Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Проектирование системы электроснабжения

1.1 Характеристика производства и приемников электроэнергии

1.2 Определение расчетных электрических нагрузок

1.3 Выбор типа исполнения, числа и мощности цеховых ТП

1.4 Определение мощности компенсирующих устройств до и выше 1000В

1.5 Распределение мощности КУ по трансформаторным подстанциям

1.6 Определение расчетных нагрузок напряжением выше 1000 В

1.7 Определение расчетных нагрузок на шинах центра питания предприятия

1.8 Выбор и обоснование рациональной схемы электроснабжения предприятия и проектируемого цеха

1.9 Выбор схемы электроснабжения цеха металлоизделий

Заключение

Литература



Введение

Основной задачей выполнения курсовой работе является самостоятельное глубокое изучение электроснабжения промышленных предприятий, освоение методик технико-экономических расчетов, рациональное использование и применение имеющихся справочных материалов, составление конкурентных вариантов и обоснование правильности принятого решения получение навыков и умение применения полученных знаний. В курсовой работе рассматривается ряд различных последовательных задач, решение которых в целом призваны создать полную картину СЭС промышленного предприятия в соответствии с требованиями предъявляемыми к СЭС В курсовой работе предлагается выбор СЭС для завода среднего машиностроения №1 с подробным проектированием одного из цехов. Для проектируемого цеха производится расчет силовой и осветительной нагрузки, токов короткого замыкания, питающей и распределительной сети, выбор коммутационно-защитной аппаратуры (КЗА).

Для всего завода производится расчеты и выборка для всех элементов СЭС и УН на стороне до 1 кВ и выше. Руководствуясь полученными результатами определяем целесообразность применения КУ и места их установки для выбранных трансформаторов ГПП и ЦТП.

Рассмотреть несколько конкурентных вариантов СЭС завода и проектируемого цеха для выбранного варианта выбрать соответствующие КЗА исходя из технико-экономических требований, требований надежности и ПУЭ:

- СЭС должна быть проста в исполнении, экономична и надежна, доступна для обслуживающего персонала и должна отвечать нормам ТБ.

- КЗА должна быть надежным, обладать селективным действием, отвечать термоэлектродинамическим нормам, экономично и простота в эксплуатации.

1. Проектирование системы электроснабжения

1.1 Характеристика производства и приемников электроэнергии

В курсовой работе рассматривается завод среднего машиностроения. Завод расположен в средней Азии и питается от энергосистемы по двухцепной воздушной ЛЭП напряжением 110 кВ.

Исходные данные и категории ЭП приведены в таблице 1.1.

Характеристика приемников электроэнергии. На заводе имеется различное технологическое оборудование, принадлежащее к различными категориями ЭП и имеющие различные преобразователи электроэнергии (электродвигательные трансформаторные, выпрямительные и электротермические).

Таблица 1.1.

№	Наименование цеха	Установленная мощность Pн, кВт	Категории ППЭ, %
			1	2	3
1	Цех металлопрокатный	1600	10	20	70
2	Механосборочный цех	1000	20	30	50
3	Литейный цех	1900	20	20	60
4	Котельная	780	-	50	50
5	Кузнечно-прессовый цех	550	-	30	70
6	Термический цех	500	20	30	50
7	Компрессорная	2100	20	40	40
8	Ремонтно-механический цех	550	20	20	40
9	Механический цех	900	-	40	60
10	Заготовительно-сварочный цех	1000	-	20	80
11	Склад	210	-	-	100
12	Заводоуправление, столовая	420	-	20	80
	Итого:	10960



Рис.1.1. Генеральный план завода.

Более подробно в курсовой работе рассмотрен цех металлоизделий

Цех металлоизделий (ЦМ) является составной частью отрасли металлургии и предназначен для выпуска различных изделий для этого производства.

В цехе предусмотрено термическое отделение, в котором производится предварительная подготовка заготовок и окончательная подготовка готовых изделий.

В станочном отделении установлены станки различного назначения. Транспортные операции производятся с помощью мостовых кранов и наземных электротележек.

Кроме названных в цехе имеются вспомогательные, бытовые и служебные помещения.

ЦМ получает электроснабжение от цеховой трансформаторной подстанции КТП 3, расположенной на расстоянии 220 м от заводской подстанции глубокого ввода (ПГВ). Напряжение -- 10кВ.

Количество рабочих смен -- 2.

Потребители ЭЭ по надежности ЭСН -- 2 и 3 категории.

Грунт в районе цеха -- песок с температурой +10 °С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 4, 6, и 8 м каждый.

Размеры цеха А х В х Н= 50 х 32 х 10 м.

Все помещения, кроме станочного и термического отделений, двухэтажные высотой 4 м.

Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника. Расположение основного ЭО показано на плане.

Перечень ЭО цеха дан в следующей таблице.

№ на плане	Наименование ЭО	, кВт
1	2	3
1,31,42	Краны мостовые	25
2,3,14	Продольно строгальные станки	12,2
15...17	Плоскошлифовальные станки	3
4...8, 32…35, 39…41	Токарно - револьверные станки	3,5
9…13	Токарные станки	15
18,19	Вертикально -сверлильные станки, 1-фазные	2,5
20	Расточный станок	13
21,22	Фрезерные станки	3,8
23,24	радиально -сверлильные станки,	9,5
25	Электрическая печь сопротивления	60
26,27	Электрические печи индукционные	24
28…30	Электродуговые печи	50
36…38	Вентиляторы	5



Рис.1.2. План расположений ЭО цеха металлоизделий

1.2 Определение расчетных электрических нагрузок

Для расчета электрических нагрузок предприятия применяются два метода расчета нагрузок. Метод расчетных коэффициентов для определения расчетной нагрузки проектируемого цеха (корпуса) и метод коэффициента спроса для определения ориентировочной нагрузки цехов предприятия.

Определение расчетных электрических нагрузок до 1000 В

Расчет электрической нагрузки проектируемого цеха производятся два этапа.

На первом этапе при предварительном расчете определяется общая нагрузка по цеху в целом. По этой нагрузке выбирается число и мощность цеховых трансформаторов схема электроснабжения цеха.

На втором этапе, который ведется после выбора схемы электроснабжения цеха, расчет электрических нагрузок производится по узлам нагрузок - распределительным пунктам распределительным шинопроводом. Этот расчет необходим для выбора элементов системы электроснабжения; сетей шинопроводов и коммутационно защитные аппаратуры напряжением ниже 1000 В.

Для расчета электрических нагрузок предприятия применяются два метода расчета нагрузок. Метод расчетных коэффициентов для определения расчетной нагрузки проектируемого цеха и метод коэффициентов спроса для определения ориентировочной расчетной нагрузки цехов предприятия.

Указания по расчету электрических нагрузок методом расчетных коэффициентов.

Для представления электрических величин и коэффициентов, характеризующих электропотребления: показатели электропотребления индивидуальных ЭП обозначаются строчными буквами, а группы ЭП - прописными буквами латинского и греческого алфавита.

Номинальная (установленная) мощность одного ЭП - это мощность, обозначенная на заводской табличке или его паспорте.

Групповая номинальная активная мощность - это сумма номинальных активных мощностей группы ЭП.

где - число ЭМ, входящих в группу.

Номинальная реактивная мощность q одного ЭП - реактивная мощность, потребляемая из сети или отдаваемая в сеть, при номинальной активной мощности и номинальном напряжении, а для синхронных двигателей - при номинальном токе возбуждения.

Групповая номинальная реактивная мощность - алгебраическая сумма номинальных реактивных мощностей, входящих в группу ЭП.

где - паспортное или справочное значение коэффициента реактивной мощности.

При расчете электрических нагрузок до 1000 В производится в табличной форме. В итоговой строке определяется групповой коэффициент, используемый для данного узла питания, графа 5 итоговой строки.

Определяется групповой коэффициент мощности для данного узла питания графа 6 итоговой строки.

Эффективное число ЭП - это такое число однородных по режиму работы ЭП одинаковой мощности, которое обуславливает те же значения расчетной нагрузки, что и данная группа ЭП различной мощности.

Для последующего определения эффективного числа определяется для каждой характеристики группы ЭП одинаковой мощности величины в итоговой строке их суммарное значение. При определении эффективного числа ЭП для итоговой строки определяется по выражению:



Найденное значение определяется до ближайшего меньшего числа. Определяется коэффициент расчетной нагрузки в зависимости от коэффициента использования эффективного числа ЭП от таблицы, и заносятся в графу 2 итоговой строки.

Расчетная активная мощность группы ЭП напряжением до 1 кВ, подключенных к узлу питания определяется по формуле:

Расчетная активная мощность группы ЭМ определяется следующим образом:

для питающих сетей напряжением до 1 кВ в зависимости от :

при

при

Значение токовой расчетной нагрузки, по которому выбирается сечение линии по допустимому нагреву, определяется по выражению:

где - полная расчетная мощность узла.

Результаты расчетов вносим в таблицу 1.2.



Определения осветительных нагрузок предприятия

Следует производить по методу удельных мощностей. Тогда расчетная нагрузка осветительной установки (ОУ) в системе общего равномерного освещения определяется по формуле

где - коэффициент спроса осветительной установки

- удельная мощность на ед. производственной площади Вт/м2

Fц - площадь производственного помещения м2 .

При определении величины необходимо предварительно выбрать соответствующий тип светильника, найти нормируемое значение освещенности рабочих мест, коэффициент запаса. Если параметры ОУ окажутся отличными от справочных данных, в расчет вводится поправочный коэффициент, учитывающий отличие нормируемой освещенности, коэффициентов отражения, коэффициента запаса и выраженный зависимостью отношения фактических данных ОУ к справочным.

Результаты расчетов вносим в таблицу 1.3.

Определения электрических нагрузок предприятия

Ориентировочно при наличии данных о составе цехов, установленной мощности приемников электроэнергии и отсутствии подробных данных о составе и мощности ЭП цехов, кроме цехов рассматриваемого подробно, определить по методу коэффициента спроса.

Расчетная нагрузка п- го цеха равна



где - суммарная установленная мощность ЭП п - го цеха;

- коэффициент использования п - го цеха, найденного в соответствии с ниже приведенными соотношениями:

- коэффициент спроса п - го цеха;

- значение тангенса угла, определяемое по справочным данным ().

При этом можно использовать соотношения коэффициентов.

Расчетная нагрузка для цеха, электроснабжение которого в проекте разрабатывается подробно, записывается по результатам предыдущих расчетов методом расчетных коэффициентов.

Результаты расчетов сведены в таблицу 1.4.

На основании нагрузок по цехам предприятия, требований к надежности электроснабжения ЭП производится выбор числа и мощности цеховых трансформаторов и размещение их по территории предприятия.

Для цехов с преобладающей нагрузкой I категории при двухтрансформаторных подстанциях коэффициент загрузки должен быть в пределах 0,65-0,7. Для цехов с преобладающей нагрузкой II категории при однотрансформаторных подстанциях с взаимным резервированием трансформаторов - 0,7-0,8. Для цехов с преобладающей нагрузкой II категории при возможности использования централизованного резерва трансформаторов и для цехов с нагрузкой III категории - 0,9-0,95. При этом необходимо учесть, что на двухтрансформаторных подстанциях мощность трансформаторов должна быть такой, чтобы при выходе из строя одного из них второй принял на себя нагрузку подстанции с учетом допустимой перегрузочной способности.



1.3 Выбор типа исполнения, числа и мощности цеховых ТП

При необходимости предусматривается отключение потребителей III категории для обеспечения допустимой перегрузки. В целях упрощения эксплуатации цеховых подстанций и ограничения складского резерва трансформаторов целесообразно применять на предприятии не более 2-3 типоразмеров трансформаторов. В соответствии с ГОСТ 14209-85 и 11677-75 цеховые трансформаторы имеют следующие номинальные мощности: 100,160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500 кВА. В настоящее время цеховые ТП выполняются комплектными (КТП), и во всех случаях, когда этому не препятствуют условия окружающей среды и обслуживания устанавливаются открыто. При выборе номинальной мощности трансформаторов обычно исходят из удельной плотности нагрузки на единицу производственной площади из выражения:

где Рр - активная мощность цеха, кВт.

Fц - площадь цеха, м2

При плотности 0,2 кВ А/м2 целесообразно применяют трансформаторы мощностью 1000 кВА включительно.

Минимальное число цеховых трансформаторов одинаковый мощности предназначенных для питания технологических связанных нагрузок определяется по формуле ;

- расчетная активная мощность.

- коэффициент загрузки трансформатора.

- добавка до ближайшего цехового числа.

где m - дополнительное количество трансформаторов [4], которое определяется по кривым



1.4 Определение мощности компенсирующих устройств до и выше 1000В

Выбираем число и мощность силовых трансформаторов для станкостроительного завода, с учетом компенсации реактивной мощности.

Для ограничения потерь активной мощности и напряжение в сети связанных с передачей значительной реактивной мощности, также для увеличения пропускной способности линий и трансформаторов предусматривается установке в сети потребителей компенсирующих устройств в сети выше 1000 В находится из условия баланса реактивной мощности для всего трансформатора.

Находим небольшую реактивную мощность, которую целесообразно передать через 12 трансформаторов.

Суммарная мощность конденсаторных батарей

Дополнительная мощность

НБК для данной группы трансформаторов

- расчетный коэффициент.

Суммарная расчетная мощность



Суммарная мощность компенсирующих устройств Qк1 на предприятии может быть определена по формуле:

где -наибольшая суммарная реактивная мощность предприятия в период наибольших активных нагрузок энергосистемы.

- наибольшая реактивная мощность, которая может быть передана в сеть предприятия из сети энергосистемы в период ее наибольших активных нагрузок.

Так, как Qвн меньше 1000 кВА, то вся мощность КУ распределяется в сети до 1000В.

1.5 Распределение мощности КУ по трансформаторным подстанциям

Мощности компенсирующих устройств устанавливаемых в сети до 1000 В распределяется между цеховыми подстанциями пропорционально их расчетным реактивным нагрузкам по формуле:

где, - реактивная мощность первый трансформаторной подстанции.

- расчетная реактивная нагрузка

- округляется до ближайшего стандартного значения комплектной конденсаторной установки (ККУ). На пример КТП-1.

1.6 Определение расчетных нагрузок напряжением выше 1000 В

Расчетные нагрузки напряжением выше 1000 В необходимы для выбора электрооборудования выше 1000 В по номинальному току и сечение проводников по допустимому нагреву. Узлами схемы электроснабжения могут быть радиальные и магистральные ответвления линий питания к трансформаторным подстанциям, секций сборных шин РУ-6(10) кВ. В каждом узле схемы определяется нагрузка в нормальном и аварийном режиме работы.

Определение расчетных нагрузок потребителей напряжением выше 1000 В

Для определения расчетной нагрузки на высокой стороне трансформаторов необходимо к расчетной нагрузке низкой стороны добавить потери активной и реактивной мощности в обмотках трансформаторов.

При известных параметрах трансформаторов, потери мощности в нем могут быть определены по формулам:

Так как параметры трансформаторов нам известны, потери мощности в нем определяем по более точным формулам:

ТМЗ-1000/10/0,4:



Здесь - потери холостого хода активной и реактивной мощности в силовых трансформаторах;

- потери короткого замыкания активной и реактивной мощности силового трансформатора %;

- коэффициент изменения потерь (принимается равным 0,07 кВт/кВар);

- коэффициента загрузки трансформатора.

1.7 Определение расчетных нагрузок на шинах центра питания предприятия

В зависимости от числа присоединений и группового коэффициента использования, при определении расчетной нагрузки на секции сборных шин РУ, по таблице [4] определяется коэффициент одновременности k0

Коэффициент использования зависит от коэффициента спроса kс , который определяется как отношение:



Таблица 1.5.Распределение ТП по цехам

1.7

Выбор силовых трансформаторов на ГПП

Мощность трансформаторов выбирается из 2 условий:

1.

2.

Принимаем трансформатор типа ТМН-6300/110 [2]

Рхх=5,6 кВт; Iх=0,9%

Рк=33,5 кВт цена: 3 607. тыс.cом.

Проверяем трансформатор на систематическую перегрузку:



Проверяем на аварийную перегрузку:

Выбираем 2 трансформатора марки ТМН 6300/110.

1.8 Выбор и обоснование рациональной схемы электроснабжения предприятия и проектируемого цеха

Выбор схемы электроснабжения предприятия

Схема электроснабжения промышленного предприятия показывает связь между источником питания и потребителям электроэнергии предприятия.

В данной курсовой работе питание цехов осуществлено по радиальной схеме, электроснабжения в цепях обеспечения надежности электроснабжения и из за расположения нагрузок в различных напряжениях от источника питания. Для радиальной схемы также для обеспечения надежного электроснабжения и удобства при эксплуатации запитываем нагрузку нескольких цехов от двух трансформаторов подстанции, при этом учитывая коэффициент загрузки трансформаторов при нормальных и аварийных режимах. Трансформаторные подстанции размещаем в цехах с большой нагрузкой и находящихся вблизи ГПП.

Электроснабжение цехов производим кабелями, линиями прокладываемыми в траншеях, имеющих в рабочим режиме, параметры обеспечивающие нормальное электроснабжение при аварийном режиме выходе одного из элементов. Схема электроснабжения настроена с учетом перспективы развития предприятия, то есть обеспечивает возможность подключение дополнительных мощностей, строительства дополнительных линий и ТП.

Схема обеспечивает надежную защиту и автоматическое восстановление питания, потребителей с помощью устройств релейной защиты и автоматики, расчет которых был осуществлена в курсовой работе. Схема должна обеспечивать наименьшие потери мощности электроэнергии и нормальный уровень напряжения.

Для чего в курсовой работе был осуществлен расчет центра электрических нагрузок, где была, установлена, главная понизительная подстанций кабели в этих цепях проверяются по потери напряжения, которые не превышали допустимые.

В курсовой работе имеется 8 трансформаторов распределенных между

КТП № 1 расположено 2 трансформатора, питает №1,2,5;

КТП № 2 расположено 2 трансформатора, питает №3,9;

КТП № 3 расположены 2 трансформатора, питает №4,6,10,11,12.

КТП № 4 расположено 2 трансформатора, питает №7,8;

Выбор кабеля для питания КТП

Выбор сечения сети напряжением выше 1000 В, производится по техническим и экономическим условиям.

К техническим условиям относятся: выбор сечений по нагреву расчетным током, условия коронирования, механической прочности от кратковременного выделения тепла током к.з., потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах, Экономические условия выбора заключается в определении сечения линии приведенные затраты на сооружение которой будут минимальны.

Сечение кабеля, провода по нагреву выбираются исходя из расчетного тока нагрузки с последующей проверкой его в аварийном режиме. При определении допустимого тока проводника необходимо учитывать, условия прокладки кабелей, т.е. число проложенных рядом кабелей, фактическую температуру среды, в которой проложены кабели.

Выбираем кабель для питания КТП-1.

где - активные и реактивные потери в трансформаторах, определяемые по формулам

кВт

кВар

Определяем расчётный ток

По справочным материалам выбираем кабель марки ААБл трёхжильный сечением 35 мм2 А.

где -коэффициент учитывающий температуры среды так как t=+15oC [4].

- коэффициент учитывающий число проложенных рядом кабелей, равный 0,9 так как КТП-1 питают два кабеля [4].

км, мОм/м, мОм/м,



активное и реактивное сопротивление кабеля, берется из табл. П6-4 [5]. приемник электрический нагрузка

Определим потери напряжения:

;

ААБл (3х35) для КТП-1.

Выбираем кабель для питания КТП-2.

кВт

кВар

По справочным материалам выбираем кабель марки ААБл трёхжильный сечением 35мм2 А.

Выбираем кабель для питания КТП-3.



кВт

кВар

По справочным материалам выбираем кабель марки ААБл трёхжильный сечением 35 мм2 А.

Выбираем кабель для питания КТП-4.

кВт

кВар

По справочным материалам выбираем кабель марки ААБл трёхжильный сечением 35 мм2 А.



1.9 Выбор схемы электроснабжения цеха металлоизделий

Расчет электрических нагрузок по узлам цеховой сети

Расчетные нагрузки по узлам схемы выше 1000 В необходимы для выбора электрооборудования выше 1000 В по номинальному току и сечения проводников по допустимому нагреву. Узлами схемы электроснабжения напряжения выше 1000 В могут быть радиальные и магистральные ответвления линий питания к трансформаторным подстанциям, секции сборных шин РУ - 6(10) кВ. В каждом узле схемы определяется нагрузка в нормальном и аварийном режимах работы.

Отличительной особенностью расчета электрических нагрузок электроприемников напряжением выше 1000 В является следующее:

-зная реальную загрузку высоковольтных электродвигателей, в графу 5 заносим вместо ;

-в графу 7 заносим ;

-эффективное число не определяется и графы 9 10 не заполняются;

-расчетная нагрузка цеховых трансформаторных подстанций заносится в графы 7 и 8;

Для определения расчетной нагрузки на высшей стороне трансформатора необходимо к расчетной нагрузке низкой стороны добавить потери активной и реактивной мощности в обмотках трансформатора.



Расчет питающей и распределительной сети

Выбор внутрицеховых распределительных пунктов

Выбор токопроводов. Выбираем распределительный шинопровод (ШРА).

Расчетный ток ШРА-1 выбираем шинопровод типа ШРА4 с

, ; ; , .

, ,

Проверка токопроводов на динамическую прочность .

Расчетный ток ШРА-2 выбираем шинопровод типа ШРА4 с

, ; ; , .

, ,

Проверка токопроводов на динамическую прочность .

Расчетный ток СП 1 выбираем силовой пункт типа ШРС1-24У3 число отходящих линий 6х100+2х250.

, ; ; , .

, ,

Проверка токопроводов на динамическую прочность .

Расчетный ток СП-2 ,

Выбираем силовой шкаф типа ШР11 -73506-22У3 Iном = 250 А 8Ч250

Число присоединений 8; номинальный ток рубильника (Р16-373) 400 А.

Расчетный ток СП-3 ,

Выбираем силовой шкаф типа ШР11 -73506-22У3 Iном = 250 А 3Ч250

Число присоединений 3; номинальный ток рубильника (Р16-373) 400 А.

Таблица 1.19. Цеховые распределительные пункты

Обозначение на плане	Расчётный ток, А	Фактическое число ЭП	Расчетная активная мощность, кВт	Расчетная реактивная мощность, кВар	Марка
ШРА-1	98,9	13	38,6	52,36	ШРА4 -250А
ШРА -2	36,5	11	12,9	20,32	ШРА4 - 250А
СП-1	334,4	6	155,8	155,4	ШРС1-24У3-400
СП-2	43,3	8	19,9	20,41	ШР11 -73506-22У3 -250
СП-3	19,3	3	10,5	7,16	ШР11 -73506-22У3-250

Выбор кабелей

ТП - ШРА-1: выбираем кабель сечением 35 мм2.

;; , .

АВВГ (3Ч35+1Ч16) , , .

ТП - ШРА-2: выбираем кабель сечением 25 мм2.

;; , .

АВВГ (3Ч25+1Ч16) , , .

Расчетный ток СП-1 , выбираем кабель сечением 185 мм2.



; ; , .

АВВГ(3Ч185+1Ч95) , , .

Расчетный ток СП-2 , выбираем кабель сечением 16 мм2.

; ; , .

АВВГ(3Ч16+1Ч6) , , .

Расчетный ток СП-3 , выбираем кабель сечением 16 мм2.

; ; , .

АВВГ(3Ч16+1Ч6) , , .

Таблица 1.20. Выбор марки и сечения кабелей, питающих СП

Шинопровод, силовой пункт		Сечение, мм	Марка
ШРА-1	98,9	(3Ч35+1Ч16)	АВВГ	120
ШРА-2	36,5	(3Ч25+1Ч16)	АВВГ	100
СП-1	334,4	(3Ч185+1Ч90)	АВВГ	435
СП-2	43,3	(3Ч16+1Ч6)	АВВГ	90
СП-3	19,3	(3Ч16+1Ч6)	АВВГ	90

Выбор кабеля от ШРА - 1 до приемника №2 (Продольно-строгальный станок) ; .

Выбираем кабель сечением 10 мм2.

АВВГ (3Ч10+1Ч6) ; .

Таблица 1.21. Выбор марки и сечения кабелей, питающих ЭП цеха

Номер на плане	Наименование ЭП				Сечение, мм	Марка
1,31,42	Краны мостовые	25	0,80	47,5	3(1х16)	АПВ	55
2,3,14	Продольно строгальные станки	12,2	0,60	30,9	3(1Ч10)	АПВ	38
15...17	Плоскошлифовальные станки	3	0,50	9,1	3(1х2)	АПВ	14
4...8, 32…35, 39…41	Токарно - револьверные станки	3,5	0,50	10,6	3(1х2)	АПВ	14
9…13	Токарные станки	15	0,50	45,6	3(1х16)	АПВ	55
18,19	Вертикально -сверлильные станки, 1-фазные	2,5	0,50	7,6	3(1х2)	АПВ	14
20	Расточный станок	13	0,60	32,9	3(1Ч10)	АПВ	38
21,22	Фрезерные станки	3,8	0,50	11,5	3(1х2)	АПВ	14
23,24	радиально -сверлильные станки,	9,5	0,60	24,1	3(1Ч6)	АПВ	26
25	Электрическая печь сопротивления	60	0,35	260,5	(3Ч120+1Ч70)	АВВГ	295
26,27	Электрические печи индукционные	24	0,60	60,8	(3Ч10+1Ч6)	АВВГ	70
28…30	Электродуговые печи	50	0,90	84,4	(3Ч16+1Ч6)	АВВГ	90
36…38	Вентиляторы	5	0,85	8,9	1(4Ч2,5)	АПВ	15

Расчет 3-фазного и однофазного токов короткого замыкания в сети до 1000 В.

Расчет 3-фазного тока короткого замыкания в сети до 1000В

Сети промышленных предприятий напряжением до 1 кВ характеризуются большой протяженностью и наличием большого количества коммутационно-защитной аппаратуры. При напряжении до 1 кВ даже небольшое сопротивление оказывает существенное влияние на ток К.З. Поэтому в расчетах учитывают все сопротивления короткозамкнутой цепи, как индуктивные, так и активные.



Рис.1.2. Электрическая схема

ТМЗ-1000/10/0,4:

Определяем сопротивления цехового трансформатора

;

.

Определяем суммарные сопротивления в точке к1:

Ток короткого замыкания и ударный ток в точке к1:

;

Определяем суммарные сопротивления в точке к2:

; .

Ток короткого замыкания и ударный ток в точке к2:

;

Определяем суммарные сопротивления в точке к3:

; .

; .

Ток короткого замыкания и ударный ток в точке к3:

;

к1	11,8	17,5
к2	8,63	12,7
к3	3,8	5,5

Расчет тока однофазного КЗ

Определение величины тока однофазного КЗ необходимо для проверки надежности работы зануления, для проверки чувствительности устройств защиты, для расчета защитного заземления.

В точке к - 1



; ; ;

;

В точке к - 2

; ; ;

В точке к - 3

; ; ;

Вид тока
В точке к-1	2,96	4,3
В точке к-2	1,76	2,5
В точке к-3	0,93	1,31

Выбор коммутационно-защитной аппаратуры до 1000 В

В процессе эксплуатации цеховых сетей и электрооборудования требуется отключение и включение сети источника питания, а также надежная защита их аварийных режимов. Такую функцию осуществляют коммутационно-защитные аппараты цеховой сети.

В цеховой сети могут возникать следующие, недопустимые по току режимы работы:

- увеличение тока вследствие перегрузки;

- увеличение тока вследствие к.з.;

- увеличение тока в момент пуска или самозапуска электродвигателей низкого напряжения.

Для защиты проводов и кабелей от ненормальных режимов в сетях напряжением до 1000В устанавливаются предохранители и автоматы.

В качестве аппаратов защиты электрических сетей и установок промпредприятий следует широко применять предохранители, не допуская необоснованного применения автоматических выключателей.

Автоматические выключатели следует применять в случаях:

а) необходимости автоматизации управления, так как некоторые типы автоматов выполняются с приводами дистанционного управления;

б) необходимости обеспечения более скорого по сравнению с предохранителями восстановления питания и если при этом не имеют решающего значения вероятность неселективных отключений и отсутствие эффекта ограничения тока к.з.;

в) частых аварийных отключений.

Размещение КЗА производится таким образом, чтобы все элементы и участки сети были защищены от воздействия токов к.з. и длительных перегрузок. Для этого аппараты защиты устанавливаются во всех точках сети, где сечение проводка уменьшается, а также там, где это необходимо по условиям соблюдения. Аппараты защиты устанавливаются непосредственно в местах присоединения защищаемых участков сети к шинам подстанции или к питающей линии, соответственно сечению защищаемого элемента. Этот участок должен быть защищен от механических повреждений.

В отдельных случаях для ответвлений, выполняемых в труднодоступных местах, аппараты защиты допускается устанавливать на расстоянии до 30 м от точки ответвления в месте удобном для обслуживания, надежно защищая проводники с негорючей оболочкой от механических повреждений.

Выбор предохранителей

При выборе предохранителей необходимо учитывать следующие условия:

1. Номинальное напряжение предохранителя должно быть больше или равно номинальному напряжению сети

2. По нагреву расчетным (рабочим) током . Для этого необходимо соблюдать условия,

где ; соответственно номинальные токи предохранителя и плавкой вставки, А; - коэффициент надежности, зависящий от рода нагрузки, в расчетах ориентировочно можно принимать:

для постоянных нагрузок (электроосвещение, электронагрев и др.);

для сварочных аппаратов;

для электронагревателей, пускаемых напрямую;

для статических конденсаторов;

- расчетный ток линии, приведенный к ПВ=100%, А.

Для единичных приемников электроэнергии (ЭЭ) за расчетный ток следует принимать номинальный ток приемников.

3. Предохранитель не должен отключать линию при перегрузках нормальной эксплуатации (пусковые токи - ). Это условие выдерживается при соблюдении соотношения

где - ток срабатывания предохранителя, зависящего от продолжительности перегрузки, А.

Пусковые или пиковые токи и их продолжительности определяются расчетным путем или должны быть известны. Например, номинальный пусковой ток асинхронных двигателей определяется по каталожным данным по формуле , где - номинальный ток двигателя, А; - кратность пускового тока, которая изменяется от 5 до 7.

Для защиты линий, питающих более одного двигателя, если известны расчетный ток линии , пусковой ток двигателя с максимальным пусковым током , ток плавкой вставки определяют по формуле

где - номинальный ток двигателя, имеющего максимальный пусковой ток, А.

Ток плавкой вставки можно выбрать упрощенным методом:

a) При легком пуске время перегрузки tП до 2,0 с

;

б) при среднем пуске tП=3,5-8 с

;

в) при тяжелом пуске tП более 10 с

;

4. По отключающей способности. Отключаемый ток к.з. (действующее значение) должен быть меньше, чем предельно отключаемый ток.

Выбираем предохранитель для приемника № 2 (Продольно- строгальный станок) ; .

1. , ;

2. , ;

3. , ,

4. ,

По данным условиям мы выбрали предохранитель марки ПР2 - 100.

Таблица 1.22. Выбор предохранителей

Номер на плане	Наименование ЭП					Ток плавкой вставки, А	Марка предохранителя
1,31,42	Краны мостовые	25	0,80	47,5	100	100	ПР-2-100
2,3,14	Продольно строгальные станки	12,2	0,60	30,9	100	80	ПР-2-100
15...17	Плоскошлифовальные станки	3	0,50	9,1	60	20	ПР-2-60
4...8, 32…35, 39…41	Токарно - револьверные станки	3,5	0,50	10,6	60	20	ПР-2-60
9…13	Токарные станки	15	0,50	45,6	100	100	ПР-2-100
18,19	Вертикально -сверлильные станки, 1-фазные	2,5	0,50	7,6	15	15	ПР-2-15
20	Расточный станок	13	0,60	32,9	100	80	ПР-2-100
21,22	Фрезерные станки	3,8	0,50	11,5	60	25	ПР-2-60
23,24	радиально -сверлильные станки,	9,5	0,60	24,1	60	60	ПР-2-60
25	Электрическая печь сопротивления	60	0,35	265	600	600	ПН-2-600
26,27	Электрические печи индукционные	24	0,60	60,8	200	125	ПР-2-200
28…30	Электродуговые печи	50	0,90	84,4	200	200	ПР-2-200
36…38	Вентиляторы	5	0,85	8,9	60	20	ПР-2-60

Выбор выключателей автоматических

1. По напряжению

где - номинальные напряжения соответственно автомата и сети;

2. По расчетному (рабочему) току

,

где - соответственно номинальные токи автомата, теплового и электромагнитного расцепителей;

3. По пиковому (пусковому) току

где - фактическое время срабатывания теплового расцепителя при прохождении пикового (пускового) тока;

- продолжительность пикового (пускового) тока.

4. По току короткого замыкания

где - допустимая величина отключаемого тока к.з. автоматом (паспортное значение);

- допустимое и расчетное значения ударного тока к.з.;

5. По селективности. У выключателей, имеющих тепловые расцепители, селективность может быть обеспечена при условии

где - номинальные токи наибольшего и наименьшего по величине тока автоматов.

ТП. ТМЗ-1000/10

Iр=1547 А

1.

2.

3.

4. регулируемая

5.

По данным условиям мы выбрали автоматический выключатель ВА 88-43.

ШРА-1

Iр=98,9 А

1.

2.

3.

4.

5.



По данным условиям мы выбрали автоматический выключатель ВА 88-33. ШРА-2 и СП-2, СП-3, Iр=36,5 А. Выбираем ВА 88-32

1.

2.

3.

4.

5.

Для СП-1 Iр=334,4 А выбираем ВА 88-37.

1.

2.

3.

4.

5.



Заключение

В данном курсовой работе я освоил основы проектирования электроснабжения. В курсовой работе задано разрабатывать СЭС завода среднего машиностроения, выбрать для нее наиболее целесообразный вариант схемы питания, сечение токопроводов, КЗА, измерительную аппаратуру и более подробно рассматривать один из цехов. Ознакомившись с характеристикой предприятия и ЭП, средой и номинальным и данными различных групп ЭП я принял окружающею среду нормальной и определил, что имеются ЭП I, II и III категории. По исходным данным ЭП определила расчетные электрические и осветительные нагрузки, по значениям которых находим общую нагрузку цехов. Это нагрузка используется при выборе числа и мощности цеховых трансформаторов. Для более точного определения ожидаемой нагрузки я выполнила расчет КУ. Это позволило снизить потери электроэнергии и токов в токопроводах. Далее определяем потери мощности в КТП и находим расчетную нагрузку во второй ступени схемы электроснабжения. По этой нагрузке находим сечения сети питающей КТП а также число и мощности трансформаторов. Проанализировав величины и размещение электрических нагрузок цехов, по территории завода учитывая категории потребителей, выбрала радиальную схему электроснабжения для завода в сети 10 кВ, которые выполнила кабельными линиями. На стороне ВН ГПП я приняла схему мостика и выключателями. Для выбора КЗА, а также рационального сечения проделал расчет токов к.з. Основываясь на данный расчет, выбрал необходимое оборудование и кабели с номинальными параметрами удовлетворяющие условия выбора. Более подробно рассмотрел цеха металлоизделий. В специальном разделе работы рассмотрела качество электроэнергии и устройства для улучшения их показателей.



Литература

1. Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования. Москва. «Энергоатомиздат». 1989г.

2. Л.Д. Рожкова, В.С. Козулин. Электрооборудование станций и подстанций. Москва. «Энергия». 1980г.

3. А.А. Васильев. Электрическая часть электростанций и подстанций. Москва. «Энергоатомиздат». 1990г.

4. Федоров А.А., Старкова П.Е. «Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования».

5. Тохтамов С.С., Куржумбаева Р.Б. Проектирование системы электроснабжения. МУ для выполнения курсового и дипломного проектирования для студентов специальности «Электроснабжение». 2010. - 63с.

6. И. В. Сергеев; «Экономика предприятия»; М. Финансы и статистика, 2003. - 304с.

7. Правила устройства электроустановок ПУЭ. 7-е изд., переработанное и дополненное - М.: Энергоатомиздат, 2005. - 640 с.

8. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. М.: Изд-во стандартов, 1998.

9. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества электроэнергии в электрических сетях. Киев: Наукова думка, 1985.

10. Карташев И.И., Пономаренко И.С., Ярославский В.Н. Требования к средствам измерения показателей качества электроэнергии // Электричество. 2000. № 4. С. 11-17.

11. Железко Ю.С. Потери электроэнергии. Реактивная мощность. Качество электроэнергии: Руководство для практических расчетов. - М.:ЭНАС, 2009.

Размещено на Allbest.ru

...