Электроснабжение цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

механический цех замыкание осветительный

Для одного из цехов промышленного предприятия, план которого приведен ниже, произвести перечисленные мероприятия и расчеты с выбором схем и электрооборудования электрической сети.

1. Наметить узлы питания электроприёмников станков (силовые шкафы, распределительные шинопроводы).

2. Определить расчетные нагрузки по узлам питания и цеху в целом методом коэффициентов использования и максимума.

3. Выбрать схему питающей и распределительной сети цеха.

4. Выбрать число и мощность трансформаторов, место расположения цеховых подстанций.

5. Определить сечение проводов, кабелей и шин сети цеха.

6. Произвести выбор электрической аппаратуры и рассчитать токи плавких вставок предохранителей и уставок расцепителей автоматов.

7. Начертить план силовой электрической сети цеха.

8. Начертить схему силовой питающей и распределительной сетей цеха с указанием сечения проводов, кабелей, параметров отключающей и защитной аппаратуры и электроприёмников.

9. На расчетной однолинейной схеме питающей и распределительной сети цеха до 1 кВт указать параметры сети, защитных аппаратов, нулевого провода от КТП до наиболее удаленного мощного электродвигателя, расчетные и пиковые токи.

10. Определить трех-, двух- и однофазные токи короткого замыкания в намеченных точках К1, К2 и К3. Принять условно мощность к.з. на высшей стороне цеховых трансформаторов в пределах 100-150 МВА. Однофазные к.з. рассчитать дважды: при схеме трансформатора Д/у?-11 и схеме у/у?-12.

11. Проверить выбранные автоматы и предохранители по отключающей способности и чувствительности.

Исходные данные

Таблица 1. Электрические нагрузки механического цеха

№ по плану	Наименование оборудования	Установл. мощность, кВт	Коэффициенты
			КИ	Cosц
1,22	Кран с ПВ-25%	19,7	0,2	0,5
2,33	Обдирочно-точильный	5,5	0,13	0,5
3,6,30-32	Горизонтально-фрезерный	13,12	0,1	0,65
4,5	Распиловочный	7,75	0,45	065
7,9	Долбежный	13,1	0,12	0,4
8,10	Шлицешлифовальный	15,12	0,13	0,5
11,12,13	Электролизные ванны хромирования	8	0,9	1
14	Выпрямительный агрегат для ванн (кВА)	28	0,9	1
15-17	Электрические печи сопротивления	40	0,8	0,96
18,19	Электропечь колпаковая	65	0,8	0,96
20	Электродная соляная ванна	20	0,8	0,96
21,35,36	Вентилятор	18,5	0,75	0,8
23,28,29	Токарно-винторезный	30,85	0,12	0,5
24-27	Координатно-расточной	22,3	0,1	0,6
34	Плазмотрон (кВА)	28	0,4	0,7
38	Установка высокой частоты	80	0,7	0,8
37	Копировально-прошивочный	7	0,7	0,8
39	Лазерная установка	4	0,4	0,9

1. Расчет электрических нагрузок механического цеха

Расчет электрических нагрузок производится в таблице 2 «Расчет нагрузок по механическому цеху». Эта таблица является сводной как для подсчета силовых нагрузок по отдельным узлам питания, так и для шин ТП.

В рассматриваемом заготовительно-сварочном цехе имеются 2 мостовых крана с ПВ-25% и машина шовной сварки с ПВ - 25% в кВт.

Для электроприемников, установленная мощность которых выражена в киловаттах с ПВ ? 100%

P_н=P_уст·,

Для крана с ПВ=25%:

Р_н= P_пасп·=19,7·= 9,85 кВт

Все электроприемники, присоединенные к определенному узлу питания, разбиваются на характерные группы, имеющие одинаковый режим работы (это ЭП с одинаковыми Ки и cos). Для каждой характерной группы указывается количество и мощность входящих в нее электроприемников, а для многодвигательного агрегата указывается количество и мощность входящих в него двигателей.

2. Расчет осветительной нагрузки

Расчет осветительной нагрузки по цеху производим упрощенным методом по удельной плотности осветительной нагрузки на квадратный метр производственных площадей и коэффициенту спроса.

По этому методу расчетная осветительная нагрузка принимается равной средней мощности освещения за наиболее загруженную смену и определяется по формуле:

Р_po=К_co·Р_уо, кВт

Q_po=tgц_о·Р_ро, квар,

где К_co = 0,85 - коэффициент спроса по активной мощности осветительной нагрузки.

tgц_о = 1,73 - коэффициент реактивной мощности, определяется по cos

cosц_о = 0,85.

Р_уо - установленная мощность приемников освещения по цеху, определяется по удельной осветительной нагрузке на 1м² поверхности пола известной производственной площади:

Р_уо=·F,

Р_уо=0,011·1440 = 15,84 кВт;

где F = (48х30) м² = 1440 м² - площадь производственного помещения;

= 0,011 кВт/ м² удельная расчетная мощность.

Р_po= 0,85·15,84=13,464 кВт

Q_po= 1,73·13,464=23,29 квар

3. Определим суммарную нагрузку цеха

Р_p = Р_pо + Р_p = 13,46+201,6447 = 215,1 кВт;

Q_p = Q_pо + Q_p = 23,29+73,04625 = 96,33 квар;

кВА;

cos=.

К_з=.

Выбираем трансформатор типа ТСЗ-630-10/0,4

Тип трансф.	Sном, кВА	Напряжение обмотки	Потери, кВт	rтр, мОм	хтр, мОм	Zтр(1), мОм (Y/Y-0)	Zтр(1), мОм (Д/Y-0)
		ВН	НН	ДСхх	ДСкз
ТСЗ	250	6/10	0,4/0,23	0,7	2,7	16,6	41,7	486	135

4. Выбор оборудования

Технические данные электроприемников распределенных по узлам нагрузок.

Технические данные ЭП ШРА - 1

№ ЭП	Наименование	Рн,кВт	cosц	Iн,А	Кпуск	Iпуск	Режим работы	б	Iпуск/ б
1	Кран с ПВ - 25%	19,7	0,5	59,93	4	239,72	средний	2	119,86	автомат
2	обдирочно точильный	5,5	0,5	16,733	5	83,665	легкий	2,5	15,211	Пред.
3,6	горизонтально - фрезерный	13,2	0,65	30,891	4	123,564	средний	2	61,782	Пред.
4,5	рапиловочный	7,75	0,65	18,14	5	90,65	легкий	2,5	36,26	Пред.
7,9	долбежный	13,1	0,4	49,817	4	199,24	средний	2	99,62	Пред.
8,1	шлицешлировальный	15,12	0,5	45,999	4	183,996	средний	2	91,998	Пред.
36	вентилятор	18,5	0,8	35,176	4	140,704	средний	2	70,352	Пред.

ЭП № 1,2: ;

I_пуск = K_пус·I_ном = 4·43,56 = 174,24 А.

Аналогично рассчитываются номинальные и пусковые токи остальных электроприемников установленных в цехе.

ШР1

11,12,13	электролизные ванны хр-я	8	1	12,169	4	48,676	средний	2	24,38	Пред.
14	выпримительныйагр-т	28	1	42,592	3	127,77	тяжелый	1,6	26,62	Пред.

ШР2

15, 16, 17	электрические печи сопротивления	40	0,96	63,381	3	190,143	1,6	тяжелый	118,8	автомат
18, 19	электропечь колпаковая	65	0,96	102,99	3	308,97	1,6	тяжелый	193,1	автомат
20	электродная солянная ванна	20	0,96	31,69	4	126,76	2	средний	63,38	Пред.
21	вентилятор	18,5	0,8	35,176	4	140,704	2	средний	70,352	Пред.

Технические данные ЭП 38(к ТП)

№ ЭП	Наименование	Рн,кВт	cosц	Iн,А	Кпуск	Iпуск	Режим работы	б	Iпуск/ б
38	Установка выс. частоты	80	0.8	152,11	3	456,33	Тяжелый	1,6	285,2	автомат

В сетях напряжением до 1 кВ защиту выполняют плавкими предохранителями и автоматическими выключателями.

Выбор предохранителей производится по следующим условиям:

а)

б)

Выбор автоматических выключателей производится по следующим условиям:

а) б) в)

Выбор защитной аппаратуры для ШРА-1

№ ЭП	Автомат	Предохранитель	Тип
	I ном.ав	Iном.расц	Iсраб.эл.сраб	Кратн.	Iн.пред.	Iн.пл.вст
1	100?59,93	63?59,93	350?179.9	7			ВА51-31-1
2					63?16,73	25?15,2	НПН2-63/25
3,6					100?30,891	100?61,8	ПН-100
4,5					63?18,14	40?36,28	НПН2-63/40
7,9					100?49,82	100?99,64	ПН2-100
8,1					100?46	100?92	ПН2-100
36					100?35,2	100?70,4	ПН-100

Выбор защитной аппаратуры для ШРА-2

№ ЭП	Автомат		Тип
	I ном.ав	Iном.расц	Iсраб.эл.сраб	Кратн.	Iн.пред.	Iн.пл.вст
22	250?59,93	250?59,93	250?215,8	12			ВА51-35
23,28,29	400?93,86	400?93,86	400?351,95	10			ВА51-37
24,25,26,27	250?56,53	250?56,53	250?210,8	12			ВА51-35
30,31,32					100?30,7	63?57,6	ПН2-100
33					63?16,7	32?31,4	НПН2-63
34	160?60,8	160?60,8	160?142,5	10			ВА51-33
35					100?35,2	100?65,9	ПН2-100
37					63?13,3	25?24,9	НПН2-63
39					63?6,8	25?13,6	НПН2-63

ШР1,ШР2

№ ЭП	Автомат	Пред.	Тип
	I ном.ав	Iном.расц	Iсраб.эл.сраб	Кратн.	Iн.пред.	Iн.пл.вст
11,12,13					63?12,2	25?24,4	НПН2-63
14					63?42,6	32?26,6	НПН2-63
15,16,17	160?63,4	160?63,4	160?148,5	10			ВА51-33
18,19	250?103	250?103	250?241,7	12			ВА51-35
20					100?31,7	80?63,4	ПН2-100
21					100?35,2	80?70,4	ПН2-100

Выбор защитной аппаратуры для ЭП № 38

№ ЭП	Автомат		Тип
	I ном.ав	Iном.расц	Iсраб.эл.сраб	Кратн.	Iн.пред.	Iн.пл.вст
38	100?86,3	100?86,3	700?581,66	7			ВА51-31-1

Выбираются аппараты защиты и провода отходящих линий к электроприемникам и узлам питания.

Выбор проводов для ШРА-1

К_попр =1;

К_защ.=0,33 - для предохранителей;

=1 - для автоматов.

а)

б)

1) ЭП № 1- авт.

а) I_доп.пр ? 59,93 А;

б) I_доп пр. ?63 А.

АПВ 1(3Ч25)+ (1Ч16), I_ном=75 А.

2) ЭП № 2- пр.

а) I_доп.пр ? 16,73 А;

б) I_{доп пр.} ? 0,33 · 25=8,25 А.

АПВ (3Ч2,5+1*2,5), I_ном=19 А.

3) ЭП № 3,6- пред.

а) I_доп.пр ? 30,89 А;

б) I_{доп пр.} ? 100*0,33=33 А.

АПВ 1(3Ч10) + (1Ч6), I_ном=42 А.

4) ЭП № 4,5- пр.

а) I_доп.пр ? 18,14 А;

б) I _доп.пр ? 0,33 · 40=13,2 А.

АПВ 1(3Ч2,5+1*2,5), I_ном=19 А.

5) ЭП № 7,9- пр.

а) I_доп.пр ? 49,82 А;

б) I _доп.пр ? 0,33 · 100=33 А.

АПВ 1(3Ч16+1*10), I_ном=60А.

6) ЭП № 8,1 - пр.

а) I_доп.пр ? 46 А;

б) I _доп.пр ? 0,33 · 100=33 А.

АПВ 1(3Ч16+1*10), I_ном=60 А.

7) ЭП № 36- пр.

а) I_доп.пр ? 35,2 А;

б) I _доп.пр ? 100 · 0,33=33А.

АПВ 1(3Ч10+1*6), I_ном=42 А.

Выбор проводов для ШРА-2

1) ЭП № 22 -авт

а) I_доп.пр ? 59,93А;

б) I _доп.пр ? 1· 250=250 А.

АПВ 1(3Ч185+1*120), I_ном=270 А.

2) ЭП № 23,28,29 - авт

а) I_доп.пр ? 93,86А;

б) I _доп.пр ? 1 · 400=400 А.

АПВ 3(1Ч240)+(1*120), I_ном= 465А.

3) ЭП № 24,25,26,27 - авт

а) I_доп.пр ? 56,53 А;

б) I _доп.пр ? 1*250=250 А.

АПВ 1(3Ч185+1*120), I_ном=270 А.

4) ЭП № 30,31,32 - авт.

а) I_доп.пр ? 30,7 А;

б) I _доп.пр ? 63*0,33=20,79 А.

АПВ 1(3Ч6) + (1Ч4), I_ном=38 А

5) ЭП 33- пр.

а) I_доп.пр ? 16,7 А;

б) I _доп.пр ? 32·0,33=10,59 А.

АПВ 4(1Ч2,5), I_ном=19 А

6) ЭП 34 - пр.

а) I_доп.пр ? 60,8 А;

б) I _доп.пр ? 160 ·0,33=52,8А.

АПВ 1(3Ч25+1*16), I_ном=75 А

7) ЭП 35 - пр.

а) I_доп.пр ? 35,2 А;

б) I _доп.пр ? 100*0,33=33 А.

АПВ 1(3Ч10) + (1Ч6), I_ном=42 А.

ЭП №37 - пр.

а) I_доп.пр ? 13,3 А;

б) I _доп.пр ? 25*0,33=8,25 А.

АПВ 1(3Ч2,5) + (1Ч2,5), I_ном=19 А.

ЭП №39 - пр.

а) I_доп.пр ? 6,8 А;

б) I _доп.пр ? 25*0,33=8,25 А.

АПВ 1(3Ч2,5) + (1Ч2,5), I_ном=19 А.

Выбор проводов для ШР1,2

1) ЭП № 11,12,13 -пр

а) I_доп.пр ? 12,2А;

б) I _доп.пр ? 0,33· 25=8,25 А.

АПВ 1(3Ч2,5+1*2,5), I_ном=19А.

2) ЭП № 14 -пр

а) I_доп.пр ? 42,6А;

б) I _доп.пр ? 0,33· 32=13,86 А.

АПВ 1(3Ч16+1*10), I_ном=60А

3) ЭП № 15,16,17 - автомат

а) I_доп.пр ? 63,4А;

б) I _доп.пр ? 1*160=160 А.

АПВ 1(3Ч95+1*50), I_ном=170А

4) ЭП № 18,19

а) I_доп.пр ? 103А;

б) I _доп.пр ? 1· 250=250 А.

АПВ 1(3Ч185+1*120), I_ном=270А

5) ЭП № 20 -пр

а) I_доп.пр ? 31,7А;

б) I _доп.пр ? 0,33· 80=26,4 А.

АПВ 1(3Ч10+1*6), I_ном=42А

6) ЭП № 21 -пр

а) I_доп.пр ? 35,2А;

б) I _доп.пр ? 0,33· 80=26,4 А.

АПВ 1(3Ч10+1*6), I_ном=42А

к ТП

1) ЭП № 38 -авт

а) I_доп.пр ? 86,3А;

б) I _доп.пр ? 0,33· 100=33 А.

АПВ 1(3Ч35+1*25), I_ном=90А

Выбираем автомат А₂, кабельную линию и тип шинопровода ШРА-1.

I_{р ШРА-1}= 36,4 А;

Выбираем шинопровод распределительный типа ШРА73ВУ3:

I_ншра =250 А I_н = 36,4 А;

Выбираем автомат марки ВА51-31-1

1) I_{ном ав}= 100А > I_н = 36,4 А;

2) I_{ном расц}= 40 А > I_н = 36,4 А;

3) I_{сраб эл расц} =120 > 1,25 I_крат = 45,5А.

условия выполняются.

Выбираем кабель к ШРА-1: АВВБбШв (3х10)+(1х6);

I_доп=55 А > I_н = 36,4 А;

Выбираем автомат А₃, кабельную линию и тип шинопровода ШРА-2.

I_{р ШРА-2}= 62,5 А;

Выбираем шинопровод распределительный типа ШРА73ВУ3:

I_ншра =250 А I_н = 62,5 А

Выбираем автомат марки ВА51-31-1

1) I_{ном ав}= 100 А > I_н = 62,5 А;

2) I_{ном расц}= 80 А > I_н = 62,5А;

3) I_{сраб эл расц} = 240 > 1,25 I_крат=78,12 А.

условия выполняются.

Выбираем кабель к ШРА-2 АВВБбШв (3х 16)+(1х10);

I_доп=80 А > I_н = 62,5 А;

Выбираем автомат А₄, кабельную линию и тип шинопровода ШР1

I_{р ШР1}= 71,2 А;

Выбираем ШР11-73-701

I_ншра =250 А I_н = 71,2 А

Выбираем автомат марки ВА51-31-1

1) I_{ном ав}= 100 А > I_н = 71,2 А;

2) I_{ном расц}= 80 А > I_н = 71,2А;

3) I_{сраб эл расц} = 240 > 1,25 I_крат=89А.

условия выполняются.

Выбираем кабель к ШР1 АВВБбШв (3х 16+(1х10);

I_доп=80 А > I_н = 71,2 А;

Выбираем автомат А₅, кабельную линию и тип шинопровода ШР2

I_{р ШР2}= 318 А;

Выбираем ШР11-73-702

I_ншра =400 А I_н = 318 А

Выбираем автомат марки ВА51-37

1) I_{ном ав}= 400 А > I_н = 318 А;

2) I_{ном расц}= 320А > I_н = 318А;

3) I_{сраб эл расц} = 3200> 1,25 I_крат=397,5А.

условия выполняются.

Выбираем кабель к ШРА-2 АВВБбШв (3х 150)+(1х95);

I_доп= А340 I_н = 318 А;

Выбираем автомат А₆, кабельную линию и тип ЩО.

Выбор А₄ к ЩО:

Автомат марки ВА51-31-1:

1) I_{н А}=100 А >-- I_н = 33,31 А;

2) I_{н расц}= 50 А >-- I_н = 33,31 А;

Примем ЩО марки ЩО41-5101

I_н.расц. = 48 А >-- I_н = 33,31 А

Выбираем кабель к ЩО: ААШв-4-(1*10);

I_доп=65 А > I_н = 40,92 А, проверим выбранное сечение:

условие выполняется.

Выбираем вводный автомат А1

Всего по цеху Iр= 574,4 А

Найдём кратковременный ток Iкр=1,3 Iр =1,3 574,4= 746,72 А

Выбираем автомат марки ВА51-39

1) I_{ном ав}= 630 А > I_р = 574,4 А;

2) I_{ном расц}= 630 А > I_р = 574,4 А;

3) I_{сраб эл расц} =6300 А >1,25 I_крат=933,4А

условия выполняются.

I_ШМА=1250>Ip= 574,4 А;

Выбираем шина магистральный типа ШМА4-1250

5. Расчет токов короткого замыкания

Для расчета токов короткого замыкания составим схему питания наиболее удаленного электроприемника цеха цветных металлов (рис.2а) для проверки его аппарата защиты на отключающую способность и схему замещения (рис.2б)

а) б)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2

активное и реактивное сопротивление трансформатора

активное и реактивное сопротивление катушек и контактов автоматических выключателей

активное и реактивное сопротивление шинопровода

активное и реактивное сопротивление кабеля

активное и реактивное сопротивление проводов

Схема соединений Д/y-11

L_ШМА=5;

L_каб = 12 м;

L_ШРА2 = 40 м;

L_пров = 2м.

Трех- и двухфазное к.з. в точке К3

Трех- и двухфазное к.з. в точке К2

Трех- и двухфазное к.з. в точке К1

Расчёт однофазного короткого замыкания

Вместо принимаем полное сопротивление цепи фаза -нуль; полное сопротивление цепи фаза-нуль кабельной линии; полное сопротивление цепи фаза-нуль провода; полное сопротивление цепи фаза-нуль шинопровода, полное сопротивление фазы трансформатора.

;

;

(при соединении обмоток трансформатора y/y? -12)

(при соединении обмоток трансформатора Д/y? - 11)

При однофазном к.з. в точке К3 и соединении обмоток трансформатора y/y-12

При однофазном к.з. в точке К2 и соединении обмоток трансформатора y/y-12

При однофазном к.з. в точке К1 и соединении обмоток трансформатора y/y-12

При однофазном к.з. в точке К3 и соединении обмоток трансформатора Д/y-11

При однофазном к.з. в точке К2 и соединении обмоток трансформатора Д/y-11

При однофазном к.з. в точке К1 и соединении обмоток трансформатора Д/y-11

	ІК3,кА	ІК2,кА	ІК1,кА
Трехфазное КЗ	4,84	2,62	2,39
Двухфазное КЗ	4,18	2,26	2,06
Однофазное КЗ (y/y-12)	1,35	4	2,42
Однофазное КЗ (Д /y-12)	4,84	2,29	1,8

6. Проверка оборудования по отключающей способности

В точке К3:

Предельно отключающий ток автоматического выключателя ВА51-39

с расцепителем на Iном=630А (0,63кА < 1,35кА);

В точке К2:

Предельный отключающий ток автомата ВА51-31-1

0,1кА< 4 кА;

В точке К1:

Предельно отключающий ток автомата ВА51-35

0,25 кА < 7.4 кА.

Выбранные автоматы по отключающей способности и чувствительности соответствует требованиям.

Список используемой литературы

1. Справочник по проектированию электроснабжения: Электроустановки промышленных предприятий/Под редакцией Барыбина Ю.Г. и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990

2. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования: Электроустановки промышленных предприятий/Под редакцией Барыбина Ю.Г. и др. - М.: Энергоатомиздат, 1991

3. Справочная книга по проектированию электрического освещения/Под редакцией Кнорринга Г.М. - «Энергия», 1976

4. Князевский Б.А., Липкин Б.Е. Электроснабжение промышленных предприятий. - М.: Высшая школа,1986

5. Бозжанова Р.Н., Живаева О.П. Электроснабжение. Методические указания и задания к выполнению курсовой работы. - Алматы, АИЭС,2008

Размещено на Allbest.ru

...