Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Общая характеристика объекта

2. Расчёт электрической нагрузки

3. Построение суточного и годового графиков нагрузки

4. Выбор числа и мощности трансформаторов

5. Выбор питающих кабелей

6. Расчет токов короткого замыкания

7. Выбор схемы электроснабжения

8. Расчет и выбор оборудования при U> 1000B

9. Расчет распределительной сети при U=0.4 кВ

10. Учет и экономия электроэнергий

11. Охрана труда и защита окружающей среды

Заключение

Литература



Введение

Электрификация обеспечивает выполнение задачи широкой комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, что позволяет усилить темпы роста производительности общественного труда, улучшить качество продукции и облегчить условия труда.

Электромашиностроение одна из ведущих отраслей машиностроительной промышленности. Специфика электромашиностроения заключается в наличии таких процессов, как изготовление и укладка обмоток электрических машин, для чего применяется не стандартизованное оборудование, изготавливаемое самими электромашиностроительными заводами. электроснабжение мощность электрическая нагрузка

Электромашиностроение характерно многообразием технологических процессов, использующих электроэнергию: литейное производство, сварка, обработка металлов и материалов давлением и резанием, термообработка и т.д. Такие предприятия широко оснащены электрифицированными подъемно-транспортными механизмами, насосами, компрессорными и вентиляторными установками. Автоматизация затрагивает не только отдельные агрегаты и вспомогательные механизмы, но во всё большей степени целые комплексы их, образующие полностью автоматизированные поточные линии и цехи.

Первостепенное значение для автоматизации производства имеют многодвигательный электропривод и средства электрического управления. Широко внедряются комплектные тиристорные преобразовательные устройства. Применение тиристорных преобразователей не только позволило создать высокоэкономичные регулируемые электроприводы постоянного тока, но и открыло большие возможности для использования частотного регулирования двигателей переменного тока.

Всё большее распространение получают новейшие средства электрической автоматизации технологических установок, машин и механизмов на базе полупроводниковой техники, высокочувствительной контрольно- измерительной и регулирующей аппаратуры, бесконтактных датчиков и логических элементов. Для управления технологическими процессами всё чаще используются электронные вычислительные машины.

Электрооборудование промышленных предприятий и установок проектируется, монтируется и эксплуатируется в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и другими руководящими документами.



1. Общая характеристика объекта

Перечень ЭО учебных мастерских.

- Деревообрабатывающие станки (3шт.)

- Заточные станки (4шт.)

- Сверлильные станки (4шт.)

- Токарные станки (4шт.)

-Круглошлифовальные станки (4шт.)

- Фрезерные станки (3шт.)

-Болтонарезные станки (5шт.)

- Резьбонарезные станки (5шт.)

- Электрические печи (1шт.)

- Вентиляторы (4шт.)

- Сварочные агрегаты (4шт.)

- Тельфер 3т. (1шт).

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

Электроснабжение учебной мастерской осуществляется от КТП пристроенной к зданию.

КТП подключена к двух-трансформаторной подстанции глубокого ввода (ПГВ) установленной в 2,3 км. от неё, напряжение ТП 10 кВ.

Потребители электроэнергии относятся к 2 и 3 категории надежности электроснабжения в соответствии с ПУЭ. Учебно-подготовительный процесс - односменный.

Каждое здание и ТП сооружены из блоков-секций длиной 6 и 8 метров каждый. Размеры цеха



2. Расчёт электрической нагрузки

При расчёте силовых электрических нагрузок важное значение имеет правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой сети. Завышение

нагрузки может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства; занижение нагрузки - к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприёмников

Расчёт начинают с определения номинальной мощности каждого электроприёмника независимо от его технологического процесса средней мощности: мощности, затраченной в течение наиболее загруженной смены, и максимальной расчётной мощности участка, цеха, завода или объекта.

2.1 Расчет номинальной мощности

Номинальнаямощность Рн это полезная мощность, которая указывается впаспортных данных электроустановок Рп (паспортная). Этот расчет представляем в виде таблицы

Таблица 1 Сводная таблица электрической нагрузки цеха

№	Наименование электрических приёмников	Мощности каждого кВт	Общая мощность кВт	Число приемников	?Р
1,2,3	Деревообрабатывающий станок	4	4	3	12
4,56,7	Заточный станок	2,2 3	2,2 3	2 2	10,4
8-10	Сверлильный станок	3	3	3	9
11	Сверлильные станки	4	4	1	4
12,13	Вентиляторы, вытяжные	5,5	5,5	2	11
14-15	Вентиляторы притяжные	5,5	5,5	2	11
16-17	Сварочные агрегат	4,4	4,4	2	8,8
18-19	Сварочные агрегаты	5,09	5,09	2	10,18
20	Печь сопротивления	10	10	1	10
21-24	Токарные станки	7+0,2+0,12	9,82	4	39,28
25-28	Шлифовальные станки	7,5+1,5	9	4	36
29-31	Фрезерные станки	5,5+1,1	6,6	3	19,8
32	Тельфер	7	7	1	7
33-37	Болтонарезные станки	4	4	5	20
38-42	Резьбонарезные станки	2,2	2,2	5	11
	Дверца печи	0,75	0,75	1	0,75
	ЩО				32,5
	Итого				250

2.2 Расчет сменной мощности

Сменная мощность учитывает количество мощности, израсходованной в период загруженной смены.

(8,с6)

K_и-Коэффициент использования электроприемниика.

(8,с6)

Величина К_и и определяются из таблицы 1 приложение [8.c 38]

Для расчета приемники объединяют в группы с одинаковым режимом работы и, следовательно, с одинаковым К_и и. Таблица составляетсяна основании сводной таблицы нагрузки участка цеха. Расчет производим в таблице 2.

Таблица 2.1. Расчет сменной мощности.

№	Наименование Оборудования	кВт			tg	кВт	кВар
1	Металообрабатывающие станки	163	0,14	0,6	1,33	22,7	30,2
2	Электронагревательные установки	10	0,7	0,95	0,33	7	2,31
3	Вентиляторы	22	0,65	0,8	0,75	14,3	10,7
4	Сварочные агрегаты	18,98	0,3	0,35	2,67	5,7	15,2
5	Тельфер	3,5	0,05	0,5	1,73	0,18	0.3
6	ЩО	32,5	0,85	0,95	0,33	27,6	9,12
	Итого	250	0,31	0,75		77,48	67,82

Определяем сменную мощность металлообрабатывающих станков:

Определяем сменную мощность электронагревательных установок:

Определяем сменную мощность вентиляторов:

Определяем сменную мощность Сварочных агрегатов:

Определяем сменную мощность грузоподъёмных механизмов:

Определяем сменную мощность электроосвещения:

Определяем среднее значение k_{и ср} для участка цеха:

(8,с7)

-коэффициент использования электроприемника среднее значение;

-полная сменная суммарная мощность;

-полная номинальная сменная сумарная мощность;

-реактивная сменная суммарная мощность;

Определяем среднее значение cos_ср для участка цеха:

(8,с7)

Расчет электрической нагрузки производится для выбора питающей трансформаторной подстанции, которая выбирается общей для мастерской, или нескольких мастерских, расположенных в непосредственной близости друг от друга.

Поэтому для дальнейшего расчета общей сменной мощности необходимо определить с учетом нагрузки соседних участков, которая определяется аналогично произведенного расчета и результаты вводим в таблицу 3.

Таблица 2.2 Расчет общей сменной мощности участков

№	наименование	кВт		cos	кВт	кВар
1	Нагрузка проектируемого участка	250	0,31	0,75	77,48	67,82
2	Нагрузки соседних участков	740,8	0,43		319,52	294,18
	всего	990	0,4	0,74	397	362

2.3 Расчет и выбор компенсирующего устройства

Расчетная величина cos=0,73. Согласно ПТЭ для действующих электроустановок требуется обеспечить нормированное значение cos:

cos_н = 0,95-0,98.

Поэтому необходимо принять меры для повышения cos до принятого нормированного значения. Для проектируемого цеха должен быть принят ряд мероприятий, которые обеспечивают повышение cos естественным путем, т.е. не требуют дополнительных установок и затрат. Но естественных способов повышения cosнедостаточно, поэтому необходимо выбрать компенсирующее устройство. Наиболее распространенным методом компенсации реактивной мощности является применение конденсаторных установок, которые устанавливают на подстанции на шинах 0,4 кВ. Определяем расчетную мощность конденсаторных установок. Предполагая, что на проектируемой подстанции цеха будет установлено 2 трансформатора (так как электрическая нагрузка представлена в основном потребителями 2-й категории), необходимо выбрать две конденсаторные установки. Выбираем две комплектные конденсаторные установки типа УКЛН - 0,38 - 300 - 150 УВ, напряжение 0,38 кВ, мощность 300 кВар.

Q_ку = Р_см·.(8,с8)

При cos_р = 0,74, приняв cos_н = 0,95 определяем = 0,58.

Q_ку =397· 0,58 = 230кВар.

Предполагаем что на проэктируемой подстанции цеха будет кстановлено два трансформатора (так как электрическая нагрузка предоставлена в основном потребителями второй категории), необходимо выбрать две конденсаторные установки.

Выбираем две комплексные конденсаторные установки типа :

УКБН-0,38-135-УЗ с =135кВар(8,с40)

2.4 Определение максимальной расчетной мощности

Максимальная мощность - это наибольшая мощность, потребляемая цехом в течение смены за 30 минут.

Р_max = k_max · Р_см.(8,с9)

Значение К_маxопределяют из справочной таблицы в зависимости от эффективного числа электроприемников, и среднего значения К_и

Определим эффективное число токоприемников (n_э):

Р_max-единичная мощность наибольшего электроприемника.

шт.

Из справочной таблицы 4 выбираем К_маx = 1,09(8,с41)

Р_max = k_max · Р_см= 397 · 1,05 =416,85 кВт.

Согласно практики проектирования,

при n_э ?10

Q_max = 1,1Q_см

при n_э>10

Q_max = Q_см.

Следовательно, в нашем примере Q_max = Q_см = 362кВар.

Теперь можно определить полную расчетную мощность с учетом выбранной КУ.

(8,с9)



3. Построение годового и суточного графиков

Режим работы потребителей электроэнергии изменяется в часы суток и месяцы года. Эти изменения изображают в виде графиков. При проектировании пользуются типовымиграфиками, у которых по оси ординат указывается изменение нагрузки в течение суток или года в % на основании анализа работы действующих предприятий различных отраслей промышленности.

Рисунок 1. Суточный график электрической нагрузки

На основании расчетов для суточного графика нагрузки строится годовой график.

100% по типовому графику соответсвуютS_maxилиP_max. Продолжительность работы в году с определенной нагрузкой учитывается:

Т₁=t₁•365Т₁=6•365=2190 час; Далее аналогично.

W=P•TкВт•чP_н=

W=41,865•2190=91321 кВт•чP_н=кВт

S_н===42,7 кВт

Данные расчета вводятся в таблицу 4

Таблица 3 Продолжительность работы в течение суток и года

№ст	часы	%	кВА	кВт		W кВт•ч
1	0-6	10	42,7	41,685	2110	91323
2	6-8	20	85,4	83,37	730	60860
3	8-10	80	341,6	333,6	730	243528
4	10-12	100	427	416,85	730	304410
5	12-14	60	256,2	250,2	730	182646
6	14-15	20	85,4	83,37	365	30430
7	15-17	60	256,2	250,2	730	182646
8	17-18	80	341,6	333,6	365	12176,4
9	18-20	100	427	416,85	730	304410
10	20-24	10	42,7	41,685	1460	60882
Итого:	8760	1473311,4

Рисунок 2 Годовой график электрической нагрузки

На основании раасчетов годового графика определяем число часов использования максимальной нагрузки T_max.

(8,с11)



4. Выбор числа и мощности трансформаторов

Выбор типа, числа и мощности трансформаторов на подстанции обусловлен величиной и характером нагрузок. ТП должны размещаться как можно ближе к центру размещения потребителей, поэтому рекомендуется применять ТП, встроенные в цех. Наибольшее распространение в последнее время получили КТП - комплектные трансформаторные подстанции. Однотрансформаторные подстанции применяются только при питании нагрузок, допускающих перерыв электроснабжения на время доставки "складского" резерва, поэтому могут быть установлены только во вспомогательных цехах промпредприятий при наличии потребителей в основном 3-й категории.

При наличии потребителей 1 и 2 категории, а также при наличии неравномерного графика применяют двухтрансформаторные подстанции. Число трансформаторов более двух применяется в исключительных случаях при надлежащем обосновании. Каждый трансформатор должен быть рассчитан на покрытие всех нагрузок 1-ой и основных нагрузок 2-ой категории при аварийном режиме.

Для двух трансформаторной подстанции, при аварийном отключении одного из трансформаторов, второй на время ликвидации аварии должен быть загружен не более чем на 140% согласно ПУЭ

На проектируемом участке цеха:

=427кВА.

U₁=10кВ - напряжение питающей сети.

U₂=0,4кВ - напряжение распределительной сети.

В данном случае нагрузка представлена потребителями 2-ой и 3-й категории. Выбираем встроенную в цех комплектную трансформаторную подстанцию с двумя трансформаторами S_нт = 400кВа. При работе двух трансформаторов каждый имеет коэффициент загрузки

(8,с12)

или на 53%.

(8,с12)1,07

В аварийном режиме, при аварийном отключении одного из трансформаторов, загрузка составит 107%, то есть перегрузки меньше допустимой в 140%:

Выбираем трансформатор по каталогу и заносим его технические данные в таблицу:

Таблица 4.1. Технические данные трансформатора

Тип трансформатора	кВа	кВ	кВ	кВт	кВт	%	%
ТМЗ-400	400	10	0,4	0,95	5,5	4,5	2,1

Определяем реактивные потери мощности в трансформаторах:

кВар,(8,с13)

кВар.(8,с13)

Приняв k_эк= 0,05 кВт/кВар коэффициент потерь, экономический эквивалент реактивной мощности (задается энерогосистемой), определяем приведенные потери активной мощности:

0,95+0,058,4= 1,37 кВт.

=5,5+0,05 · 18 =6,4 кВт.

Нагрузка цеха изменяется по графику, который приведен выше. При малых нагрузках (например, в ночные часы суток) экономически более целесообразно держать в работе только один трансформатор, поэтому необходимо определить S - критическую мощность, при которой необходимо подключить второй трансформатор:

(8,с13)

Где n - количество работающих трансформаторов.

=262кВа,

- Рассчитываем приведенные потери и потери энергии за год согласно принятого графика нагрузки:

- коэффициент загрузки трансформатора, определяется для каждой ступени графика.

ДW₁ = ДPтр₁*Т₁кВт·ч(8,с14)

Расчёт заносим в таблицу 4.

Для первой ступени нагрузки (начиная с максимальной)

S_н=427кВА Т₁=1460 часов

Так как S_н=427кВА>=262кВА работают два трансформатора.

(8,с14)

ДW₁ = 6,4•1460= 9344кВт·ч.

Далее результаты расчета приведены в таблице 5.



№	SнкВА.	Число работ. тр-ов	T ч.	?P кВт	?W кВт*ч
1	427	2	1460	6,4	9344
2	341,6	2	1095	5,41	5923,95
3	256,2	1	1460	4,1	5986
4	85,4	1	1095	1,6	1752
5	42,7	1	3650	1,44	5256
	Итог		8760		28262

Таблица 4.2 Годовые потери мощности и электроэнергии.

Определяем общие потери энергии:



5. Выбор питающих кабелей

Питание цеховых ТП выполняется либо от главной понизительной подстанции ГПП завода, либо от центрального распределительного пункта ЦРП, или от шин генераторного напряжения ближайшей энергостанции. Напряжение в сети вешнего электроснабжения принимается 6 кВ или 10 кВ. наиболее вероятным вариантом выполнения сети внешнего электроснабжения является использование кабельных линий (КЛ). Воздушные линии (ВЛ) применяются только в случаях, когда они проходят по незаселенной местности.

Сечение кабелей U>1000 согласно ПУЭ выбирается по экономической плотности тока j_эк, величина которой определяется из таблицы в зависимости от Т_мах и типа изоляции проводника. Питающий кабель U=6 кВ будем выбирать с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией. При рассчитанном значении Т_мах= часов.

Из справочной таблицы определяем:

j_эк = 1,4 А/мм²

(8,с8)

I_расч - ток, протекающий через кабель при работе двух трансформаторов на подстанции.

А.

мм².

Выбираем трехжильный кабель типа ААБ-10-(3*16), I_доп = 75 А.

При аварийном режиме, в случае отключении одного из трансформаторов или кабелей, через оставшейся в работе будет протекать ток:

I_{р мах} = 2 I_расч = 2 · 12,34 = 24,68А,

Так как I_доп = 75 А >I_мах = 24,68 А, выбранный кабель допускает передачу всей нагрузки в аварийном режиме.

Кабель типа ААБ предназначен для прокладки в траншее в почве.



6. Расчет токов короткого замыкания

В электроустановках могут возникать различные виды коротких замыканий, которые сопровождаются резким увеличением тока в цепи, соединяющей источник питания с местом повреждения и снижением напряжения. Электрооборудование, которое установлено в системах электроснабжения, должно быть устойчиво к токам короткого замыкания.

Для правильного выбора и проверки необходимо выполнить расчет, при котором нужно определить наибольшие возможные значения токов короткого замыкания. Источником питания всегда можно считать систему бесконечной мощности S_с= ?, так как мощность любого

конкретного потребителя электроэнергии неизмеримо меньше мощности питающей электросистемы. Расчет токов короткого замыкания можно произвести в относительных единицах, при котором сопротивления всех элементов схемы, связывающих точку короткого замыкания с источником питания, приводятся к базисным условиям. Необходимо при этом задаться базисной мощностью S_б и базисным напряжением U_б. За S_б обычно принимают величину, удобную для расчета. Чаще всего S_б = 100 MBa. За U_б принимается напряжение той ступени, где произошло короткое замыкание, причем при расчете используют средние номинальные напряжения по шкале U_срн = 0,4; 6,3; 10,5; 37; 115; 230 кВ.

Для расчета задается расчетная схема, в которой указываются только те элементы, сопротивление которых учитываются при расчете токов короткого замыкания.

В нашем расчете возьмём схему, в которой питание ТП осуществляется от ГПП завода по КЛ. В свою очередь ГПП завода связана с питающей энергосистемы S_с= ? по воздушным линиям.

U₁=115кВ.U2=10,5 кВ.l=1 км.U=0,4 кВ

L=25 км. S_нтр=10мВАХ₀=0,08 Ом/кмS_нт2=0,4кВА

Х₀=0,4 Ом/кмU_кз=10,5%U_кз=4,5%

?Р_кз=5,5 кВт.

Рисунок 3. Расчетная схема.

Расчет необходимо выполнить в 3-х указанных точках короткого замыкания. При расчете тока короткого замыкания в цепях U > 1000 В учитываются в основном только индуктивные сопротивления всех элементов, активными можно пренебречь вследствие их малости. Необходимо учесть активное сопротивление у кабелей, так как при малых сечениях оно может быть даже больше индуктивного.

Для облегчения выбираемого электрооборудования желательно принять такой режим работы схемы, при котором величины токов короткого замыкания будут наименьшими. В реальных схемах электроснабжения для ограничения величин токов короткого замыкания принимается раздельная работа трансформаторов на подстанции и питающих линий, то есть в нормальном режиме работы секционные аппараты на шинах подстанции отключены. Поэтому схема замещения составляется только для одной цепи, и рассчитываются в относительных единицах сопротивление всех элементов.

Рисунок 4. схема замещения.

-Определяем в относительных единицах сопротивление ВЛ:

(8,с19)

-Определяем в относительных единицах сопротивление трансформатора ГПП:

(8,с19)

-Для кабельной линии, сечение которой S = 35 мм², рассчитываем в относительных единицах активное и индуктивное сопротивление:

(8,с20)

(8,с20)

г =32 - проводимость для аллюминия.

- Определяем в относительных единицах активное и индуктивное сопротивление трансформатора ТП:

(8,с21)

(8,с21)

Производим расчет тока к.з в точке к - 1.



- Определяем результирующее сопротивление для точки к - 1:

- Определяем базисный ток:

- Определяем действующее значение периодической составляющей тока к.з.

- Определяем амплитудное значение тока к.з. - ударный ток:

k_у =1,8 - ударный коэффициент, в случае когда не учитывается активное сопротивление.

Производим расчёт тока к.з. в точке к - 2.



- Определяем результирующее индуктивное сопротивление:

- Определяем результирующее активное сопротивление:

- Определяем полное результирующее сопротивление:

Для точки из к - 2 I_б=5,5 кА.

- Определяем периодический ток к.з. в точке к - 2:

- Для определения k_у находим отношение:

По кривой определяем k_у=1,41.

- Определяем ударный ток к.з.:



Производим расчёт токов к.з. в точке к - 3.

- Определяем результирующее индуктивное и активное сопротивление:

- Определяем полное результирующее сопротивление:

- Определяем базисный ток:

- Определяем периодический ток к.з.:

- Определяем ударный ток:

k_у=1,41 определено из

7. Выбор схемы электроснабжения

Схемы внутреннего электроснабжения могут быть радиальными, магистральными или смешанными. В нашем примере выбираем радиальную схему, в которой все электроприемники цеха присоединены к силовым распределительным пунктам СП. Применяют в основном 2 вида СП, у которых в качестве защитных аппаратов используют предохранители или автоматические выключатели. Наиболее современным типом СП являются с автоматическими выключателями новых серий ВА-51, ВА-52 типа ПР8501, которые рассчитаны на 6, 8, 10 или 12 присоединений.

При радиальной схеме электроснабжения распределительная сеть выполняется кабелями или проводами, для которых необходимо выбрать способ прокладки.

Шинопроводы выбираются серии ШМА - магистральные, и серии ШРА - распределительные, к которым через ответвительные коробки с предохранителями или автоматами присоединяют электроприемники цеха.



8. Расчет и выбор электрооборудования напряжением более тысячи вольт

Для питания КТП от сети U > 1000В применяют 3 варианта выполнения высоковольтного ввода:

а) глухое присоединение кабеля,

б) подключение трансформатора через разъединитель и предохранитель,

в) подключение трансформатора при помощи выключателя нагрузки.

Питающий кабель U > 1000B был выбран в разделе 5. После выполнения расчета токов короткого замыкания этот кабель необходимо проверить на термическую устойчивость.

При проверке рассчитывается минимальное допустимое сечение по нагреву токами короткого замыкания S_min:

мм²,(8,с25)

где - периодический ток короткого замыкания в начале кабельной линии в точке К-1;

- приведенное время короткого замыкания;

- коэффициент, равный для кабелей с алюминиевыми жилами 85.

Проверяем выбранный кабель.

Выбранный ранее кабель сечением 16мм² не обеспечивает условия термической устойчивости, поэтому сечение кабеля необходимо увеличить.

термической устойчивости, поэтому сечение кабеля необходимо увеличить. Окончательно выбираем кабель ААБ -10 (3 * 35), I_доп = 115 А.

Производим выбор и проверку разъединителя и предохранителя. Для сравнения расчетных величин и допустимых параметров разъединителя и предохранителя составляется таблица.

Таблица 8. Технические параметры высоковольтных аппаратов.

Расчётные данные	Данные разъединителя РВ-10-400/УЗ	Данные предохранителя ПКТ-10-31,5УЗ
кВ	кВ	кВ
А	А	А
кА	кА
кА2 · с	кА2 · с
кА		20А



9. Расчёт распределительной сети

Р=130Р=119,21

Рисунок 5. Схема электроснабжения учебной мастерской.

При расчёте распределительной сети необходимо выбрать аппараты защиты: предохранители или автоматы, сечение проводов или кабелей для всех электроприёмников и произвести проверку их на потерю напряжения.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 6. Схема подключения электрооборудования на РП-3

Для расчета распределительной сети необходимо знать величину расчетных токов на всех ее участках, поэтому, вначале определяем для всех работающих от этого РП электродвигателей номинальные и пусковые токи.



; (8,с28)

I_пуск=I_ном·К_п; А

Составляем таблицу 9 с характеристиками электродвигателей, рассчитываем и заносим в эту же таблицу токи.

Таблица 9.1. Технические параметры двигатели.

Р, кВт	Кп	з, %	cosц	Iном, А	Iп, А
7,5	7,5	87,5	0,86	15,16	113,7
5,5	7	85,5	0,85	11,5	80,6
2,2	6	80	0,83	5	30
1,5	5	77	0,83	3,57	17,85
1,1	5	75	0,81	2,75	13,8
0,12	4	63	0,7	0,41	1,64

I_пуск=I_ном·К_п=15,6•7,5=113,7А

Аналогично выполняем расчет для остальных присоединений.

Выбираем автоматические выключатели и сечение питающих проводов для всех присоединений РП-4.

1.Для Токарных станков.

Р=7,5+2,2+0,12

I_дл= I_дл1+ I_дл2+ I_дл3=15,16+5+0,41=20,57А

I_n= I_n1+ I_дл2+ I_дл3=113,7+5+0,41=119,11А

I_кр=1,25• I_n=148,9A

Выбираем автоматический выключатель серии BASlcноминальным током расцепителя 25А.

I_н.расц=25А>I_дл= 20,57А

Проверка автомата при пуске

7•25=175А>148,9А

Автомат не выключится при пуске.

По результатам расчета составляем сводную таблицу технических параметров автоматов и сечение проводов. Данные расчетов вводятся в таблицу 9.2

Наименование приемников	Pн кВт	Iдл, А	Iп А	Iкр, А	Тип автомата	Iна, А	Iнр, А	Iсрэл	Тип провода	S, мм2	Iдоп, А
Токарные станки 22-24	9,82	20,57	119,11	148,9	ВА-51-25	25	25	175	ПВ	2,5	25
Шлифовальные станки25-28	9	18,73	0,43	146,6	ВА-51-25	25	20	200		2,5	25
Фрезерные станки 29-31	6,6	14,25	13,67	104,2	ВА-51-25	25	16	175		1,5	17

Таблица 9.2. Технические параметры автоматов и сечение проводов

Для выбора кабеля, питающего силовой пункт, определяем суммарный длительный ток:

А.(8,с32)

Определяем расчетный ток:

,

где - коэффициент, который учитывает одновременность работы электроприемников и степень их загрузки.

А.

Определяем максимальный кратковременный ток одного из потребителей плюс длительный ток прочих:

Выбираем групповой аппарат серии ВА-51-35

I_{ном. авт.} = 250 А, I_{ном. расц.} =160 А, I_ср.эл. = 7•160 = 1120А.

Выбираем питающий кабель ВВГ - (3 · 95 + 1 · 50), I_доп. = 220 А.

Необходимо выбрать защитные аппараты, установленные в цепи силового трансформатора, секционный аппарат, а также автомат и питающий кабель для конденсаторной установки.

Для выбора автомата в цепи силового трансформатора необходимо определить максимальный расчетный ток. Этот ток определяется в режиме аварийного отключения одного из двух работающих трансформаторов. Считая, что оставшийся в работе трансформатор перегружен на 40%,

Выбор автомата в цепи силового тр-а.

Выбираем автоматический выключатель ВА-53-41, I_н =1000А.

Проверяем выбранный автомат по отключающей способности в режиме короткого замыкания. Расчетной точкой короткого замыкания является точка К-3, для которой в пункте 7 определена величина тока короткого замыкания I_п = 11,1 кА.

Для выбранного автомата действующее значение тока отключения I_откл = 36 кА, так как I_откл = 25 кА >11,5 кА, следовательно, выбранный автомат обеспечивает надежное отключение цепи в режиме короткого замыкания.

Выбираем секционный автомат, для которого принимаем:

I_расч = 0,6 · I_{мах р} = 0,6 · 809= 485 А

Выбираем автомат ВА 53-39, Iном=250А, Iотк=12кА>Iп=11,5кА

Выбираем автомат в цепи питания конденсаторной установки:

А.

Выбираем автомат ВА-52-35, I_ном = 250А, I_откл = 12 кА >11,1кА

Питание конденсаторной установки должно быть выполнено кабелем, сечение которого определено по расчетному току и току защитного аппарата.

Выбираем кабели: ВВГ-(3 · 95 + 1 · 50), I_доп= 220 А.

Рис. 7 Длина проводов и кабелей РП-1

По выбранным сечениям кабеля и проводов определяем величины и из таблицы справочника

Таблица 9.3.Сопротивление кабеля и проводов РП-1

1,5	12,3	0,126
2,5	7,4	0,116
95	0,195	0,081

Расчитываем потери напряжения в проводе, питающей токарный станок:

Для остальных аналогично.

?U₂=0,85%?U₃=0,8%?U₄=0,65%

Расчитываем потери напряжения в проводе, питающей шлифовальный станок:

Для остальных аналогично.

?U₆=0,5%?U₇=0,47%?U₈=0,47%

Расчитываем потери напряжения в проводе, питающей Фрезерный станок:

Для остальных аналогично.

?U₁₀=0,3%?U₁₁=0,45%

Составляем таблицу и определяем суммарную потерю напряжения от шин подстанции до потребителя.



Таблица 9.4. Суммарные потери напряжения.

Потребитель	?U%	?Uоб%	??U%
Токарный станок №21	0,8		1
Токарный станок №22	0,85	0,5%	1,05
Токарный станок №23	0,8		1
Токарный станок №24	0,65		0,85
Шлифовальный станок №25	0,4		0,6
Шлифовальный станок №26	0,5		0,7
Шлифовальный станок №27	0,47		0,67
Шлифовальный станок №28	0,47		0,67
Фрезерный станок №29	0,2		0,4
Фрезерный станок №30	0,3		0,5
Фрезерный станок №31	0,45		0,65

Поскольку во всех цепях , следовательно, сечение проводов выбрано правильно.



10. Учет и экономия электроэнергий

На промышленных предприятиях применяют два вида учета потребленной электроэнергии.

1. Технический учет.

2. Расчетный учет - это учет отработанной, а также отпущенной потребителю электроэнергии для денежного расчета за нее.

Счетчики, устанавливаемые для технического учета, называются контрольными счетчиками. Они предназначены для контроля расхода электроэнергии электростанции, подстанции, предприятий, зданий, квартир и т.п.

Контрольные счетчики технического учета - это счетчики включения в сеть низшего напряжения (до 1000 В), что имеет ряд преимуществ:

1)установка счетчика обходится дешевле, чем на стороне высшего напряжения.

2)появляется возможность определить потери в трансформаторах и в сети высшего напряжения.

3)монтаж и эксплуатация счетчиков значительно проще.

Требования, предъявляемые к контрольным счетчикам в отношении класса точности значительно ниже, чем требования, которые предъявляются к расчетным счетчикам, т.к. по контрольным счетчикам не производят денежных расчетов. Поэтому такие счетчики могут подключаться к измерительным трансформаторам тока класса точности 1.Допускается установка контрольных счетчиков технического учета на вводе предприятия, если расчетный учет ведётся по счетчикам, установленным на подстанциях энергосети.

Расчетные счетчики активной электроэнергии на подстанции энергосистемы должны устанавливаться:

1) для каждой отходящей линии электропередачи, принадлежащей потребителям;

2) для межсистемных линий электропередачи - по два счетчика со стопорами, учитывающих полученную и отпущенную электроэнергии;

3) на трансформаторах собственных нужд;

4) для линий хозяйственных нужд или посторонних потребителей (поселок и т.п.), присоединенных к шинам собственных нужд.

Для измерения расхода активной электрической энергии в трёхфазных сетях при равномерной и неравномерной нагрузке фаз применяя- трехэлементные четырехпроходные счетчики типа СА 3 или СА 3У.

Схема включения трёхфазного счётчика типов СА 3, СА 3У для измерения электроэнергии в трехпроходной сети напряжением выше 1000В, приведена ниже:

Рисунок. 7. Схема включения СА3 и СА 3У



11. Охрана труда и защита окружающей среды

Охрана труда:

В большинстве отраслей промышленно - технический прогресс сопровождается улучшением условий труда, ликвидацией на многих производствах тяжёлого ручного труда, широким внедрением новых эффективных средств обеспечения безопасности. Происходит значительное развитие научно - исследовательских и конструкторских работ в области охраны труда. В то же самое время недостаточное использование возможностей научно - технического прогресса, отсутствие рационального управления им приводят в ряде случаев к ухудшению условий труда. Если оценивать тяжесть труда только по значению энергозатрат, то труд человека, обслуживающего современные машины, сложные технические комплексы, можно считать легким. Но высокомеханизированный труд совершается в условиях ограниченной подвижности, связан с длительным мышечным статическим напряжением, а это является самой утомительной формой мышечной деятельности. В охране труда большое значение придается нормативно - технической документации, требования которой должны воплощаться при проектировании и строительстве производственных предприятий, зданий и сооружений; организации производства и труда; конструкциях производственного оборудования; создании и применении средств защиты работающих от опасных и вредных производственных факторов.Наибольшее значение среди всех этих документов имеют стандарты безопасности труда.Система стандартов безопасности труда (ССБТ) представляет собой комплекс взаимосвязанных стандартов, содержащих требования, нормы и правила, направленные на обеспечение безопасности, сохранения здоровья и работоспособности человека в процессе труда, направленный на решение двух основных задач охраны труда - стандартизации требований, а также средств обеспечения безопасности труда и включения требований обеспечения безопасности труда в стандарты на производственное оборудование и процессы.Большое влияние на организм человека при производстве работ наряду с производственными факторами оказывают метрологические условия, или микроклимат.В производственных помещениях микроклимат зависит от отопления, расположения рабочего места, движения воздуха, запыленности и загрязненности помещения. Оптимальные и допустимые метрологические условия на рабочих местах нормируются в зависимости от времени года, категории работ по тяжести и характеристики помещения по тепло избыткам.Оптимальными считаются такие условия труда, при которых появляются наибольшая работоспособность и хорошее самочувствие. Основными мероприятиями для обеспечения нормальной метрологической среды в рабочей зоне должны быть: механизация тяжелых ручных работ, защита от источников теплового излучения, перерывы в работе для отдыха.

Защита окружающей среды:

В интересах настоящего и будущих поколений в России поставлены задачи по совершенствованию технологических процессов с целью сокращения выбросов вредных веществ в окружающую среду и улучшения очистки отходящих газов от вредных примесей, увеличения выпуска высокоэффективных газо-пылеулавливающих аппаратов, водоочистительного оборудования, а также приборов и автоматических станций контроля за состоянием окружающей среды и др.

Мероприятия по борьбе с загрязнением атмосферы электрическими станциями, трансформаторами и промышленностью сводятся к следующему:

увеличение высоты труб на электростанциях и металлургических производствах с целью обеспечения нормы выбросов для сернистых отходов и рассеяния оксидов азота до требуемых норм;

применение ротоклонов, электрофильтров и механических золоуловителей, обеспечивающих улавливание до 99…99,5 %;

удаление оксидов серы из дымовых газов;

улучшение сжигания топлива;

удаление серы из топлива;

переход на малосернистое топливо;

переход в городах на централизованное теплоснабжение, чтобы избегать загрязнения воздуха от мелких котельных;

переход в больших городах на электрификацию быта, включая отопление;

внедрение безотходных технологий в промышленности и транспорте;

строго соблюдение санитарных норм для всех источников, загрязняющих атмосферу.

Основным ресурсом для промышленности и быта является пресная вода.

Много воды расходуется на нужды быта, еще больше требуется промышленности. Большое количество воды потребляют электростанции. При использовании проточных рек происходит повышение температуры воды, что пагубно отражается на рыбном хозяйстве, так как губит икру и низшие организмы.

Основными мероприятиями по борьбе с загрязнением воды являются:

внедрение оборотных систем водоснабжения;

создание надежных очистительных сооружений;

создание и внедрение новых безотходных технологий;

разработка и применение новых санитарных норм.

Охрана почвы и ландшафта является важным звеном комплексной проблемы охраны окружающей среды.

Рядом с цехом должны быть высажены саженцы деревьев, лужайки травы, чтобы больше выработано кислорода, т.к. деревья выделяют кислород.

На основании этого постановления производится рекультивация земель. В целях борьбы с эрозией почвы сажают лесозащитные полосы, строят пруды; используют кабельные линии, ведут разработки сверхпроводящих и криогенных ЛЭП для уменьшения расхода плодородной земли под полосы «отчуждения».

Открытые распределительные устройства, занимающие большие территории в городах, в будущем будут сооружаться закрытыми, наполненными изолирующим газом и расположенными под землей.

Для уменьшения загрязнения окрестностей ТЭС твердыми отходами предпринимают меры к поставке на электростанции топлива с меньшим содержанием породы, а также всемерно увеличивают масштабы использования золы и шлака для строительства



Заключение

В данном курсовом проекте произведен:Расчёт электрической нагрузки Учебных мастерских.

При расчёте силовых электрических нагрузок важное значение имеет правильное определение электрической нагрузки во всех элементах силовой сети. Завышение нагрузки может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства; занижение нагрузки - к уменьшению пропускной способности электрической сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электроприёмников.

Расчет и выбор компенсирующей установки.

Для проектируемого цеха выбрано 2 установки УКБН - 0,38 - 135 - УЗ

для повышения cosц до принятого нормируемого значения;

-определена максимальная расчетная мощность Smax=427кВА.Максимальная мощность - это наибольшая мощность, в течение смены за 30 минут.

-построен суточный и годовой графики электрической нагрузки.Режим работы потребителей электроэнергии изменяется в часы суток и месяцы года. Эти изменения изображают в виде графиков.

-выбраны мощность и число трансформаторов, а именно 2 трансформатора типа ТМЗ-400.Каждый трансформатор должен быть рассчитан на покрытие всех нагрузок 1 и основных нагрузок 2 категории при аварийном режиме.

-произведен расчет токов К.З. В электроустановках могут возникать различные виды коротких замыканий, которые сопровождаются резким увеличением тока в цепи, соединяющей источник питания с местом повреждения и снижением напряжения. Электрооборудование, которое установлено в системах электроснабжения, должно быть устойчиво к токам короткого замыкания.

-. выбрана схема электроснабжения.В нашем примере выбираем радиальную схему, в которой все электроприёмники цеха присоединены к силовым распределительным пунктам РП.

-произведен расчёт распределительной сети, выбран кабель. Питание цеховых ТП выполняется от главной понизительной подстанции ГПП завода, Напряжение в сети внешнего электроснабжения принимается 10 кВ.

-выбраны автоматы в цепи конденсаторной установки и секционного аппарата

ВА53-39, ВА52-35.

-В заключение сделана проверка распределительной сети на потерю напряжения. Величина этой потери не превышает 5%, допустимых ПУЭ.

-Произведен перечень мероприятий по электробезопасности, охране труда и окружающей среды. В них перечисляются правила работы с промышленным оборудованием, при работе с которыми должны соблюдаться все требования для безопасной работы и устранение электрического и механического травматизма рабочего персонала.



Список литературы

1. Б.Ю.Липкин. “Электроснабжение промышленных установок”, Москва, Высшая школа, 1990г.

2. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. Москва, Энергоатомиздат, 1991г. ред. Ю.Г.Барыбина и др.

3. Справочник по проектированию электроснабжения. Ред. Ю.Г.Барыбина и др. Москва, Энергоатомиздат, 1990г.

4. Электротехнический справочник, тома 1, 2, 3. Москва, Энергоатомиздат,1985г.

5. ПУЭ, ПТЭ, ПТБ.

6. Справочник электромонтёра, том 1 и 2, М.Д.Гаренштейн, Новосибирск, 1984г.

7. Ю.Д.Сибикин “Электроснабжение промышленных предприятий и установок”, Москва, Высшая школа, 2001г.

8. “Электроснабжение отрасли. Методическое пособие для курсового и дипломного проектирования”

Размещено на Allbest.ru

...