Розробка надійної й доцільної в техніко-економічному відношенні системи зовнішнього й внутрішнього електропостачання ремонтно-механічного цеху заводу

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. АНАЛІЗ ПРЕДМЕТНОЇ ОБЛАСТІ ТА ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ

1.1 Характеристика ремонтно-механічного цеху і електроприймачів

Ремонтно-механічний цех, що розглядається в курсовому проекті, складається з чотирьох ділянок і є одним з цехів головного виробничого корпусу гіпотетичного заводу. Схема розташування ділянок і устаткування представлена на рисунку 1.1

Рисунок 1.1 - Компанування ремонтно-механічного цеху

Цех складається з наступних ділянок:

1) Свердлильно-фрезерна ділянка (СФД);

2) Гальванічно-зварювальна ділянка (ГЗД);

3) Стругально-заточувальна ділянка (СЗД);

4) Токарно-шліфувальна ділянка (ТШД).

Свердлильно-фрезерна ділянка. Електричне навантаження ділянки в основному представлене різного роду свердлильними та фрезерними верстатами. Фрезерні і свердлильні верстати призначені для ремонту та обробки зовнішніх і внутрішніх поверхонь тіл обертання, а також нарізування різьби. Електроприймачі відносяться до II категорії надійності, оскільки перерва в електропостачанні приведе до порушення процесу шліфування, браку продукції і простою робітників.

Гальванічно-зварювальна ділянка. Електричне навантаження ділянки представлене гальванічними ваннами і зварювальними трансформаторами. Основне призначення гальванічних ванн - це хімічне хромування деталей та різного роду виробів. У ГЗД є зварювальні установки (максимальна потужність споживача 30 кВА - зварювальний трансформатор), які є однофазними ЕП, що включаються на фазну і лінійну напругу. Ці ЕП мають повторно - короткочасний режим роботи (ПК) і піковий характер графіку навантаження. Вимога до надійності електропостачання ЕП цього відділення згідно ПУЕ відповідає третій категорії, як ділянки несерійного виробництва. Середовище ділянки визначають, як хімічно-активне.

Стругально-заточувальна ділянка. Електричне навантаження ділянки представлено стругальними та заточувальними верстатами. Дана група верстатів виконує такі функції, як заточування і обробку поверхностей деталей, для придання їм певної форми і підгонку під задані розміри. Електроприймачі відносяться до II категорії надійності, оскільки перерва в електропостачанні приведе до порушення процесу виробництва, браку продукції і простою робітників.

Токарно-шліфувальна ділянка. Електричне навантаження ділянки представлено токарними та шліфувальними верстатами. Токарні і шліфувальні верстати призначені для ремонту та обробки зовнішніх і внутрішніх поверхонь тіл обертання, а також нарізування різьби.

Крім того у цеху змонтована кран-балка - спеціалізоване устаткування крану мостового типу, призначене для проведення різних навантажувально-розвантажувальних і підйомно-транспортних робіт на естакадах кранів, в промислових цехах і складах виробничих підприємств. Управління кран-балкою здійснюється, як правило, за допомогою кнопкової станції, знизу. Основними сферами її застосування є обслуговування великого технологічного устаткування, а також підйом середньо- і великогабаритних вантажів на естакадах кранів. ЕП має повторно - короткочасний режим роботи (ПК) і піковий характер графіку навантаження.

На рисунку 1.2 представлена схема розташування ділянок і устаткування в ремонтно-механічному цеху.

Рисунок 1.2 - Схема розташування ділянок і устаткування в ремонтно-механічному цеху

Виробництво в цеху не є жорстко пов'язаним технологічним процесом. Специфікація електроприймачів і їх встановлена потужність приведені в таблиці 1.1.

Режим роботи електроприймачів характеризується змінним графіком навантаження. Більшість електроприймачів - трифазні з напругою 380 В, навантаження в основному симетричне (електродвигуни приводів верстатів, пресів і ін.). Є потужні електроприймачі (асинхронні двигуни приводів).

Таблица 1.1 - Спеціфікація електроприймачів

Ділянка	Номер ЕП за планом	Найменування ЕП	Рн, кВт (Sн , кВА)
Свердлильно-фрезерна ділянка (СФД)	2	Плоскошліфувальний верстат №1	15
	3	Радіально-свердильний верстат №1	10
	4	Радіально-свердильний верстат №2	10
	5	Радіально-свердильний верстат №3	10
	6	Горизонтально-фрезерний верстат №1	10
	7	Горизонтально-фрезерний верстат №2	10
	8	Горизонтально-фрезерний верстат №3	10
Гальванічно-зварювальна ділянка (ГЗД)	9	Зварювальний трансформатор, однофазний, ТВпас = 25% №1	30
	10	Зварювальний трансформатор, однофазний, ТВпас = 25% №2	30
	11	Гідравлічний прес №1	15
	12	Гальванічна ванна №1	1,4
	13	Гальванічна ванна №2	1,4
Стругально-заточувальна ділянка (СЗД)	14	Універсально-заточувальний верстат №1	10
	15	Універсально-заточувальний верстат №2	10
	16	Вертикально-фрезерний верстат №1	10
	17	Вертикально-фрезерний верстат №2	10
	18	Поперечно-стругальний верстат №1	15
	19	Поперечно-стругальний верстат №2	15
	20	Поперечно-стругальний верстат №3	15
Токарно-шліфувальна ділянка(ТШД)	21	Поперечно-стругальний верстат №4	15
	22	Поперечно-стругальний верстат №5	15
	23	Токарно-гвинторізний верстат №1	5
	24	Токарно-гвинторізний верстат №2	5
	25	Токарно-гвинторізний верстат №3	5
	26	Токарно-гвинторізний верстат №4	5
	27	Плоскошліфувальний верстат №1	9
	28	Плоскошліфувальний верстат №1	9
	29	Шліфувальний напівавтомат №1	25
	30	Шліфувальний напівавтомат №2	25
	31	Кран-балка, ТВпас=30%, №1	30

Основні характеристики ділянок цеху і характеристика довкілля представлені в таблиці 1.2.

Таблица 1.2 - Основні характеристики ділянок цеха

Характеристика ділянки цеха	СФД	ГЗД	СЗД	ТШД
1) Встановлена потужність, кВт	75	77,8	85	148
2) Кількість ЕП	7	5	7	11
3) Разміри, м	30х17,5	30х17,5	30х17,5	30х17,5
4) Характеристика довкілля	запилене; сухе	запилене; хімічно- активне	запилене; сухе	запилене; сухе
5) Характеристика по електробезпеці	небезпечна	небезпечна	небезпечна	небезпечна

Режим роботи цеху - двозмінний із завантаженням змін 1:1.

Електропостачання здійснюється від розподільного пристрою (РП) 6 кВ головної понижуючої підстанції (ГПП), розташованій на відстані 1000 м.

Електричне освітлення складає приблизно 30 % від силового навантаження. Для освітлення цехів застосовуються лампи ДРЛ (cosц=0,57), тому що висота цеху складає 7 м.

Цех конструктивно є каркасною будівлею з колонами і стінами зі збірного залізобетону без перекриття з дахом.

1.2 Постановка задачі

Завданням курсового проекту є розробка надійної й доцільної в техніко-економічному відношенні системи зовнішнього й внутрішнього електропостачання ремонтно-механічного цеху заводу.

У курсовому проекті потрібно провести визначення електричних навантажень, вибір цехових трансформаторів і розрахунок компенсації реактивної потужності, розробку схеми електропостачання підприємства на напругу до й вище 1 кВ, розрахунок струмів короткого замикання й вибір струмоведучих елементів і електричних апаратів напругою до й вище 1 кВ. Провести розрахунок контура заземлення. Скласти принципову схему внутріцехового електропостачання на напругу до 1 кВ.

При проектуванні цехової електричної мережі повинні бути враховані вимоги до безпеки й економічності електропостачання, зроблений раціональний вибір потужності й числа трансформаторів, конструкції цехової мережі й засобів компенсації реактивної потужності, системи заземлення.

Основними нормативними документами при проектуванні є ПУЕ й Будівельні норми й Правила (СниП) 15, 21.

2. РОЗРАХУНОК ЕЛЕКТРИЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

2.1 Розрахунок навантажень силових електроприймачів на напругу до 1000 В

1) До таблиці 2.1 заносяться ЕП згідно завдання на курсову роботу. В таблиці 2.1 електроприймачі одразу можна згрупувати за режимом роботи та визначити їх встановлену потужність.

Для ЕП з тривалим режимом роботи:

Р_ном = Р_пас,

де Р_пас - паспортна активна потужність, кВт.

Для ЕП з повторно-короткочасовим режимом роботи паспортну потужність необхідно привести до відносної тривалості включення, яка дорівнює одиниці.

Так для кран-балки:

Р_ном = Р_п =30 = 16,4 кВт.

В цеху встановлені два зварювальні трансформатори (однофазні), які включені на фазну напругу. Їхні паспортні дані: S_пас = 30 кВА, ТВ_пас = 25 %, cos = 0,5, U_ф = 220 В. Тоді потужність одного трансформатора:

Р_ном = S_пас cos =300,5 = 7,5 кВт.

Навантаження розподіляється між фазами рівномірно.

2) За довідковою літературою визначаються коефіцієнти використання К_в.і і потужності cos, однакові для всіх ЕП однієї групи та заносяться до таблиці 2.1. Значення tg відповідає соs.

3) Визначається середнє активне і реактивне навантаження за максимально завантажену зміну для плоскошліфувального верстата:

електричний напруга цех обладнання

= 0,2515 = 3,75 кВт;

= 3,751,73= 6,49 кВАр.

Аналогічно для кран-балки:

= 0,0516,4 = 0,82 кВт;

= 0,82 1,73= 1,42 кВАр.

Аналогічно проводиться розрахунок інших груп ЕП.

Знаходиться сумарна встановлена потужність, а також середнє активне і реактивне навантаження за максимально завантажену зміну для всіх груп ЕП:

= 355,8 кВт, = 143,95 кВт, =188,42 кВАр

4) Для визначення ефективного числа електроприймачів n_е визначаються груповий коефіцієнт використання ЕП цеху К_{В сер}, та допоміжна величина m - відношення потужності самого великого електроприймача до потужності самого малого.

,

0,372

Якщо m >3 та К_{В сер} >0,2 , величину n_е визначають:

13.

5) Далі за імовірнісними кривими, визначається величина розрахункового коефіцієнта активної потужності - коефіцієнт максимуму К_м.а.

Так для n_е =13 і К_{В сер} = 0,4 коефіцієнт максимуму К_м.а = 1,35.

6) Розрахункові активну і реактивну потужності силових ЕП визначають:

Р_p = К_м.а P_{пр. j} = 1,353,75 = 5,06 кВт;

Q_p= К_м.р Q_{пр. j} = 16,49 = 6,49 кВАр.

де К_м.р - розрахунковий коефіцієнт реактивної потужності, який приймається рівним К_м.р=1,0 - якщо n_е>10.

Якщо при розрахунку Р_p буде меншим за Р_ном.i.max, то приймають:

Р_p = Р_ном.i.max

7) Розрахункову повну потужність групи ЕП підраховують за виразом:

= 8,23 кВА.

8) Після всіх розрахунків знаходяться максимальні значення силового навантаження:

Р_{мах. с} = 138,58 кВт, Q_{мах. с} = 116,99 кВАр, S_{мах. с} = 184,11 кВА.

Таблиця 2.1 - Розрахунок електричних силових навантажень методом упорядкованих діаграм

Назва ЕП або групи ЕП (дільниць)	Кількість ЕП	Потужність ЕП, Рном, кВт	Встанов-лена потужність, кВт	соs	tg	Коефіцієнт використання, Кв.і	Середнє навантаження за максимально завантажену зміну	Коефіцієнт максимуму, Км	Максимальні навантаження
			кВт	приведена до ТВ=100%, Рном, кВт				,кВт	, кВАр	Км.а	Км.р	Рp = Км.а Pпр , кВт	Qp= Км.р Qпр, кВАр	, кВА
Трифазний, тривалий режим роботи
Плоскошліфувальний верстат	1	15	15		0,5	1,73	0,25	3,75	6,49	1,35	1	5,06	6,49	8,23
Радіально-свердлильний верстат	3	10	30		0,5	1,73	0,17	5,1	8,82	1,35	1	6,89	8,82	11,19
Горизонтально-фрезерний верстат	3	10	30		0,5	1,73	0,14	4,2	7,27	1,35	1	5,67	7,27	9,22
Гідравлічний прес	1	15	15		0,7	1,17	0,17	2,55	2,98	1,35	1	3,44	2,98	4,56
Гальванічна ванна	2	1,4	2,8		0,7	1,17	0,17	0,48	0,56	1,35	1	0,64	0,56	0,85
Універсально-заточувальний верстат	2	10	20		0,5	1,73	0,14	2,8	4,84	1,35	1	3,78	4,84	6,1
Вертикально-фрезерний верстат	2	10	20		0,7	1,17	0,17	3,4	3,98	1,35	1	4,59	3,98	6,07
Поперечно-стругальний верстат	5	15	75		0,7	1,17	0,14	10,5	12,29	1,35	1	14,18	12,29	18,76
Токарно-гвинторізний верстат	4	5	20		0,7	1,17	0,14	2,8	3,28	1,35	1	3,78	3,28	5
Плоскошліфувальний верстат	2	9	18		0,7	1,17	0,25	4,5	5,27	1,35	1	6,08	5,27	8,04
Шліфувальний напівавтомат	2	25	50		0,5	1,73	0,17	8,5	14,71	1,35	1	11,48	14,71	18,65
Вентилятор	1	60	60		0,8	0,75	0,8	48	36	1,35	1	64,80	36	74,13
Трифазний, повторно короткочасний режим роботи
Кран-балка, ТВпас = 30%	1	30		16,4	0,5	1,73	0,05	0,82	1,42	1,35	1	1,11	1,42	1,8
Однофазний, повторно короткочасний режим роботи
Зварювальний трансформатор, однофазний, ТВпас = 25 %	2	30		15	0,5	1,73	0,35	5,25	9,08	1,35	1	7,08	9,08	11,51
Разом:	31		355,8	31,40				102,65	116,99			138,58	116,99	184,11

2.2 Розрахунок повного розрахункового навантаження (з врахуванням освітлення)

1) В зв'язку з відсутностю даних про кількість ЕП та їх потужність, сумарна потужність освітлювальних електроприймачів для ремонтно-механічного цеху визначається методом питомої щільності навантаження:

Р_р.о = Р_питF = 0,0152100 = 31,5 кВт,

де Р_пит = 0,015 кВт/м² - питома щільність навантаження освітлення, яка приймається за довідковими матеріалами;

F = 6035 = 2100 м²

- площа розглядаємого об'єкту.

2) Встановлюється повне розрахункове навантаження (з врахуванням освітлення):

= 206,43 кВА.

3) Розрахунковий струм електропостачання цеху знаходиться за формулою:

= 314,2 А.



Таблиця 2.2 - Зведені дані розрахунку навантаження електроприймачів ремонтно-механічного цеху

Силове навантаження
Рмах. с = 138,58 кВт	Qмах. с = 116,99 кВАр	Sмах. с= 184,11 кВА
Сумарна потужність освітлювальних електроприймачів
Рр.о= 31,5 кВт	-	Sмах. о = Рр.о=31,5 кВА
Повне розрахункове навантаження (з врахуванням освітлення)
кВт	Qмах = Qмах. с = 116,99 кВАр	206,43 кВА
Розрахунковий струм електропостачання цеху
314,2 А.

2.3 Визначення потужності компенсуючих пристроїв

При підрахунку навантажень потужності в підрозділі 2.2 (таблиця 2.2) встановлено, що

Р_мах =170,08 кВт; Q_мах = 116,99 кВАр.

Потужність компенсуючої установки розраховується як:

Q_к.у = P_мах (tgц₁ -- tgц₂) = 170,08(0,687 - 0,4)0,9 = 43,93 кВАр,

Де

tgц_{1 =} Q_мах/P_мах = 116,99/170,08 = 0,687; tgц_{2 =} 0,4, = 0,8-0,9.

Обирається конденсаторна установка типу АКУ04-0,4-45-05-ІР21-У3, яка має наступні характеристики:

Потужність, кВАр	45
Запропонована конфігурація, кВАр	5+10+15х2
Номінальний струм, A	65
Серія шафи	03
Січення кабелю живлення (мідь), мм2	3х35
Номінальна напруга, кВ	0,4
Ступінь захисту	IP21
Виробник	ТзОВ Опал, м.Львів
Вартість, грн.	6853,51

З урахуванням компенсації розрахункове навантаження становить:

Р_р =Р_мах =170,08 кВт; Q_{р =} Q_{мах -} Q_к.у = 116,99 - 43,93 = 73,06 кВАр;

= 185,1 кВА.

2.4 Розрахунок і вибір високовольтних забезпечуючих ліній

1) Намічаються три можливих варіанта напруг U_н1=1 кВ, U_н2 =6 кВ і U_н3=10 кВ.

2) Визначаються розрахункові струми для кожної з напруг за формулою:

= 107 А, = 17,83 А, = 10,69 А,

3) Для кожної напруги за розрахунковим струмом вибирається декілька перерізів кабелю за умови що кабель алюмінієвий для прокладки у траншеї:

I_доп I_р

Для розрахунку обрані кабелі ААШв (Силовые кабели с алюминиевыми жилами, с бумажной пропитанной изоляцией в алюминиевой оболочке с защитным шлангом из ПХВ-пластиката (ГОСТ 18410-73), АСБ (Силовые кабели с алюминиевыми жилами, с бумажной пропитанной изоляцией, в свинцовой оболочке, бронированные (ГОСТ 18410-73)) и АВБВнг (Силовые кабели с поливинилхлоридной изоляцией, бронированные, не распространяющие горение на напряжение 6 кВ (ТУ 16.К71-036-88)).

4) Далі проводиться розрахунок згідно приведеної методики та з урахуванням характеристик силових кабелів.

Результати розрахунків заносяться до таблиці 2.4.

Приймається варіант при якому затрати будуть найменші:

- напруга U_н= 6 кВ;

- розрахунковий струм I_р = 17,83 А;

- кабель типа - АВБВнг 3х25,

- переріз S = 35,8 мм².

Таблиця 2.4 - Розрахунок і вибір високовольтних забезпечуючих ліній

Розрахунковий струм, Iр, А	Тип кабелю	Напруга, Uн, кВ	Кількість жил, номінальний переріз, мм2	Допустиме токове навантаження, Iд , А	Максимальний спротив жили, Ом/км	Наружний діаметр кабелю, мм	Коефіцієнт завантаження Кз	Втрати в лінії при повному навантаженні, Pн, кВт/км	Дійсні втрати в лінії, Pд, кВт
107	АСБ	1	3x70	184	0,443	33,1	0,58	83,0	27,92
	АСБ	1	4x70	171	0,443	37,4	0,62	83,0	31,91
	ААШв	1	4x70	171	0,641	32,1	0,62	83,0	31,91
17,83	АСБ	6	3x35	121	0,868	34,6	0,14	51,0	1,00
	ААШв	6	3x35	121	0,868	29,4	0,14	51,0	1,00
	АВБВнг	6	3х25	90	1,2	35,8	0,2	50,0	2,00
10,69	АСБ	10	3x35	110	0,868	38,6	0,1	42,0	0,42
	ААШв	10	3x35	110	0,868	33,3	0,1	42,0	0,42
Річний час максимальних втрат, , год	Річні втрати електро енергії, Wa, кВт	Їх вартість, Вп, грн	Вартість 1 м кабеля, Вк, грн/м	Капітальні витрати, К, грн	Амортизаційні відчислення, Ва, грн	Річні експлуатаційні витрати, Вв, грн	Повні річні витрати, В, грн
4604,3	146 901,11	268 829,04	120,03	186 046,50	1 172 092,95	1 407 353,32	1 435 260,30
4604,3	146 901,11	268 829,04	137,64	213 342,00	1 344 054,60	1 612 883,64	1 644 884,94
4604,3	4 602,46	8 422,50	122,29	189 549,50	1 194 161,85	1 462 990,89	1 491 423,31
4604,3	4 602,46	8 422,50	136,56	211 668,00	1 333 508,40	1 341 930,90	1 373 681,10
4604,3	9 208,60	16 851,74	96,80	150 040,00	945 252,00	953 674,50	976 180,50
4604,3	1 933,81	3 538,86	31,57	48 933,50	308 281,05	325 132,79	332 472,81
4604,3	1 933,81	3 538,86	164,98	255 719,00	1 611 029,70	1 614 568,56	1 652 926,41
4604,3	146 901,11	268 829,04	109,23	169 306,50	1 066 630,95	1 070 169,81	1 095 565,79

2.5 Техніко-економічний розрахунок вибору кількості та потужності трансформаторів

Техніко-економічний розрахунок вибору кількості та потужності трансформаторів проводиться в наступній послідовності:

1) Обирається кількість і потужність трансформаторів для заданого цеху. Розрахункова потужність становить

S_розр = S_мах = 206,43 кВА (таблиця 2.2).

Розглядаються два варіанти:

Перший варіант - один трансформатор ТМ-250 потужністю =250 кВА;

Другий варіант - два трансформатори ТМ-160 потужністю =160 кВА кожний;

За першим варіантом для споживачів 2 категорії вимагається резервне введення від сусідньої підстанції.

За другим варіантом в роботі будуть знаходитись обидва трансформатори, кожен з яких буде працювати в економічному режимі роботи.

Коефіцієнт завантаження трансформатора за першим варіантом:

Коефіцієнт завантаження трансформаторів за другим варіантом:

0,65.

2) Обираються два варіанти вибору трансформаторів. За кожним з намічених варіантів знаходяться витрати холостого ходу за формулою:

;

.

3) Визначаються приведені втрати короткого замикання:

;

;

4) Визначаються повні приведені втрати:

4,63 кВт;

кВт,

Де

, 0,65.

5) Визначаються втрати енергії:

кВт/год ,

кВт/год ,

Де

Т = 251 роб.днів * 8 год.* 2 зміни = 4016 годин.

6) Вартість втрат за рік:

Де K_т.е = 1,83 грн/кВтгод.

7) Вартість амортизаційних відчислень:

,

.

8) Вартість річних експлуатаційних відчислень:

,

.

9) Повні витрати:

;

.

Результати розрахунків заносяться до таблиці 2.5.1 і порівнюються витрати на реалізацію варіантів. Приймається той варіант, за яким витрати будуть наменьщими.



Таблиця 2.5 - Зведені дані техніко-економічного розрахунку вибору кількості та потужності трансформаторів

Варіант	Sмах, кВА	Sт.ном кВА	Кіль-кість, од.	Кз	, кВт	Кз.в	Iхх , %	, кВт	, кВт	Uк.з, %	, кВт	, кВт
1	206,43	250	1	0,82	0,55	0,12	2,3	1,24	3,7	4,5	5,05	4,63
2	206,43	160	2	0,65	0,41	0,12	2,4	0,87	2,65	4,5	3,51	2,35
Т, год	Wa, кВт/год	Кт.е, грн./кВт	Bвт, грн	Рв	Ba, грн	Кзат, грн	Bе, грн	В, грн	В, грн
4016	18594,08	1,83	34027,16	0,063	3150	50000	37177,16	43427,16	43427,16
4016	9437,6	1,83	17270,8	0,063	2457	39000	19727,8	24602,8	49205,6

За техніко-економічними показниками доцільним є перший варіант з установкою одного трансформатора S_н=250 кВА. Обирається комплексна трансформаторна підстанція КТПк-250/6/0,4 У1 ТУ У 31.2-35036863-004:2009 з трансформатором ТМ-250 кВА 6/0,4 кВ.

2.6 Розрахунок струмів короткого замикання

Цехова підстанція живиться від системи необмеженої потужності високовольтним кабелем типа - АВБВнг 3х25, 6 кВ. Довжина кабелю - 1 км, переріз - 35,8 мм².

На підстанції встановлено один трансформатор ТМ-250 кВА. Визначити струм трифазного короткого замикання в точках К₁ і К₂.

Перед тим, як почати розрахунок струмів короткого замикання (КЗ), необхідно скласти розрахункову схему, на яку потрібно нанести всі параметри електричного кола (активний, індуктивний опори системи, лінії, трансформатора і т.і.).

На схемі проставляються точки КЗ, як на високій так і на низькій стороні трансформатора (рисунок 2.1).



Рисунок 2.1 - Розрахункова схема (а) та схема заміщення для точки К₁ (б).

1) Визначаються параметри кола КЗ до точки К₁. Розрахунок проводиться в іменованих одиницях:

Опір системи:

Опір кабельної лінії:

,

де l - довжина лінії; = 0,029 мкОм·м - провідність, S - переріз кабеля - 35,8 мм².

Реактивний опір кабельної лінії:

x_к1 = x₀ l = 0,081=0,08 Ом ,

де x₀ - питомий реактивний опір, Ом/км.

Підраховується результуючий опір до точки К₁:

.

Струм сталого трифазного КЗ в точці К₁ визначається з виразу:

Ударний струм в точці К₁:

,

де , тому що

[9].

Потужність вимкнення точки КЗ:

41,14 МВА.

2) Розрахунок струмів КЗ на стороні 0,4 кВ (точка К₂).

Будується схема заміщення до точки К₂, враховуючи перехідний опір автоматичного вимикача, опір котушок електромагнітних розчеплювачів, опір шин (рисунок 2.2).



Рисунок 2.2 - Схема заміщення до точки К₂

Визначаються параметри кола КЗ до точки К_2. Всі опори приводяться до базової напруги ступені 0,4 кВ:

Опір кабелю:

Реактивний опір кабелю:

x_к2 = x_к1 = 0,08 = 0,322 мОм .

Опір силового трансформатора:

= 2,37 мОм ,

де =3,7 кВт - втрати КЗ трансформатора ТМ-250.

= 27,2мОм

де - напруга короткого замикання.

Номінальний струм трансформатора на низький стороні визначається як

.

Середній опір автоматичного вимикача на стороні 0,4 кВ:

r_а = 0,23 мОм; x_а = 0,2 мОм.

За струмом вибираються шини алюмінієві 40х4 мм.

Для цих шин:

r₀ = 0,222 мОм; x₀ = 0,214 мОм.

При відстані між фазами 300 мм та загальній довжині ошиновки трансформатора 10 м:

r_ш = 2,22 мОм; x_ш = 2,14 мОм.

Сумарні опори однієї гілки:

r_У = + r_а + r_ш = 2,37 + 0,23 + 2,22 = 4,82 мОм.

x_У = + x_а + x_ш = 27,2 + 0,2 + 2,14 = 29,54 мОм.

Результуючий опір:

Підраховується результуючий опір до точки К₂:

.

Струм сталого трифазного КЗ в точці К₂ визначається з виразу:

Ударний струм системи:

,

де , тому що

[9].

Потужність вимкнення точки КЗ:

9,79 МВА.

2.7 Вибір високовольтного обладнання

2.7.1 Вибір і перевірка автоматичного вимикача

Користуючись умовами п.2.6 потрібно підтвердити вибір вимикача ВМП-10-600/350, потужність вимкнення при 6 кВ = 200 МВА

За розрахунковим струмом I_р = 17,83 А (п.2.4, таблиця 2.4), напрузі U_н= 6 кВ (базової U_б1= 6,3 кВ), струму =3,77 кА, потужності вимкнення = 41,14 МВА обирається вимикач ВМП-10-600/350.

Порівняльні дані вимикача заносяться в таблицю 2.7.

Таблиця 2.7 - Порівняльні дані вимикача ВМП-10-600/350

Параметри	Розрахункові дані	Технічні характеристики вимикача ВМП-10-600/350	Умови вибору та перевірки
Напруга	Uб1	кВ	6,3	Uдоп	кВ	11,5	Uб1 Uдоп
Струм	Iр	А	17,83	Iк	А	600	Iр Iк
Струм вимкнення		кА	3,77	Iн.в	кА	20	Iн.в
Ударний струм		кА	5,33		кА	52
Струм термічної стійкості		кА	1,06		кА	14
Потужність вимкнення		МВА	41,14		МВА	200

Розрахунковий струм термічної стійкості I_т.с:

,

де t_п = 0,8 - приведений час дії КЗ [9].

t_к - час, для якого в довіднику приведений струм термічної стійкості (t_к = 10 с).

Час дії захисту:

t = t_п + t_в.ч = 0,8 + 0,1 = 0,9 с ,

де t_в.ч = 0,1 с - власний час вимикача

З таблиці видно, що умови вибору та перевірки задовольняються.

2.7.2 Вибір і перевірка роз'єднувача

Користуючись умовами п.2.6 вибирається роз'єднувач для внутрішнього установлення типу РВ-10/400.

Порівняльні дані роз'єднувача РВ-10/400 заносяться в таблицю 2.8.



Таблиця 2.8 - Порівняльні дані

Параметри	Розрахункові дані	Технічні характеристики роз'єднувача типу РВ-10/400	Умови вибору та перевірки
Напруга	Uб1	кВ	6,3	Uдоп	кВ	10	Uб1 Uдоп
Струм	Iр	А	17,83	Iк	А	400	Iр Iк
Ударний струм		кА	5,33		кА	40
Струм термічної стійкості		кА	1,06		кА	16

Умови вибору та перевірки задовольняються.

2.7.3 Вибір і перевірка вимикачів навантаження

Користуючись умовами п.2.6 вибирається вимикач навантаження з запобіжниками типу ВНПз-16 із заземлюючими ножами та запобіжниками ПК-10-32.

Порівняльні дані вимикача заносяться в таблицю 2.9.

Таблиця 2.9 - Порівняльні дані вимикача ВНПз-16

Параметри	Розрахункові дані	Технічні характеристики вимикача навантаження ВНПз-16	Умови вибору та перевірки
Напруга	Uб1	кВ	6,3	Uдоп	кВ	10	Uб1 Uдоп
Струм	Iр	А	17,83	Iк	А	32	Iр Iк
Струм вимкнення		кА	3,77	Iмакс	кА	12,5	Iмакс
Ударний струм		кА	5,33		кА	10
Струм термічної стійкості		кА	1,06		кА	6

Умови вибору та перевірки задовольняються.

2.7.4 Вибір і перевірка ізоляторів

Користуючись умовами вибираються опорні ізолятори при встановленні шини на голівці ізолятора горизонтально («плиском»). Відстань між фазами 350 мм, довжина просвіту між опорними ізоляторами - 1000 мм.

Визначається розрахункове навантаження на головку ізолятора за виразом:

.

Обираються ізолятори типу ИО-6-3,75 II У3. Порівняльні дані ізолятора типу ИО-6-3,75 II У3 заносяться в таблицю 2.10.

Таблиця 2.10 - Порівняльні дані ізоляторів ИО-6-3,75 II У3.

Параметри	Розрахункові дані	Технічні характеристики ізолятора ИО-6-3,75 II У3	Умови вибору та перевірки
Напруга	Uб1	кВ	6,3	Uдоп = 1,15 Uн	кВ	6,9	Uб1 Uдоп
Навантаження		кН	0,01392	Fруйн	кН	3,75	Fруйн

Умови вибору та перевірки задовольняються.

2.7.5 Вибір і перевірка шин

Вже були вибрані за струмом шини алюмінієві 40х4 мм з допустимим струмом навантаження 480 А.

а) Перевірка шини на динамічну дію струмів КЗ.

За вибраним способом кріплення шин «плиском» момент опору шини щодо осі, перпендикулярної дії зусилля становить:

,

де n - кількість полос на фазу (у прикладі n = 1); b - товщина полоси, см; h - ширина полоси, см.

1,09 см³,

Розрахункове навантаження, при довжині шин між опорними ізоляторами - 1000 мм і відстанню між фазами 350 мм, було знайдено в п.2.7.4:

.

Допустиме зусилля:

=980,7 Н.

де у_доп - допустима напруга в матеріалі шини, яку приймають рівною (0,5-0,7)у_руйн. Руйнівну напругу у_руйн в матеріалі шин приймають за таблицями. Так, для алюмінієвого сплаву марки АД31Т у_руйн= 2039 кгс/см² = 200 МПа, а у_доп. = 917,7 кгс/см² = 90 МПа.

Через те, що щини динамічно стійки.

б) Перевірка шин на термічну стійкість при протіканні по них струму КЗ.

Початкова температура шин при нормальному режимі роботи:

де - температура довкілля, приймається 25 С; - тривала температура нагріву шин.

Користуючись кривою для визначення кінцевої температури нагрівання алюмінієвих шин при КЗ визначається значення :

0,2010⁴ А²с/мм².

Переріз шини:

S = bh = 440 = 160 мм² ,

де b - товщина, мм; h - ширина шини, мм.

Знаходиться температура нагрівання шини струмом КЗ:

А²с/мм² ,

де - струм сталого трифазного КЗ, А; - приведений час КЗ, с; S - переріз шини, мм².

Користуючись кривою для визначення кінцевої температури нагрівання алюмінієвих шин при КЗ за значенням визначається

: = 145 С.

Перевірка правильного вибору шин заключається в порівнянні допустимої температури її нагріву при токах КЗ, яка для шин з алюмінію становить = 200 С, та отриманої температури нагріву . Якщо отримана температура менше допустимої, то шини термічно стійкі.

В даному разі = 145 С , а = 200 С , тобто вимога виконується.

2.8 Розподіл електричної енергії на напрузі до 1000 В та розрахунок розподільних електромереж

2.8.1 Вибір перерізів провідників за умовами нагрівання

1) Розташування електроприймачів на плані електросилової мережі. Технічні дані електроприймачів.

2) Перерізи дротів і вибір марки кабелю до електроприймачів, працюючих в тривалому режимі визначається таким чином:

Електроприймач № 1 - Вентилятор №1, P_н = 60 кВт.

Номинальний струм електродвигуна приймача рівний:

,

де - ККД електроприймача.

Лінія до електродвигуна виконується дротом марки АПВ - 35, прокладеним в сталевій трубі в підлозі. Переріз дротів по нагріву вибирається згідно з вираженням:

,

де = 126,76 А - розрахунковий струм лінії, , приймається К_п=1.

1130126,76 .

Умова виконується.

Умовний прохід сталевої тонкостінної труби приймається рівним 32.

3) Перерізи дротів і вибір марки кабелю до електроприймачів, працюючих у короткочасному і повторно-короткочасному режимах з тривалістю включення ТБ?40 % вибирається за розрахунковим струмом, приведеним до тривалого режиму (див. вимоги вище).

Електроприймач №31, Кран-балка, ТВ = 30 %, , .

Розрахунковий струм електродвигуна приймача рівний:

Лінія до електродвигуна виконується дротом марки АПВ-16, прокладеним в сталевій трубі в підлозі. Переріз дротів по нагріву вибирається згідно з вираженням:

,

де = 71,3 А - розрахунковий струм лінії, .

17571,3.

Умова виконується.

Умовний прохід сталевої тонкостінної труби приймається рівним 25.

4) Електроприймач №9, Зварювальний трансформатор, однофазний, №1

, ТУ = 25%

Для стумов трансформатора можна написати:

Лінія до електродвигуна приймача виконується дротом марки АПВ-4, прокладеним в сталевій трубі в підлозі. Переріз дротів по нагріву вибирається згідно з вираженням:

, ;

где = 26,13 А - розрахунковий струм лінії, .

13226,13.

Умова виконується.

Умовний прохід сталевої тонкостінної труби приймається рівним 15. Результати розрахунків і вибору кабелів до 1000 В представлені в таблиці 2.11.

Таблиця 2.11 - Результати розрахунків для вибору кабелів до 1000 В

Номер ЕП	Назва ЕП	Потужність ЕП, Рном, кВт	Рном, кВт приведена до ТВ=100%,	соs	Uн, кВ	КПД	Iн, А	Провод	Iн.д, А	Умовний прохід сталевихтруб, мм
1	Вентилятор №1	60		0,8	0,38	0,9	126,76	АПВ 30	130	32
2	Плоскошліфувальний верстат №1	15		0,5	0,38	0,8	57,04	АПВ 10	60	20
3	Радіально-свердлильний верстат №1	10		0,5	0,38	0,7	43,46	АПВ 10	60	20
4	Радіально-свердлильний верстат №2	10		0,5	0,38	0,7	43,46	АПВ 10	60	20
5	Радіально-свердлильний верстат №3	10		0,5	0,38	0,7	43,46	АПВ 10	60	20
6	Горизонтально-фрезерний верстат №1	10		0,5	0,38	0,7	43,46	АПВ 10	60	20
7	Горизонтально-фрезерний верстат №2	10		0,5	0,38	0,7	43,46	АПВ 10	60	20
8	Горизонтально-фрезерний верстат №3	10		0,5	0,38	0,7	43,46	АПВ 10	60	20
9	Зварювальний трансформатор, однофазний, ТВпас = 25 %, №1	30	7,5	0,5	0,22	0,9	26,13	АПВ 4	32	15
10	Зварювальний трансформатор, однофазний, ТВпас = 25%, №2	30	7,5	0,5	0,22	0,9	26,13	АПВ 4	32	15
11	Гідравлічний пресс №1	15		0,7	0,38	0,7	46,57	АПВ 10	60	20
12	Гальванічна ванна №1	1,4		0,7	0,38	0,9	3,38	АПВ 2,5	24	15

Подобные документы

• Обслуговування електротехнічного обладнання та електропостачання механічного цеху

  Розрахунок електричних навантажень механічного цеху. Вибір потужності силових трансформаторів. Розрахунок перерізу жили кабелів, проводів. Техніка монтажу розподільчих пристроїв напругою 0.4 кВ. Правила користування і випробування захисних засобів.
  
  курсовая работа [44,9 K], добавлен 24.03.2013
  

• Розрахунок електропостачання цеху

  Визначення розрахункового навантаження заводу середнього машинобудування механічного цеху. Техніко-економічне обґрунтування вибору схеми зовнішнього електропостачання підприємства, схема цехової мережі. Розрахунок компенсації реактивної потужності.
  
  курсовая работа [199,6 K], добавлен 20.01.2011
  

• Електропостачання механічного цеху

  Специфіка проектування електричної мережі цеху з виготовлення пiдiймальних пристроїв машинобудівного заводу. Розрахунок електричних навантажень. Вибір кількості і потужності силових трансформаторів КТП з урахуванням компенсації реактивної потужності.
  
  курсовая работа [778,9 K], добавлен 14.03.2014
  

• Проектування електропостачання цеху металорізальних верстатів

  Характеристика об'єкта електропостачання, електричних навантажень, технологічного процесу. Класифікація будинку по вибуховій безпеці, пожежній електробезпечності. Розрахунок електричних навантажень, вибір трансформаторів, розподільних пристроїв.
  
  курсовая работа [97,8 K], добавлен 28.11.2010
  

• Розрахунок схеми електропостачання групи цехів

  Огляд сучасного стану енергетики України. Розробка системи електропостачання підприємства. Розрахунок графіків електричних навантажень цехів. Вибір компенсуючих пристроїв, трансформаторів. Розрахунок струмів короткого замикання. Вибір живлячих мереж.
  
  курсовая работа [470,0 K], добавлен 14.11.2014
  

• Електропостачання заводу хімічної промисловості

  Техніко-економічний вибір схем зовнішнього електропостачання підприємства. Розрахунок електричних навантажень, релейного захисту силового трансформатору, заземлюючого пристрою, сили токов короткого замикання. Вибір електроустаткування підстанції.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 27.05.2012
  

• Техніко-економічні характеристики електричної частини теплоелектроцентралі

  Вибір числа й потужності трансформаторів ТЕЦ-90. Техніко-економічне порівняння структурних схем. Вибір головної схеми електричних сполук, трансформаторів струму і струмоведучих частин розподільних пристроїв. Розрахунок струмів короткого замикання.
  
  курсовая работа [210,4 K], добавлен 16.12.2010
  

• Розробка оптимальної системи електропостачання термічного цеху

  Вибір оптимальної схеми цехової силової мережі, розрахунок електричних навантажень, вибір кількості та потужності трансформаторів цехової підстанції. Вибір перерізу провідників напругою понад і до 1 кВ, розрахунок струмів короткого замикання і заземлення.
  
  курсовая работа [844,7 K], добавлен 12.03.2015
  

• Розробка системи електропостачання штампувального цеху машинобудівного заводу

  Розрахунок електричних навантажень методом упорядкованих діаграм. Визначення сумарного навантаження по цеху в цілому. Вибір числа, потужності та розташування цехових трансформаторних підстанцій. Розрахунок навантаження однофазних електроприймачів.
  
  курсовая работа [390,6 K], добавлен 19.05.2014
  

• Електропостачання ремонтно-механічної майстерні

  Характеристика цеху, опис технологічного процесу. розподіл електричних навантажень. Розробка принципової схеми живлення, вибір компенсуючих пристроїв. Вибір номінальних струмів. Комутаційна та захисна апаратура. Розрахунок струмів та заземлення.
  
  курсовая работа [504,4 K], добавлен 26.11.2014
  

• Вибір апаратури й устаткування розподільних пристроїв і трансформаторних підстанцій

  Обґрунтування роду струму й напруги, схеми зовнішнього й внутрішнього електропостачання трансформаторної підстанції. Розрахунок електричних навантажень. Визначення числа й потужності цехових трансформаторів і підстанції. Вибір марки й перетину кабелів.
  
  курсовая работа [490,9 K], добавлен 23.11.2010
  

• Електропостачання механічного цеху

  Порядок розрахунку необхідного електропостачання механічного цеху заводу, визначення основних споживачів електроенергії. Вибір роду струму та величини напруги. Розрахунок вимірювальних приладів та місце їх приєднання. Охорона праці при виконанні робіт.
  
  курсовая работа [124,5 K], добавлен 31.05.2009
  

• Розрахунок електропостачання та електрообладнання цеху

  Спорудження і експлуатація системи електропостачання цеху. Вибір потужності трансформаторів, способів прокладання низьковольтних кабельних ліній. Розрахунок струмів короткого замикання у низьковольтній розподільчій мережі та вибір електрообладнання.
  
  дипломная работа [5,5 M], добавлен 15.06.2014
  

• Електромережі та електрообладнання

  Характеристика споживачів електричної енергії. Вихідні дані і визначення категорії електропостачання. Розрахунок електричних навантажень підприємства і побудова графіків навантажень. Економічне обґрунтування вибраного варіанту трансформаторів.
  
  курсовая работа [283,4 K], добавлен 17.02.2009
  

• Електропостачання дільниці №2 енергоцеху ДП заводу "Електроважмаш"

  Характеристика електрообладнання об’єкта, розрахунок параметрів електричного освітлення. Вибір схеми електропостачання та його обґрунтування, розрахунок навантажень. Вибір числа і типу силових трансформаторів. Параметри зони захисту від блискавки.
  
  курсовая работа [66,4 K], добавлен 17.02.2014
  

• Електропостачання групи цехів механічного заводу

  Розрахунок силових навантажень. Вибір напруги зовнішнього електропостачання і напруги внутрішньозаводського розподілу електроенергії. Визначення доцільності компенсації реактивної потужності. Вибір кількості і потужності силових трансформаторів.
  
  курсовая работа [876,8 K], добавлен 19.12.2014
  

• Проектування системи електропостачання машинобудівного заводу

  Опис технологічного процесу проектування системи електропостачання машинобудівного заводу. Визначення розрахункових електричних навантажень. Вибір системи живлення електропостачання та схем розподільних пристроїв вищої напруги з урахуванням надійності.
  
  дипломная работа [446,9 K], добавлен 21.02.2011
  

• Розробка системи електропостачання сільської місцевості та вибір електрообладнання

  Визначення електричних навантажень на вводах споживачів електричної енергії. Електричний розрахунок мережі 10 кВ, струмів короткого замикання лінії 10кВ. Вибір електричної апаратури розподільного пристрою. Релейний захист комірки лінії 10 кВ підстанції.
  
  курсовая работа [692,1 K], добавлен 04.09.2014
  

• Аналіз ефективності енерговикористання на ТОВ "Сармат"

  Опис технологічного процесу підприємства. Розрахунок електричних навантажень та схеми електропостачання цеху, вибір трансформаторних підстанцій. Багатоваріантний аналіз типів і конструкцій теплообмінників. Розрахунок теплової ізоляції водонагрівача.
  
  дипломная работа [1,6 M], добавлен 19.11.2013
  

• Розрахунок електричної мережі на кілька варіантів підключення

  Загальні положення проектування електричних мереж. Покриття потреб мережі в активній та реактивній потужності. Вибір трансформаторів. Критерії раціональної схеми електромережі на підставі техніко-економічного порівняння конкурентоздатних варіантів.
  
  курсовая работа [725,2 K], добавлен 21.02.2012
  

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