который определяется по таблице 7.1.

Заключение

В ходе работы над курсовым проектом я выбрал сечения проводников распределяющей сети, их тип (провода и кабели) и длину, сечение вводного кабеля и кабелей, питающих распределительные пункты, определился со способом прокладки проводов и кабелей, выбрал распределительные шкафы и шинопроводы, места их расположения, защитил оборудование и распределительные сети от токов короткого замыкания и перегрузок, обеспечил селективность срабатывания защитной аппаратуры, произвел компенсацию реактивной мощности и выбрал компенсирующее устройство, тем самым, доведя cosц до значения, нормируемого ПУЭ. Я рассчитал освещение цеха методом удельной мощности на единицу площади, а также заземление, выбрал тип заземлителей и их количество.

Произвели расчет для выбора конденсаторных установок (КУ), т.к. наличие реактивных токов потребителей электрической энергии вызывает дополнительные потери активной мощности в проводах электрической сети, т.к. в цехе присутствует осветительная нагрузка, то при выборе оборудования комплектной трансформаторной подстанции необходимо кроме расчетной мощности электроприемников учитывать также расчетную осветительную мощность. Расчет осветительной нагрузки произвели методом удельной мощности на единицу площади.

Основными видами защиты электрических сетей и электроприемников напряжением до 1 кВ являются защита от перегрузки и защита от токов к.з. Защита от токов короткого замыкания должна осуществляется для всех электрических сетей и электроприемников. В данном цехе для защиты от токов короткого замыкания применили автоматические выключатели типа ВА . Для защиты электродвигателей от перегрузки и токов, возникающих при обрыве фазы будем использовать магнитные пускатели серии ПМЛ с тепловыми реле РТЛ

Литература

В.Д.Елкин, Т.В.Елкина. Электроснабжение промышленных предприятий: Пособие по курсовому и дипломному проектированию.

Правила устройства электроустановок. 2010г.

Справочная книга для проектирования электрического освещения. Под ред. Г.М.Кнорринга. Ленатомиздат, 2009.

Низковольтное электрооборудование до 1кВ. Каталог 2006 «ИНОСАТ».

Б.Ю.Липкин. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. М.- «Высшая школа» 2012.

Приложение А - Cхема размещения заземляющих электродов

Размещено на Allbest.ru

...