На первом этапе разрабатывается проект распределительной внутрицеховой сети (РВС), которая должна соответствовать рекомендациям ПУЭ, СНиП, ПТЭ, ПТБ . На основе РВС составляется расчетная схема электроснабжения цеха.

РВС разрабатывается по уже известному строительному чертежу цеха, с указанной расстановкой оборудования и по известной электрической мощности отдельных приемников. На чертеже указываются места установки СУ и РП, выполняется трассировка сети. Распределительные сети могут выполняться с помощью распределительных шинопроводов.

По своей структуре схемы внутрицеховых электрических сетей бывают радиальными, магистральными и смешанными.

Радиальные схемы (рис. 4.1 а) применяют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределением их по площади цеха, во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной или агрессивной средой. Радиальные схемы применяются в насосных и компрессорных станциях, на предприятиях нефтехимической промышленности, в литейных и других цехах. Радиальные схемы внутрицеховых сетей выполняют кабелями или изолированными проводами. Они могут быть применены для нагрузок любой категории надежности.

Достоинство радиальных схем − их высокая надежность. Недостатками являются: малая экономичность, связанная со значительным расходом проводникового материала, труб, распределительных шкафов; большое число защитной и коммутационной аппаратуры; ограниченная гибкость сети при перемещениях ПЭ, вызванных изменением технологического процесса; невысокая степень индустриализации монтажа.

Магистральные схемы целесообразно применять для питания силовых и осветительных нагрузок, распределенных относительно равномерно по площади цеха, а также для питания группы ПЭ, принадлежащих одной технологической линии. При магистральных схемах одна питающая магистраль обслуживает несколько распределительных шкафов и крупные ПЭ цеха.

Достоинствами магистральных схем являются: упрощение трансформаторных подстанций; высокая гибкость сети, дающая возможность перестановок технологического оборудования без переделки сети; использование унифицированных элементов (шинопроводов), позволяющих вести монтаж индустриальными методами. Недостаток − меньшая надежность по сравнению с радиальными схемами, так как при аварии на магистрали все подключенные к ней ПЭ теряют питание.

На практике радиальные или магистральные схемы редко встречаются в чистом виде. Наибольшее распространение имеют смешанные (комбинированные) схемы (рис.4.1 б), сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем и пригодные для любой категории электроснабжения. Такие схемы широко применяются в промышленности. В смешанных схемах от главных питающих магистралей и их ответвлений электрические приемники питаются через шинопроводы в зависимости от расположения оборудования в цехе.

На участках с малой нагрузкой, где прокладка распределительных шинопроводов не целесообразна, устанавливаются РП, присоединяемые к ближайшим шинопроводам (распределительным или магистральным).

В цехах с преобладанием нагрузок 1-й и 2-й категорий должны предусматриваться резервные перемычки между соседними подстанциями.

Выбор вида схемы внутрицеховой электрической сети определяется многими факторами:

размещением оборудования и мощностью установленного на нем электрооборудования;

пожаро- и взрывоопасностью производства;

микроклиматическими условиями и характеристикой окружающей среды в местах размещения электрооборудования.

Приняв во внимание основные положения вышеизложенного, ознакомившись с характеристиками помещения, технологического оборудования, электрическими приемниками, выбрав вид электрической сети, источник электроснабжения, его размещение и характеристики, необходимо учесть следующие рекомендации, которые позволят составить исходный вариант расчетной схемы:

от одного фидера может питаться один или несколько РП, включенных по магистральной схеме питания;

ток фидера не должен превышать 300−400 А;

электрическая нагрузка на каждый РП не должна превышать 200 −250 А;

для подключения электрического приемника мощностью более 20 кВт следует выделять отдельную линию электропитания;

электрические приемники мощностью менее 10 кВт (особенно это касается однотипного оборудования) рационально включать <цепочкой>, то есть подключить их последовательно к одной линии, но количество их следует выбрать таким, чтобы суммарная мощность нагрузки не превышала 20 кВт;

РП изготовляются напольного, навесного и утопленного исполнения, одностороннего или двухстороннего обслуживания. От этого зависит способ их монтажа (у строительной колоны, у стены или утоплено в стену) и, как следствие, расположение в помещении цеха и на плане сети электроснабжения;

РП одностороннего обслуживания могут устанавливаться задней стенкой вплотную к стене;

РП двухстороннего обслуживания должны иметь доступ с лицевой и задней стороны;

ввод проводов в РП напольного исполнения, имеющих вид шкафов, выполняется в трубах в нижнюю часть шкафа;

РП устанавливаются вблизи места расположения приемников электроэнергии при среднем радиусе отходящих от РП линий 10 −30 м;

РП должно обеспечивать резервирование ответвлений, то есть следует выбрать такой РП, у которого на выходе на 1−2 группы больше, чем требуется для подключения приемников по данному проекту.

Выполняем все виды студенческих работ

Курсовая

Расчёт электрической нагрузки производится совместно для рабочего и аварийного освещения. Исходные данные для расчёта приводятся в таблице 8. Таблица 8 - Параметры нагрузки освещения цеха. Активные сменные мощности рабочего, кВт, и аварийного, кВт, освещения определяются по формуле. Для = 0,83. Реактивные сменные мощности рабочего, кВАр, и аварийного, кВАр, освещения определяются по формуле (2)...

Электроснабжение механического цеха серийного производства (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

• Введение
• 1. Общая часть
• 1.3 Категория надёжности электроснабжения цеха
• 2. Специальная часть
• 2.3 Расчёт электрической нагрузки силового оборудования цеха
• 2.8.4 Расчёт и выбор труб

Введение

Одной из наиболее актуальных задач в нашей стране является планомерное развитие ее хозяйственно-экономического комплекса. В условиях рыночной экономики главным фактором повышения эффективности национальной экономики становятся не отдельные достижения науки и техники, а высокий научный и технологический уровень всего производственного комплекса. Этот уровень определяется в первую очередь состоянием машиностроения как отрасли. В этом плане встают наиболее остро вопросы, связанные с улучшением, реорганизацией, развитием и модернизацией отрасли в целом и каждого предприятия в отдельности. В свою очередь любая модернизация промышленных машиностроительных предприятий, либо создание новых, ставит первоочередную задачу организации полноценного, экономичного и эффективного электроснабжения производственных мощностей, в том числе станкового парка.

В настоящем курсовом проекте рассматривается некоторый опыт проектирования электроснабжения отдельного участка механического цеха серийного производства, предназначенного для серийного выпуска продукции для завода тяжелого машиностроения.

Курсовой проект состоит из общей и специальной частей. В общей части рассматриваются основные данные помещения, оборудования и т. д. , необходимые для проведения расчетов. В специальной части приведены методы и непосредственно сами расчеты по организации электроснабжения участка цеха машиностроительного производства.

электроснабжение механический цех сеть

1. Общая часть

1.1 Характеристика помещений цеха

Механический цех серийного производства (МЦСП) разделен на следующие участки:

станочное отделение;

трансформаторная подстанция (ТП);

ремонтный участок;

бытовые помещения;

фрезерный участок;

заточной участок;

вентиляционная.

В помещении станочного отделения осуществляется основная производственная деятельность МЦСП, обработка заготовок и деталей. Станочное отделение является сухим помещением с нормальной средой, температура окружающей среды не превышает 30 °C, отсутствует химически активная среда, пожаро- и взрывоопасные вещества. Степень защиты оболочки электрооборудования IP 44.

Характеристики участков по условиям окружающей среды, технологическому назначению, наличию зон пожаро- и взрывоопасности приведены ниже в таблице 1.

Таблица 1 — Характеристики помещений цеха

Наименование участка	Технологическое назначение	Условия окружающей среды		Степень защиты оболочки
	трансформация электроэнергии и передача её потребителям	нормальное	пожароопасное, класса П1
станочное отделение		сухое с нормальной средой	пожароопасное класса П-2а
фрезерный участок	обработка деталей из металла на станках	сухое с нормальной средой	пожароопасное класса П-2а
заточной участок	обработка деталей из металла на станках	сухое с нормальной средой	пожароопасное класса П-2а
ремонтный участок	обработка деталей из металла	сухое с нормальной средой	пожароопасное класса П-2а
	хранение инструмента, приспособлений, материалов, готовой продукции	сухое с нормальной средой,	пожароопасное класса П-2а
вентиляционная	приток чистого и вытяжка загрязненного воздуха	нормальное	отсутствует
бытовые помещения	Решение орг. вопросов, отдых рабочих	сухое с нормальной средой,	пожароопасное, класса П-2а

1.2 Анализ электропотребителей цеха

В данном цехе используется электрооборудование, которое имеет следующие технологические назначения:

металлообрабатывающее оборудование (токарные, фрезерные станки и т. д.);

подъемно-транспортное оборудование (кран мостовой);

металлообрабатывающие станки (заточный, сверлильный, токарный, шлифовальный, фрезерный, болтонарезной, резьбонарезной станки);

деревообрабатывающие станки;

бытовые приборы (холодильник, электроплита);

сварочное оборудование (сварочный трансформатор, стол сварщика);

санитарно-техническое оборудование (вентиляторы);

Электропотребители подключены на трёхфазное напряжение 380 В (вентиляторы, станки), на однофазное напряжение 220 В (холодильник) и однофазное 380 В (сварочный трансформатор, электроплита). Остальное электрооборудование работает в длительном режиме.

Большинство электроприемников подключено на трехфазное напряжение 380 В (металлообрабатывающее, подъемно-транспортное оборудование), кроме однофазных электроприемников 220 В (наждачные, заточные станки, магнитный дефектоскоп) частотой 50Гц. Электропотребители цеха работают как в длительном режиме (металлообрабатывающее оборудование), так и в повторно-кратковременном (подъемно-транспортное оборудование).

Категорией надёжности электроснабжения называют способность электрической системы обеспечивать предприятие и отдельные объекты электроэнергией надлежащего качества без аварийных перерывов. В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники (ЭП) разделяются по правилам устройства электроустановок (ПУЭ) на три категории.

1 категория — к ней относятся электропотребители, перерыв в электроснабжении которых может вызвать угрозу жизни человека, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции и т. д. Потребители этой категории питаются от двух независимых источников электроэнергии. Перерыв электроснабжения допускается на время автоматического переключения с одного источника на другой.

2 категория — к этой категории относятся электропотребители, перерыв в электроснабжения которых может вызвать массовый недовыпуск продукции и простой рабочих, нарушение жизнедеятельности городских и сельских жителей. Питание потребителей осуществляется от двух независимых источников. При выходе из строя одного источника энергии переключение на другой источник энергии производит выездная оперативная бригада или оперативный персонал.

3 категория — к этой категории относятся электропотребители, которые не относятся к 1-й и 2-й категориям. Потребители этой категории питаются от одного источника электроэнергии, а перерыв их электроснабжения допускается на время не более суток.

Для электроприемников данной категории допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой. При наличии централизованного резерва допускается питание электроприемников II категории одним трансформатором, т. к перерыв в электроснабжения может вызвать массовый недовыпуск продукции и простой рабочих.

1.4 Исходные данные проектирования

Для выполнения электроснабжения цеха необходимо указать основные показателями цеха, параметры нагрузки цеха и технические параметры электропотребителей, которые заносятся в таблицы 2, 3 и 4 соответственно.

Таблица 2 — Основные показатели цеха

Наименование	Единицы измерения	Величина
Продолжение таблицы 2
2. Высота цеха, Н
3. Число использования максимума нагрузки, Т м
4. Мощность генератора, S Г
5. Индуктивное сопротивление генератора, х Г	о . е .
6. Длинна высоковольтной линии, l
7. Коэффициент мощности энергосистемы,
8. Сопротивление грунта,
9. Агрессивность грунта по отношению к стали
10. Время срабатывания защиты, t з

Таблица 3 — Параметры нагрузки цеха

Наименование	Единицы измерения	Величина
1. Установленная мощность силового оборудования;
2. Коэффициент использования
3. Коэффициент мощности
4. Эффективное число электроприёмников
5. Коэффициент максимума
7. Установленная мощность рабочего освещения
8. Коэффициент спроса
9. Коэффициент мощности
11. Установленная мощность аварийного освещения
12. Коэффициент спроса
Продолжение таблицы 2
13. Коэффициент мощности

Таблица 4 — Техническими параметрами электропотребителей

Наименование ЭП	№ по плану	Количество, шт		Мощность,
1. Карусельно-фрезерный станок
2. Станок заточный 1фазн.
3. Станок наждачный 1фазн.
4. Вентилятор приточный
5. Вентилятор вытяжной
6. Продольно-строгальный станок
7. Плоскошлифовальный станок
8. Продольно-фрезерный станок
9. Резьбонарезной станок
10. Токарно-револьверный станок
11. Полуавтомат фрезерный	21, 22, 23, 24, 25, 26,27, 28
12. Зубофрезерный станок
13. Полуавтомат зубофрезерный
14. Кран мостовой ПВ = 60 % с osц =0,92

2. Специальная часть

2.1 Выбор способа и схемы электроснабжения распределительных сетей

Распределительной сетью называется сеть от распределительных шкафов до электропотребителей.

Распределительный шкаф (ШР) — это электротехническое устройство, служащие для приёма и распределения электроэнергии между электропотребителями, а также для их защиты от аварийных режимов. Распределительные шкафы устанавливаются, как правило, в центре нагрузок, а также в местах, не мешающих технологическому процессу и удобных для эксплуатации и ремонта. В данном цехе распределительные шкафы располагаются у стен.

Существует 3 схемы выполнения распределительных сетей.

Радиальная схема (рисунок 1) — это схема электроснабжения распределительных сетей, при которой электропотребитель получает питание по своей отдельной линии. Таким образом, при выходе из строя одной питающей линии остальные электропотребители продолжают получать питание. Однако при такой схеме используется большое количество пуско-защитной аппаратуры и кабельной продукции.

Рисунок 1 — Радиальная схема распределительной сети

Магистральная схема (рисунок 2) — это схема электроснабжения распределительных сетей, при которой несколько электропотребителей получают питание от одной линии.

Рисунок 2 — Магистральная схема распределительной сети

Смешанная схема (рисунок 3) — это схема электроснабжения распределительных сетей, при которой электропотребители получают электроэнергию как по радиальной, так и по магистральной схемам.

Рисунок 3 — Смешанная схема распределительной сети

Подключение электропотребителей к распределительным шкафам в механическом цехе производится как по радиальным, так и по смешанным схемам распределительных сетей.

В данном курсовом проекте используется радиальная схема распределительной сети.

Для подключения электропотребителей применяется как открытая (по конструкциям, в коробах), так и скрытая (в трубах подготовки пола) электропроводка. Способ прокладки электропроводки зависит от технологического процесса, условий окружающей среды, наличия пыли, химически активной среды, зон взраво- и пожароопасности. Например, электропроводка в венткамере выполняется открыто в коробе, чтобы защитить проводку от технологической пыли.

2.2 Расчёт электрической нагрузки распределительного шкафа методом упорядоченных диаграмм

Электрической нагрузкой для цеха является силовое оборудование и электроосвещение. Расчёт электрической нагрузки является важным элементом проектирования цехов, предприятий, участков. В зависимости от рассчитанной мощности выбирают число и мощность силовых трансформаторов, марку и сечение питающих линий высокого и низкого напряжения, а также тип пускозащитных аппаратов распределительных шкафов.

Приведён пример расчёта силового оборудования для распределительного шкафа (ШР) № 1 (по плану).

Исходные данные выбираются из таблицы 4 и заносятся в таблицу 5

По справочным данным находятся значения ки, cosц, tgц и заносятся в таблицу 5

Таблица 5 — Данные электропотребителей, подключённых к ШР1

№ по плану	Технологическое название
	Полуавтомат фрезерный
	Полуавтомат фрезерный
	Полуавтомат фрезерный
	Полуавтомат фрезерный
	Полуавтомат фрезерный
	Зубофрезерный станок
	Полуавтомат зубофрезерный
	Полуавтомат зубофрезерный

Схема распределительного шкафа представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 — Принципиальная электрическая схема ШР1

Все ЭП относятся к одной технологической группе.

Определяется активная сменная мощность Рсм, кВт, по формуле Рсм=ku х? Рн1…8 (1)

Рсм=0,12×81,5 = 9,78 кВт Реактивная сменная мощность Qcм, кВАр, определяется по формуле

Qcм= Рсм х tgц (2)

Qcм= 9,78×2,30 =22,494 кВАр Суммарная сменная активная мощность Ш Р Рсм?, кВт определяется по формуле Рсм? = Рсм (3)

Рсм? = 9,78 кВт Суммарная сменная реактивная мощность ШР Qcм?, кВАр определяется по формуле

Qcм? = Qcм (4)

Qcм? = 22,494 кВАр Средневзвешенное значение функции tgц определяется по формуле

tgцсрв = Qcм? / Рсм? (5)

tgцсрв = 22,494/ 9,78 = 2,3

Полная среднесменная мощность ШР1 Scм?, кВА, определяется по формуле

Scм? =v 9,78 І + 22,494І = 24,53 кВА Средневзвешенное значение коэффициента мощности cosцсрв определяется по формуле

cosцсрв = Рсм? / Scм? (7)

cosцсрв = 9,78/24,53 = 0,399

Суммарная установленная мощность Э П Ру?, кВт, подключенных к ШР1, определяется по формуле Ру? =? Рн1+ Рн2+ Рн3+ Рн4+ Рн5+ Рн6+ Рн7+ Рн8 (8)

Ру? = 9,5+9,5+9,5+9,5+9,5+10+12+12 = 81,5 кВт Действительное число ЭП n 8 шт.

Средневзвешенное значение коэффициента использования определяется по формуле

kUсрв = Рсм? / Ру? (9)

kUсрв = 9,78/81,5 = 0,12

Эффективное число ЭП nэф, шт, определяется по формуле

6642, 25

nэф = 839,25 = 7,91

По данным значений nэф и kи срв находится значение коэффициента максимума kм

kм = f (nэф; kUсрв) (11)

kм = f (7,91; 0,12) = 2,59

Активная расчётная мощность ШР1 Рр кВт, определяется по формуле Рр = kм х Рсм? (12)

Рр =2,59×9,78 = 25,33 кВт Реактивная расчётная мощность ШР1 Qр, кВАр, определяется по формуле

Qр = 1,1 х Qcм?, т.к. nэф <10, nэф = 7,91 (13)

Qр = 1,1×22,494 = 24,7434 кВАр Полная реактивная мощность ШР1 Sр, кВа, определяется по формуле

Sр =v 25,33 І + 24,7434 І = 35,41 кВа Расчётный ток ШР1, А, определяется по формуле

Iр = 35,41/1,73×380 = 53,86 А Выбирается Э П с наибольшим пусковым током. Для ШР1 это — ЭП13 (Полуавтомат зубофрезерный). Находится его номинальный ток, А, по формуле

Iн1= 1,73×380×0,4×0,83 = 54,98 А Пусковой ток данного ЭП, А, определяется по формуле

где — коэффициент пуска (для).

In1 = 6×54,98 = 329,88 А Пиковый ток ШР1, А, рассчитывается по формуле

Iпик = 53,86 + 329,88 — 0,12×54,98 = 377,1424 А Данные расчётов заносятся в таблицу 6.

Таблица 6.

Активная сменная суммарная мощность силового оборудования, кВт, определяется по формуле

P см У сил = 710×0,3 = 213 кВт Определяется средневзвешенное значение математической функции силового оборудования соответствующее

при = 0.7 = 0,9 (20)

Реактивная сменная суммарная мощность силового оборудования, кВАр, определяется по формуле

Qcм? сил = 213×1,02 = 217,26 кВАр Активная расчётная мощность силового оборудования, кВт, определяется по формуле Рр сил = P см У сил х kм сил (12)

Рр сил = 213×1,3 = 276,9 кВт Реактивная расчётная мощность силового оборудования, кВАр, определяется по формуле

QР сил = 217,26 кВАр Полная расчётная мощность силового оборудования, кВА, определяется по формуле

Sp сил = v 276,9 І + 217,26 І = 351,96 кВА Расчётный ток силового оборудования, А, определяется по формуле

Iр = 351,96/1,73×380 = 535,38 А Для определения пикового тока силового оборудования находятся номинальный, А, и пусковой, А, токи электропотребителя с максимальным пусковым током по формулам (25), (26), (27) соответственно

Iн сил= 1,73×380×0,8×0,83 = 27,49 А

In1 = 6×27,49 = 164,94 А Пиковый ток силового оборудования, А, определяется по формуле (27)

Iпик сил = 535,38 + 164,94 — 0,12×27,49 = 697, 0212 А

2.4 Расчёт рабочего и аварийного освещения цеха

Расчёт электрической нагрузки производится совместно для рабочего и аварийного освещения. Исходные данные для расчёта приводятся в таблице 8

Таблица 8 — Параметры нагрузки освещения цеха

Активные сменные мощности рабочего, кВт, и аварийного, кВт, освещения определяются по формуле

Pсм РО = 0,9×54 = 48,6 кВт

Pсм АО = 1×11 = 11 кВт Средневзвешенные значения математической функции рабочего и аварийного освещения определяются по соответствующим значениям

Реактивные сменные мощности рабочего, кВАр, и аварийного, кВАр, освещения определяются по формуле (2)

Qcм РО = 48,6×0,48 = 23,33 кВАр

Qcм АО = 11×0 = 0 кВАр Активные расчётные мощности рабочего, кВт, и аварийного, кВт, освещения определяются по формуле

Pр РО = Pсм РО = 48,6 кВт

Pр АО = Pсм АО = 11 кВт Реактивные расчётные мощности рабочего, кВАр, и аварийного, кВАр, освещения определяются по формуле

Qр РО = Qcм РО (31)

Qр РО = Qcм РО = 23,33 кВАр

Qр АО = Qcм АО = 0 кВАр Полные расчётные мощности рабочего, кВА, и аварийного, кВА, освещения определяется по формуле (14)

Sp РО = v 48,6 І + 23,33 І = 53,9 кВА

Sp РО = v 11 І + 0 І = 11 кВА Расчётные токи рабочего, А, и аварийного, А, освещения определяются по формуле (15)

Iр РО = 1,73×0,38 = 81,67 А

Iр РО = 1,73×0,38 = 16,67 А Суммарная активная сменная мощность рабочего и аварийного освещения, кВт, определяются по формуле

Pсм? осв = 48,6 + 11 = 59,6 кВт Суммарная установленная мощность рабочего и аварийного освещения, кВт, определяются по формуле

Pу осв = 54 + 11 = 65 кВт Суммарная реактивная сменная мощность рабочего и аварийного освещения, кВАр, определяются по формуле

(34) Qсм? осв = 23,33 + 0 = 23,33 кВАр Активная расчётная мощность рабочего и аварийного освещения, кВт, определяются по формуле

Pр осв = 59,6 кВт Реактивная расчётная мощность рабочего и аварийного освещения, кВАр, определяются по формуле

Qр осв = 23,33 кВАр

2.5 Компенсация реактивной мощности

Работа машин и аппаратов переменного тока, основанная на принципе электромагнитной индукции, сопровождается процессом непрерывного изменения изменением магнитного потока в их магнитопроводах и полях рассеивания. Поэтому подводимый к ним поток мощности должен содержать не только активную составляющую Р, но и реактивную составляющую индуктивного характера Q, необходимую для создания магнитных полей, без которых процессы преобразования энергии, рода тока и напряжения невозможны.

Компенсация реактивной мощности может выполняться как естественным (уменьшение потребления реактивной мощности), так и искусственным (установка источников реактивной мощности) способами.

2.5.1 Расчёт электрической нагрузки цеха до компенсации

Расчёт полной электрической нагрузки цеха выполняется на основе данных расчёта электрической нагрузки на стороне низкого напряжения КТП и расчёта электрической нагрузки электроосвещения цеха, которые приведены в таблице 9

Таблица 9 — Параметры электрических нагрузок силового оборудования и электроосвещения цеха

Активная установленная мощность цеха, кВт, определяются по формуле

Pу цех = 710 + 54 = 764 кВт Активная сменная суммарная мощность цеха, кВт, определяются по формуле

(38) P см? цех = 196 +59,6 = 255,6 кВт Реактивная сменная суммарная мощность цеха, кВАр, определяются по формуле

Qсм? цех = 217,26 + 23,33 = 240,59 кВАр Полная сменная мощность цеха, кВА, определяются по формуле (6)

Scм цех =v 255,6 І + 240,6І = 351,03 кВА Средневзвешенное значение коэффициента мощности цеха определяются по формуле (7)

сosцсрв цех = 255,6/351,03 = 0,73

Средневзвешенное значение математической функции цеха определяются по формуле (5)

tgцсрв цех = 240,6/ 255,6 = 0,941

Активная расчётная мощность цеха, кВт, определяются по формуле

— коэффициент несовпадения максимума нагрузки для активной мощности.

P р цех = 0,95 х (276,9 + 59,6) = 319,7 кВт Реактивная расчётная мощность цеха, кВАр, определяется по формуле

Qр цех = 0,98 х (217,26 + 23,33) = 235,78 кВАр Полная расчётная мощность цеха, кВА, определяются по формуле (14)

Scм цех =v 319,7 І + 235,78І = 397,24 кВА Расчётный ток цеха, А, определяются по формуле (15)

Iр цех = 397,24/1,73×380 = 604,26 А Пиковый ток цеха, А, определяются по формуле (18)

Iпик цех = 604,26 + 329,88 — 0,12×54,98 = 930,54А

2.5.2 Расчёт и выбор комплектно-конденсаторной установки

Для выбора мощности и типа комплектно-конденсаторных установок используются данные расчёта электрической нагрузки силового оборудования и электроосвещения цеха, которые приведены в таблице 10

Таблица 10 — Параметры электрической нагрузки цеха

Средневзвешенное значение математической функции определяются по определяются по значению функции

Желаемое значение мощности ККУ, кВАр, определяются по формуле

QККУ жел = 255,6 х (0,941 — 0,36) = 148,5 кВАр Из справочных данных выбирается стандартное значение мощности ККУ, кВАр, при условии (43)

Выбирается значение мощности ККУ — 150 кВАр, т.к.150 кВАр‹ 240,59 кВАр.

Реактивная сменная суммарная мощность цеха после компенсации, кВАр, определяются по формуле

Qсм? цех ПК = 240,59 — 150 = 90,59 кВАр Полная сменная суммарная мощность цеха после компенсации, кВА, определяются по формуле (6)

Scм? цех ПК = v 255,6І + 90,59І = 271,18 кВА Определяется средневзвешенное значение коэффициента мощности цеха после компенсации по формуле

(45) сosцсрв ПК = 255,6/ 271,18 = 0,942

Сравниваются полученные значения со значением

0,942? 0,94 — верно Значит, выбирается ККУ с номинальной мощностью 150 кВАр, а её технические данные заносятся в таблицу 11

Таблица 11 — Технические параметры ККУ

Номинальный ток ККУ, А, определяется по формуле

Iн ККУ = 150/ (1,73×0,38) = 288,17 А Реактивная расчётная мощность цеха после компенсации, кВАр, определяется по формуле

Qсм? цех ПК = 235,78 — 150 = 85,78 кВАр Полная расчётная мощность цеха после компенсации, кВА, определяется по формуле (14)

Sр цех ПК = v 319,7І + 85,78І = 331,01 кВА Расчётный ток цеха после компенсации, А, определяются по формуле (15) А, по формуле (25)

Iр цех ПК = 331,01/ (1,73×0,38) = 503,51А Пиковый ток цеха после компенсации, А, определяются по формуле (18)

Iпик цех ПК = 503,51+329,88 — 0,12×54,98 =826,79 А

2.6 Расчёт и выбор числа и мощности силовых трансформаторов

В механическом цеху серийного производства присутствуют электропотребители первой и второй категорий надёжности электроснабжения.

К потребителю первой категории относится аварийное освещение цеха, а к потребителю второй категории — рабочее освещение цеха.

Исходные данные для выполнения расчёта и выбора числа и мощности силовых трансформаторов приводятся в таблице 12

Таблица 12 — Исходные данные для выполнения расчёта и выбора числа и мощности силовых трансформаторов

Средневзвешенное значение математической функции определяются по соответствующему значению

Реактивная сменная суммарная мощность цеха после компенсации, кВАр, определяются по формуле (21)

Qсм? цех ПК = 255,6×0,035 = 8,95 кВАр Полная сменная суммарная мощность цеха после компенсации, кВА, определяются по формуле (6)

S см? цех ПК = v 255,6І + 8,95І = 255,77 кВА Реактивная расчётная мощность цеха после компенсации, кВАр, определяются по формуле (22)

Qр цех ПК = 8,95 кВАр Полная расчётная мощность на стороне низкого напряжения, кВА, определяются по формуле (14)

S р цех ПК = v319,7І + 8,95І = 319,83 кВА Активные, кВт, и реактивные, кВАр, потери мощности в силовом трансформаторе и в высоковольтных линиях, кВт, определяются по формулам

Р Т = 0,02×319,83 = 6,4 кВт

Q Т = 0,1×319,83 = 31,98 кВАр

Р П = 0,03×319,83 = 9,6 кВт Полная расчётная мощность на стороне высокого напряжения, кВА, определяются по формуле

S р ВН = v (319,7 + 6,4 + 9,6) І + (8,95 + 31,98) І = 338,19 кВА Расчётная мощность силового трансформатора, кВА, с учётом коэффициента загрузки определяются по формуле

— допустимый коэффициент нагрузки, который, при преобладании потребителей III категории надёжности электроснабжения, равен 0,92

S Т1 = 338, 19/ 0,92 = 367,59 кВА Выбирается ближайшее большее стандартное значение мощности силового трансформатора, кВА

Определяется фактическое значение коэффициент нагрузки, и сравнивается со значением допустимого коэффициента нагрузки

в Тф = 338, 19/ 400 = 0,85

Сравнивается, при условии

0,92 > 0,85 — верно Значение коэффициента заполнения графика нагрузки, определяется по формуле

Число использования максимума нагрузки, ч, определяется по формуле

По данным значений и, а также по кривым кратностей допустимых нагрузок трансформаторов определяется коэффициент допустимой перегрузки

Расчётная мощность силового трансформатора, кВА, с учётом, определяется по формуле

SТ2 = 297,73 /1,02 = 297,73 кВА С учётом значений SТ1 и SТ2Выбирается стандартное значение мощности силового трансформатора и его технические данные заносятся в таблицу 13

Таблица 13 — Технические данные силового трансформатора

				Потери, кВт			Габариты
								140 010 801 900

Активная расчётная суммарная мощность потребителей I-й и II-й категорий надёжности электроснабжения, кВт, определяется по формуле

Реактивная расчётная суммарная мощность потребителей I-й и II-й категорий надёжности электроснабжения, кВАр, определяется по формуле

Полная расчётная мощность потребителей I-й и II-й категорий надёжности электроснабжения, кВА, определяется по формуле (14)

Процентное соотношение потребителей I-й и II-й категорий надёжности электроснабжения, %, определяется по формуле

Так как процентное соотношение потребителей I-й и II-й категорий надёжности электроснабжения не превышает 30%, то выбирается 1 силовой трансформатор с резервированием на низкой стороне от ближайшей цеховой трансформаторной подстанции.

2.7 Расчёт и выбор пускозащитной аппаратуры

Пускозащитной аппаратурой называются аппараты, предназначенные для коммутации и защиты электрических сетей от перегрузок и коротких замыканий. К таким аппаратам относятся автоматические выключатели, магнитные пускатели и предохранители.

Автоматические выключатели служат для автоматического размыкания электрических цепей при перегрузках и КЗ, при недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастого включения цепей вручную.

Магнитные пускатели предназначены для пуска двигателей и защиты от перегрузок.

Предохранители предназначены для защиты цепей от режимов короткого замыкания и, изредка, от перегрузок.

Ниже приводится схема распределительного шкафа, с установленными в нём защитными аппаратами, питающих и распределительных сетей (Рисунок 5).

Рисунок 5 — Принципиальная электрическая схема ШР1

2.7.1 Выбор предохранителя FU1

Номинальный ток электропотребителя, А, определяется по формуле (16)

Пусковой ток электропотребителя, А, определяется по формуле (17)

Желаемое значение тока плавкой вставки предохранителя, установленного в ящике, А, определяется по формуле

где — коэффициент условий пуска: при тяжёлом пуске = 1,6; при лёгком = 2,5.

По значению выбирается большее стандартное значение тока плавкой вставки предохранителя, А, при условии

Выбирается предохранитель типа ПН — 2 — 150; .

По справочным данным определяется тип предохранителя, которые заносятся в таблицу 14

Таблица 14 — Технические данные ящика 1Я

2.7.2 Выбор типа предохранителей, установленных в распределительных шкафах

Выбора типов предохранителей, установленных в распределительном шкафу, рассматривается на примере предохранителя FU1.

Номинальный ток потребителя, А, который защищается предохранителем, определяется по формуле (25)

Пусковой ток потребителя, А, который защищается предохранителем, определяется по формуле (17)

Желаемое значение тока плавкой вставки предохранителя, А, определяется по формуле (63)

По значению выбирается большее стандартное значение тока плавкой вставки предохранителя, А, при условии (64)

Типы остальных предохранителей определяются аналогично.

Данные расчётов заносятся в таблицу 15

Таблица 15 — Технические данные предохранителей, установленных в ШР1

Продолжение таблицы 15

2.7.3 Выбор типов распределительных шкафов

Выбор распределительных шкафов производится по числу предохранителей, их номинальным токам, степени защиты. Технические данные шкафа ШР1 заносятся в таблицу 16

Таблица 16 — Технические данные распределительного шкафа ШР1

2.8 Расчет и выбор распределительных сетей

Распределительной сетью называется сеть от распределительных шкафов до электропотребителей. Электропотребители подключаются к ШР посредством проводов или кабелей, совокупность которых представляет собой электропроводку. Электропроводка может быть открытой (подвески, лотки, короба и т. д.), так и скрытой, при которой кабеля или провода прокладываются скрыто в кабельных каналах стен и потолков или в трубах подготовки пола.

2.8.1 Выбор сечений проводников по длительно-допустимому току

Для подключения электропотребителей к ШР1 используется скрытая прокладка кабелей в трубах подготовки пола при температуре 25єС. Проводка выполнена кабелем марки ВВГ с тремя фазными и одной нулевой жилами. Жилы кабеля выполнены из меди, изоляция и оболочка — из поливинилхлорида, защитный покров отсутствует. Выбор сечений кабелей рассматривается на примере одного из участков распределительной сети от ШР1 — участка 18Н-1.

Номинальный ток, подключаемого этим кабелем, потребителя, А, определяется по формуле (25)

По справочным данным определяется ближайшее большее значение длительно-допустимого тока, А, к номинальному току ЭП

— условие выполняется

В соответствии со значением, выбирается кабель ВВГ 31,5+11,5 мм².

Выбор сечений проводников остальных участков распределительной сети от ШР2 производится аналогичным способом.

Таблица 17 — Данные выбора сечений проводников распределительной сети

наименование участка							Марка, сечение, мм2
							ВВГ 31,5+11,5
							ВВГ 31,5+11,5
							ВВГ 31,5+11,5
							ВВГ 31,5+11,5
							ВВГ 31,5+11,5
							ВВГ 31,5+11,5
							ВВГ 31,5+11,5

2.8.2 Проверка выбранных сечений проводников на соответствие защитным аппаратам

Распределительная сеть от ШР1 защищаются предохранителями, установленными в распределительном шкафу.

Для выполнения проверки необходимо знать следующие параметры:

коэффициент защиты, значение которого определяется по справочным данным для определённого защитного аппарата (для предохранителей, т.к. сеть не требует защиты от перегрузок);

ток срабатывания защитного аппарата, А — для предохранителей значение равно значению тока плавкой вставки, А;

значение длительно-допустимого тока, А.

Алгоритм проверки выбранных сечений проводников на соответствие защитным аппаратам приводится на примере одного из участков распределительной сети — участка 21-Н1.

Должно выполняться условие

— условие выполняется

Следовательно, выбранное сечение кабеля соответствует защитному аппарату. Проверка на соответствие других выбранных сечений проводников производится аналогично. Данные проверки заносятся в таблицу 17.

2.8.3 Проверка выбранных сечений проводников на допустимую потерю напряжения

Потерей напряжения называется алгебраическая разность между напряжением источника питания и напряжения в точке подключения электропотребителя. Сумма допустимых потерь напряжения питающей и распределительной сетей не должна превышать 3%.

Для определения потери напряжения данной распределительной сети определяется потеря напряжения на участке от распределительного шкафа № 1 до наиболее удалённого потребителя, то есть на участке 34-Н1.

Удельное сопротивление, определяется по формуле

— удельная проводимость, (для меди).

Удельное реактивное сопротивление, определяется по справочным данным ().

Расчётное значение потери напряжения, %, определяется по формуле

Полученное расчётное значение, %, сравнивается с допустимым значением для распределительных сетей, %, при условии

— условие выполняется

2.8.4 Расчёт и выбор труб

Для скрытой прокладки проводников в трубах подготовки пола применяются стальные (электросварные или водогазопроводные), поливинилхлоридные, полиэтиленовые и полипропиленовые трубы. Выбор материала труб зависит от условий окружающей среды и технологического процесса. Так, например, при прокладке проводки рекомендуется применять стальные трубы- во взрыво- и пожароопасных зонах помещений, ПВХ трубы — при прокладке по трудносгораемым основаниям, а полиэтиленовые и полипропиленовые трубы — только по несгораемым основаниям.

Для подключения электропотребителей к распределительному шкафу № 2 используется трубная прокладка кабелей марки ВВГ с применением поливинилхлоридных и стальных труб. Трубы прокладываются на глубине 0,3 м от уровня чистого пол. Стальные трубы применяются для выполнения выхода кабеля из пола, так как он нуждается в защите от механических повреждений. Подвод кабеля от стальной трубы к электропотребителю выполняется с помощью гибкого ввода.

Для выполнения трубной прокладки электропроводки необходимо составить специальный проектный документ «Трубозаготовительную ведомость», в котором указывается маркировка трассы, материал и диаметр труб, начало и конец трассы, участки трубных заготовок.

Таблица 18 — Трубозаготовительная ведомость

			Участки трубной трассы
					0,5−90?-6,1−120?-0,5
					0,5−90?-1,6−90?-2,7−135?-7,5−135?2−120?-0,3
					0,5−90?-3−135?-4,7
					0,5−90?-2,6−120?-7,4
					0,5−90?-1,6−90?-3,3−135?-5,1−135?-2,8−90?-0,4
					0,5−90?-1,6−90?-3,4−135?-1,5
					0,5−90?-9,4−120?-0,6
					0,5−90?-9,4−120?-0,6

Затем выполняется сводка труб, с указанием материала трубы и диаметра по возрастающей: Труба поливинилхлоридная ТУ6 — 0,5.1646 — 83 Ш 20 мм = 71,6 м Труба стальная газосварная ГОСТ 10 704- — 76 Ш 20 мм = 7,7 м

2.9 Выбор месторасположения и типа комплектной трансформаторной подстанции

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП — для внутренней и КТПН — для наружной установки) — подстанция, состоящая из трансформаторов и блоков комплектно распределительных устройств (КРУ или КРУН), поставляемых в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.

Силовые трансформаторы подразделяются на сухие, масляные и с заполнением негорючим жидким диэлектриком.

По местонахождению на территории объекта различают следующие трансформаторные подстанции (ТП):

отдельно стоящие на расстоянии от зданий;

пристроенные, непосредственно примыкающие к основному зданию снаружи;

встроенные, находящиеся в отдельных помещениях внутри здания, но с выкаткой трансформаторов наружу;

внутрицеховые, расположенные внутри производственных зданий с

размещением электрооборудования непосредственно в производственном или

отдельном закрытом помещении с выкаткой электрооборудования в цех.

2.10. Выбор схемы электроснабжения и расчёт питающих сетей напряжением до 1 кВ

Питающей сетью называется сеть от распределительного устройства трансформаторной подстанции до распределительных шкафов, щитков освещения, мощных электропотребителей.

Питающая сеть цеха изображена на рисунке 9.

Рисунок 9 — Схема электроснабжения питающей сети

Данные для расчёта приводятся в таблице 19

Таблица 19 — Данные расчётных и пиковых токов питающей сети

2.10.1 Расчёт и выбор типов номинальных параметров автоматических выключателей

Автоматические выключатели применяются в сети электроснабжения для защиты их от аварийных режимов работы (перегрузок, КЗ и т. д.). Алгоритм выбора типа и номинальных параметров автоматических выключателей рассматривается на примере автомата.

Должно выполняться условие

Определяется желаемое значение тока срабатывания теплового элемента, А, по формуле

Определяется желаемое значение тока магнитного расцепителя, А, по формуле

Должно выполняться условие

где — стандартное значение тока срабатывания теплового элемента, значение которого определяется по справочным данным.

Стандартное значение тока магнитного расцепителя, А, определяется по формуле

где k — коэффициент отсечки, значение которого определяется по справочным данным.

Должно выполняться условие

По справочным данным определяются тип и номинальные параметры автоматического выключателя. Типы остальных автоматических выключателей определяются аналогично. Данные расчётов заносятся в таблицу 20.

Таблица 20 — Тип и номинальные параметры автоматических выключателей

Тип шкафа

Название автомата

обозначения

Тип выключателя

Тип нагрузхок

1.25-Iпик. А

Магистраль

линейный

линейный

линейный

линейный

линейный

линейный

линейный

2.10.2. Расчёт и выбор питающих сетей напряжением до 1 кВ

Питающие сети данного цеха выполняются кабелям марки АНРГ.

Пример выбор сечения кабеля питающей линии рассматривается на примере участка М1. Данный участок выполнен кабелем марки АНРГ, приложенным открыто в воздухе на кабельных подвесках при температуре 25єС. Выбор сечения производится по длительно-допустимому току. Данные для выбора приведены в таблице 19.

По справочным данным определяется ближайшее большее значение длительно-допустимого тока, А, при условии

— условие выполняется

В соответствии со значением, выбирается кабель АНРГ 3120+135 мм2.

Выбор сечений остальных кабелей питающей сети осуществляется подобным образом.

Выбранное сечение кабеля проверяется на соответствие защитному аппарату — автоматическому выключателю QF2 (по рисунку 9).

Должно выполняться условие

— условие выполняется

Следовательно, выбранное сечение кабеля соответствует защитному аппарату.

Определяется расчётное значение потери напряжения, %, по формуле (68)

— удельное сопротивление, значение которого определяется по формуле (67)

— удельное реактивное сопротивление, значение которого определяется по справочным данным (для кабельной линии до 1 кВ,).

Значение математической функции определяется по соответствующему значению

Полученное расчётное значение, %, сравнивается с допустимым значением для распределительных сетей, % при условии — условие выполняется

Следовательно, выбранное сечение кабеля удовлетворяет требованиям.

2.11 Расчёт выбор питающей сети высокого напряжения

Высоковольтный кабель предназначен для передачи электроэнергии от центральной распределительной подстанции (ЦРП) до трансформаторной подстанции (ТП). Выбор марки и сечения высоковольтного кабеля зависит от условий прокладки, условий окружающей среды и коррозии.

Для подключения комплектно-трансформаторной подстанции применяется высоковольтный кабель марки ААП2ЛШВУ, то есть кабель с алюминиевыми жилами, усовершенствованной бумажной изоляцией, алюминиевой оболочкой.

Бронь из плоской металлической. Кабель прокладывается в земле в траншее один при. Длина кабеля равна 0,9 км. Грунт агрессивен по отношению к стали.

Выбор сечения кабеля производится по длительно-допустимому току и экономической плотности тока.

Значение тока, протекающего по высокой стороне трансформатора, А, определяется по формуле

По справочным данным определяется ближайшее большее значение длительно-допустимого тока, А, к току

При этом должно выполняться условие

— условие выполняется

В соответствии со значением, выбирается кабель ААП2ЛШВУ 310 мм2 — 6кВ.

Определяется желаемое значение сечения кабеля по экономической плотности тока, мм2, по формуле

где — экономическая плотность, значение которой определяется по таблице

Из числа стандартных значений сечений кабелей выбирается ближайшее большее к значению, мм2, при условии

Следовательно, выбирается кабель м. ААП2ЛШВУ 335 мм2 — 6 кВ.

Из найденных значений сечений кабеля по длительно-допустимому току и экономической плотности тока выбирается большее

Следовательно, выбирается кабель ААП2ЛШВУ 335 мм2 — 6кВ.

Расчётное значение потери напряжения, %, определяется по формуле (68)

где определяется по формуле (67)

определяется по справочным данным (для кабельной линии 6 кВ и сечении кабеля 35 мм2).

Значение математической функции определяется по соответствующему значению

Полученное расчётное значение, %, сравнивается с допустимым значением для питающих сетей, % - условие выполняется

Следовательно, выбранное сечение кабеля удовлетворяет требованиям.

Затем определяется расчётное значение суммарной потере напряжения в сетях электроснабжения, %, по формуле

Полученное расчётное значение, %, сравнивается с допустимым суммарным значением для распределительных, питающих сетей и высоковольтных линий, % - верно.

2.12 Расчёт и выбор заземляющего устройства

Для заземления устройств можно использовать как естественные (водопроводные и другие металлические трубы, кроме трубопроводов с горючими веществами), так и искусственные заземлители (стальные стержни, забитые в грунт и соединенные между собой стальной полосой).

Для заземления электрооборудования КТП данного цеха применяются искусственные заземлители — стальные прутья, забитые в грунт и соединённые между собой горизонтальным заземлителем (полосовой сталью), проложенным на глубине 0,6 м. Исходные данные для расчёта приведены в таблице 21

Таблица 26 — исходные данные расчёта и выбора заземляющего устройства

Ток замыкания на землю, А, определяется по формуле

Определяется расчётное сопротивление заземляющего устройства, Ом

В соответствие с ПУЭ определяется величина сопротивления заземляющего устройства, Ом, общего для установок высокого и низкого напряжения

Так как заземлитель выполнен из круглой стали диаметром 20 мм и длиной 5 м каждый, то его сопротивление определяется по формуле

Так как длина вертикальных заземлителей l и расстояние между ними a равны 5 м, то коэффициент экранирования, определяется по формуле

Затем, определяется количество заземлителей п, шт, по формуле

Так как шт, то необходимо учитывать сопротивление горизонтального заземлителя

Определяется длина горизонтальной полосы, м, по формуле

Определяется необходимое сопротивление вертикальных заземлителей, Ом, по формуле

Определяется уточнённое количество вертикальных заземлителей, шт, по формуле

Список использованных источников

1. Барыбин Ю. Г. , Крупович В. Н. Справочник по проектированию электроснабжения. — М.: Энергия, 1990 г.

2. Барыбин Ю. Г. , Федоров Л. Е. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. — М.: Энергия, 1990 г.

3. Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов. — М.: Издательство «Мастерство»; Высшая школа, 2001 г.

4. Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. — М.: Высшая школа, 1990 г.

5. Постников Н. П. Электроснабжение промышленных предприятий. — М.: Стройиздат, 1990 г.

6. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). — М.: Энергоатомиздат, 2002 г.

7. Сибикин Ю. Д. , Яшков В. А. Электроснабжение предприятий и установок нефтяной промышленности. — М.: ОАО «Издательство «Недра», 1997 г.

Факультет - ЭНИН Направление - Электротехника, электромеханика и электротехнологии. Исполнитель: Студент группы 7А96 Покояков Р.А. Проверил доцент: Томск - 2011. В реле РТ-40 (рис.1) использована одна из разновидностей электромагнитных систем, называемая системой с поперечным движением якоря. Магнитная система реле состоит из П-образного шихтованного магнитопровода 1 рис. 1,а и Г-образного якоря...

Контрольная

При анализе усилителей выделяют 2 режима: Усилительный каскад на биполярном транзисторе включенном по схеме с общим эмиттером Принцип работы. Режим покоя: источник питания создает постоянные токи базы эмиттера и коллектора. Постоянный ток базы замыкается в корпусе: +ЕК > R1 > Б > Э > RЭ > L > -ЕК > +ЕК Ток базы приоткрывает на половину транзистор, появляется постоянный ток коллектора или...

Если самоорганизация в простейшей форме может возникнуть уже в физико-химических системах, то вполне обоснованно предположить, что более сложноорганизованные системы могли появиться также в результате специфического, качественно отличного во многих отношениях, но родственного по характеру процесса самоорганизации. С этой точки зрения и возникновение жизни на Земле вряд ли можно рассматривать как...

ФГОУ СПО Чебоксарский техникум строительства и городского хозяйства

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Пояснительная записка

1. Введение.

2. Краткая характеристика проектируемого объекта.

3. Разработка схемы электроснабжения объекта.

4. Определение расчетных силовых нагрузок.

5. Расчет и выбор питающих и распределительных линий.

5.1 Выбор питающих линий.

5.2 Выбор распределительных линий.

6. Расчет защиты.

6.1 Расчет и выбор защиты питающих линий.

6.2 Расчет и выбор защиты распределительных линий.

7. Выбор места и типа силовых и распределительных пунктов.

8. Выбор компенсирующих устройств.

9. Выбор числа и мощности трансформаторов на ТП.

10. Расчет тока короткого замыкания.

10.1 Расчет токов короткого трехфазного замыкания.

10.2 Расчет токов короткого однофазного замыкания.

11. Проверка оборудования на действие токов короткого замыкания.

12. Список литературы.

Введение

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Основное достоинство электрической энергии - относительная простота производства, передачи, дробления, и преобразования.

В системе электроснабжения объектов можно выделить три вида электроустановок:

по производству электроэнергии - электрические станции; по передаче, преобразованию и распределению электроэнергии - электрические сети и подстанции;

по потреблению электроэнергии в производственных и бытовых нуждах - приемники электроэнергии.

Электрической станцией называется предприятие, на котором вырабатывается электрическая энергия. На этих станциях различные виды энергии (энергия топлива, падающей воды, ветра, атомная и т. д.) с помощью электрических машин, называемых генераторами, преобразуется в электрическую энергию.

В зависимости от используемого вида первичной энергии все существующие станции разделяются на следующие основные группы: тепловые, гидравлические, атомные, ветряные, приливные и др.

Совокупность электроприёмников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединённых с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем.

Совокупность электрических станций, линий электропередачи подстанций тепловых сетей и приемников, объединенных общим непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой электрической энергии, называется энергетической системой.

Электрические сети подразделяются по следующим признакам:

1) Напряжение сети. Сети могут быть напряжением до 1 кВ - низковольтными, или низкого напряжения (НН), и выше 1 кВ высоковольтными, или высокого напряжения.

2) Род тока. Сети могут быть постоянного и переменного тока.

Электрические сети выполняются в основном по системе трёхфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом может производиться трансформация электроэнергии.

3) Назначение. По характеру потребителей и от назначения территории, на которой они находятся, различают: сети в городах, сети промышленных предприятий, сети электрического транспорта, сети в сельской местности.

Кроме того, имеются районные сети, Сети межсистемных связей и др.

Раздел 1

Краткая характеристика проектируемого объекта

Ремонтно-механический цех (РМЦ) предназначен для ремонта и настройки электромеханических приборов, выбывающих из строя.

Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. РМЦ имеет два участка, в которых установлено необходимое для ремонта оборудование: токарные, строгальные, фрезерные, сверлильные станки и др. В цехе предусмотрены помещения для трансформаторной подстанции (ТП), вентиляторной, инструментальной, складов, сварочных постов, администрации и пр.

РМЦ получает ЭНС от главной понизительной подстанции (ГПП). Расстояние от ГПП до цеховой ТП - 0,9 км, а от энергосистемы (ЭНС) до ГПП - 14 км. Напряжение на ГПП - 6 и 10 кВ.

Количество рабочих смен - 2. Потребители цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭНС. Грунт в районе РМЦ - чернозем с температурой +20 С. Каркас

здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 6 м. каждый.

Размеры цеха

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4 м.

Перечень оборудования РМЦ дан в таблице 1.

Мощность электропотребления указана для одного электроприемника.

Расположение основного оборудования показано на плане.

Таблица 1 Перечень ЭО ремонтно-механического цеха.

Раздел 2

Разработка схемы электроснабжения объекта

Для распределения электрической энергии внутри цехов промышленных предприятий служат электрические сети напряжением до 1000В.

Схема внутрицеховой сети определяется технологическим процессом производства, планировкой помещений цеха, взаимным расположением ЭП, ТП и вводов питания, расчетной мощностью, требованиями бесперебойности электроснабжения, условиями окружающей среды, технико-экономическими соображениями.

Питание ЭП цеха обычно осуществляется от цеховой подстанции ТП или ТП соседнего цеха.

Внутрицеховые сети делятся на питающие и распределительные.

Питающие сети отходят от центрального распределительного щита цеховой ТП к силовым распределительным шкафах СП, к распределительным шинопроводам ШРА или к отдельным крупным ЭП. В некоторых случаях питающая сеть выполняется по схеме БТМ ("Блок - трансформатор - магистраль").

Распределительные сети - это сети, идущие от силовых распределительных шкафов или шинопроводов непосредственно к ЭП. При этом ЭП подсоединяется к распределительным устройствам отдельной линией. Допускается подсоединять одной линией до 3-4 ЭП мощностью до ЗкВ, соединенные в цепочку.

По своей структуре схемы могут быть радиальными, магистральными и смешанными.

Радиальные схемы с использованием СП применяются при наличии сосредоточенных нагрузок с неравномерным их расположением по площади цеха, а также во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и пыльной средой. Они обладают высокой надежностью и применяются для питания ЭП любых категорий. Сети выполняются кабелями или изолированными проводами.

Магистральные схемы целесообразно применять для питания нагрузок распределительных относительно равномерно по площади цеха, а также для питания групп ЭП принадлежащих одной технологической линии. Схемы выполняются шинопроводами или кабелями. При нормальной среде для построения магистральных сетей можно использовать комплексные шинопроводы.

Для питания ЭП проектируемого цеха применяем трехфазную четырехпроходную сеть напряжением 380/220В частоты 50Гц. Питание электрооборудования будет осуществляться от цеховой ТП. Т.к. потребители по надежности электроснабжения относятся к 2 и 3 категории, то на ТП устанавливаем 1 трансформатор и предусматриваем низковольтную резервную перемычку от ТП соседнего цеха.

Раздел 3

Определение расчетных силовых нагрузок

Правильное определение ожидаемых (расчётных) электрических нагрузок (расчётных мощностей и токов) на всех участках СЭС является главным основополагающим этапом её проектирования. От этого расчёта зависят исходные данные для выбора всех элементов СЭС - денежные затраты на монтаж и эксплуатацию выбранного оборудования (ЭО).

Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу проводникового материала сетей, к неоправданному увеличению установленной мощности трансформаторов и другого ЭО.

Занижение - может привести к уменьшению пропускной способности электрических сетей, перегреву проводов, кабелей, трансформаторов, к лишним потерям мощности.

Для распределительных сетей расчётная мощность определяется по номинальной мощности (паспортной) присоединённых ЭП. При этом мощность ЭП работающих в повторно кратковременном режиме приводят к длительному режиму.

Для линий питающих узлы электроснабжения (распределительные силовые пункты, шинопроводы, цехи и предприятия в целом) расчёт ожидаемых нагрузок осуществляется специальным методом. Расчётная ожидаемая мощность узла всегда меньше суммы номинальных мощностей присоединенных ЭП из-за не одновременности их работы, случайным вероятным характером их включения и отключения, поэтому простое суммирование ЭП приводит к существенному завышению нагрузки по сравнению с ожидаемой. Основным методом расчёта нагрузки является метод упорядоченных диаграмм. Метод применим, когда известны номинальные данные всех ЭП и их размещение на плане цеха.

Порядок определения расчетных силовых нагрузок по методу упорядоченных диаграмм.

1. Все ЭП, присоединенные к данному узлу группируют по одинаковому технологическому процессу, но не по одинаковой мощности, при этом мощности ЭП, работающих в повторно-кратковременном режиме приводят к длительному режиму.

.

2. Для каждой группы определяют общую мощность , коэффициент использования , тригонометрические функции и по с. 52, таблица 2.11.

3. Для каждой группы определяют сменную активную , реактивную по формулам

,

Где - это среднее значение активной мощности потребляемая узлом.

4. Для всего узла определяют , , среднее значение коэффициента использования для всего узла

средневзвешенные значения тригонометрических функций

, .

5. Для узла определяют коэффициент сборки , где - номинальная мощность самого мощного ЭП, - номинальная мощность самого маломощного ЭП. m может быть больше, равен или меньше 3.

6. Для узла определяют эффективное число электроприемников - это условное число одинаковых по мощности и режиму работы ЭП, которые потребляли бы за смену такое же количество электроэнергии, как и реальные ЭП. Значение определяют по с. 55, 56 формулы 2.35 – 2.42.

7. По значениям и определяют коэффициент максимума активной нагрузки с. 54, таблица 2.13.

8. Определяют максимальную расчетную активную мощность узла:

.

9. Определяют максимальную расчетную реактивную мощность узла: , где - это коэффициент максимума реактивной мощности.

10. Определяют максимальную расчетную полную мощность узла:

.

11. Определяется максимальный расчетный ток узла

.

Расчет по СП – 1.

Определяем модуль сборки:

Находим активную сменную мощность группы одинаковых ЭП за наиболее загруженную смену:

Находим реактивную сменную мощность группы одинаковых ЭП за наиболее загруженную смену:

Определяем средний коэффициент использования:

.

При расчете максимальной нагрузки выбираем условия расчета эффективного числа . Так, для СП-1 , эффективное число не определяется, а максимальная потребляемая активная мощность рассчитывается по коэффициенту загрузки . кВт.

Определяем реактивную максимальную мощность:

Определяем полную максимальную мощность:

Определяем максимальный ток нагрузки силового пункта СП-1:

Расчёт нагрузок по СП-2 - СП-7 аналогичен. Все результаты расчётов сведены в таблицу 2.

Таблица 2 Сводная ведомость нагрузок

Наименование электроприемников

Заданная нагрузка, приведенная к длительному режиму

Токарные автоматы Зубофрезерные станки Круглошлифовальные станки

Сварочные агрегаты

Вентиляторы Кран мостовой

Итого по СП1, СП2, СП3

Заточные станки Токарные станки

Сверильные станки Токарные станки Плоскошлифовальные станки

Итого по СП4 и СП5

Строгальные станки Фрезерные станки

Фрезерные станки Расточные станки Кран мостовой

Итого по СП6 и СП7

Раздел 4

Расчет питающих и распределительных сетей

Согласно ПУЭ сечения проводников силовой сети напряжением до 1 кВ при числе использования максимума нагрузки в год меньше 4000 выбирают по нагреву или по допустимому току нагрузки.

Известно, что ток, проходя по проводнику, нагревает его. Количество выделенного тепла определяется по закону Джоуля-Ленца . Чем больше ток, тем больше температура нагрева проводника. Чрезмерно высокая температура может привести к преждевременному износу изоляции, ухудшению контактных соединений, а также пожарной опасности. Поэтому ПУЭ устанавливает предельно допустимые температуры нагрева проводников в зависимости от марки и материала изоляции проводника.

Ток, длительно протекающий по проводнику, при котором устанавливается наибольшая допустимая температура, называется длительно допустимым током по нагреву .

Значение токов 1 ДОП для проводников различных марок и сечений, с учётом температуры окружающей среды и условий прокладки определены расчётно, проверены экспериментально и приведены в справочниках. При этом значения допустимых токов приведены для нормальных условий прокладки ─ температура воздуха + 25 °С, температурой земли + 15 °С и в траншеи проложен один кабель.

Если условия прокладки отличаются от нормальных, то допустимый ток определяется с поправками на температуру и поправкой на количества кабелей проложенных в одной траншее, тогда

Сечение жил проводников выбирают по условию , где ─ это максимальный расчётный ток в рассматриваемой линии.

4.1 Расчёт и выбор питающих линий

Вид и марку проводника сети выбирают в зависимости от среды, харак­теристики помещений его конфигурации, размещения оборудования, способу прокладки сетей.

Питающие сети будут выполняются кабелем АВВГ (АВРГ).

Результаты расчетов приведены в таблице 3.

Таблица 3 Питающие линии

Питающие линии			Четырехжильный кабель до 1 кВ
К СП1, СП2, СП3			АВВГ мм 2
			АВВГ мм 2

4.2 Расчет и выбор распределительных линий

Распределительные линии предполагается выполнять поливинилхлоридным проводом марки АПВ, уложенным в трубе. Сечение провода выбирается по условию . Ток расчётный определяется по формуле

, где = 0,85.

Находим СП1.

1) =33,3 А..

2) =41,7 А..

3) =14,5 А..

Длительно допустимый ток для любой распределительной линии определяется по стр. 42 таблица 2,7 для четырех одножильных проводников.

=37 А.

=37 А.

=37 А.

Расчёты по СП 2 - СП 7 производятся аналогично. Результаты расчета и выбора распределительных линий сведены в таблицу 4.

Таблица 4 Распределительные линии

Наименование линии			Марка провода
Токарные автоматы 6 … 8 Зубофрезерные станки 9 … 11 Круглошлифовальные станки 12 … 14			АПВ мм 2
Сварочные агрегаты 3 … 5
Вентиляторы 1,2 Кран мостовой 38			АПВ мм 2 АПВ мм 2
Заточные станки 15 … 17 Токарные станки 20 ,21,23,24			АПВ мм 2
Сверильные станки 18,19 Токарные станки 22,25 Плоскошлифовальные станки 26,27			АПВ мм 2
Строгальные станки 28 … 30 Фрезерные станки 31,32
Фрезерные станки 33,34 Расточные станки 35 … 37 Кран мостовой 39			АПВ мм 2

Раздел 5

Расчет защиты

При эксплуатации электрических сетей возможны нарушения их нормального режима работы, при которых ток в проводниках резко возрастает, что вызывает повышение их температуры выше величины допустимых ПУЭ.

К таким аварийным режимам относя короткое замыкание и перегрузка.

При коротком замыкании токи могут достигать значений в десятки раз превышающих номинальные токи электроприёмников и допустимые токи проводников.

При перегрузках электроприёмников по обмоткам трансформаторов, двигателей и по проводникам протекают повышенные токи. Поэтому как электроприёмники так и участки сетей должны защищаться аппаратами защиты, отключающие участок при аварийном режиме.

Для защиты электрический сетей напряжением до 1000 В плавкие предохранители, автоматические выключатели и тепловые реле магнитопускателей.

Плавкие предохранители защищают от токов короткого замыкания.

Автоматические выключатели имеют либо тепловые, либо электромаг­нитные, либо комбинированные (тепловой и электромагнитный) расцепители. Тепловые расцепители осуществляют защиту от перегрузок, а электромагнитные от токов короткого замыкания.

Выбор предохранителей проводится в следующим условиям:

1) для одиночных ЭП не имеющих предохранителей выбор проводится по следующим условиям , где - номинальный ток плавкой вставки, - расчётный ток лини.

2) для ЭП имеющих один двигатель

а) ;

б) ;

;

Коэффициент запаса;

1,6 для тяжёлых условий пуска;

2,5 для лёгких условий пуска;

3) для линий питающих группу ЭП с двигателем

б) ;

Выбор автоматических выключателей проводится по следующим усло­виям.

.

Ток срабатывания электромагнитных или комбинированных расцепителей проверяется по максимальному кратковременному току линии

ПУЭ наряду с проверкой проводников по допустимому нагреву устанавливают определенное соотношение между токами защитного аппарата и допустимыми токами провода , где - ток защитного аппарата, К 3 - коэффициент защиты стр. 46, таблица 2.10

5.1 Расчет и выбор защиты питающих линий

Защита питающих распределительных линий будет, осуществляется с помощью включателей серии A3700.

Защита питающих распределительных линий осуществляется автоматическими включателями серии А 3700.

Расчет и выбор выключателей питающих линий выполняется в следующей последовательности.

Определяется пиковый ток линии СП:

231,1 А; К И = 0,6;

Определяется ток отсечки выключателя:

А.

Определяется ток предельного отключения:

Определяем ток защищаемой линии:

, где К З =1, I З =250 А.

, условие выполняется.

Расчеты по СП4,СП5 и СП6,СП7 проводятся аналогично. Результаты расчета и выбора выключателей сводим в таблицу 5.

Таблица 5 Выбор защитных аппаратов питающих линий

Наименование линии								Тип защитного аппарата

5.2 Расчет и выбор защиты распределительных линий

Защита распределительных линий предусматривается с помощью плавких предохранителей. Расчет и выбор предохранителей отходящих линий выполняется в следующей последовательности;

Определяется пусковой ток электроприёмников распределительного пункта СП-1:

Для ЭП 6…8:

Для ЭП 9…11:

Для ЭП 12…14:

Определяется номинальный ток плавкой вставки электроприемников СП-1 по формуле главы 3 стр. 160. табл. 3.9.

Для ЭП 6…8:

Для ЭП 9…11:

Для ЭП 12…14:

По таблице 3.5 стр. 139 принимаются нормированные значения токов установок.

Для ЭП 6…8 ;

Для ЭП 9…11 ;

Для ЭП 12…14 .

Расчеты по СП2 - СП7 проводится аналогично. Результаты расчетов сводим в таблицу 6.

Таблица 6 Защита распределительных линий

Электроприемники					Тип защиты аппарата
ЭП 20,21,23,24

Раздел 6

Выбор места и типа силовых распределительных пунктов СП

Распределительные сети электроснабжения цеха силовые пункты строятся с использованием силовых распределительных устройств - это силовых распределительных пунктов СП и распределительных шинопроводов. СП применяются при расположении ЭП компактными группами на плане цеха, а также в цехах с пыльной или агрессивной средой. ШР применяются при расположении ЭП вряд.

СП - это законченное комплектное устройство заводского изготовления для приёма и распределения электроэнергии, управления и защиты ЭП от перегрузок и короткого замыкания содержащими рубильники, предохранители, выключатели, счётчики.

ШР - это комплектный шинопровод заводского изготовления собираемый из отдельных секций и могущих принимать любую конфигурацию.

СП следует размещать нагрузок для экономии проводникового материала.

В разрабатываемой схеме электроснабжения применены четыре силовых распределительных пункта. Электроприёмники большой мощности необходимо подключать непосредственно к шинам низкого напряжения цеховой подстанции.

Для проектирования цеха приняты силовые распределительные шкафы с рубильником на вводе и с предохранителями на отходящих линиях. В качестве СП используем распределительный трехфазный шкаф серии ШР 11. см. стр. 137. таблица 3.3.

Технические данные СП представлены в таблице 7

Таблица 7 Технические данные СП

Наименование СП	Тип шкафа	Аппарат на вводе	Аппарат защиты	Число предохранительных групп
ЭП 20,21,23,24

Раздел 7

Выбор компенсирующих устройств

Большинство ЭП помимо активной мощности потребляют и реактивную. Основными потребителями реактивной мощности являются АД, сварочные трансформаторы, газоразрядные лампы. Между значениями реактивной мощности вырабатываемой генераторами электростанций и значениями реактивной мощности потребляемой ЭП должен существовать баланс. Нарушение этого баланса за счет высокого потребления реактивной мощности приводит к отрицательным последствиям (перегрузка по току генераторов, увеличение токовой нагрузки в линиях, увеличение капитальных затрат и потеря напряжения в линии), поэтому важной задачей является снижение потребления реактивной мощности от системы (через трансформаторы подстанций предприятий и цехов). Реактивную мощность могут генерировать не только генераторы электростанций, но и другие источники: воздушные и кабельные ЛЭП, а также специальные устройства, которые называются компенсирующими (КУ). В качестве КУ используют синхронные компенсаторы и статические конденсаторы. В качестве КУ на коммунальных и промышленных предприятиях обычно применят батареи статических конденсаторов.

Мощность КУ определяется выражением

фактический расчетный коэффициент реактивной мощности.

─ наиболее активная расчетная мощность подстанций.

─ оптимальный коэффициент реактивной мощности задаваемой электросистемой, обычно составляет ;

кВар.

─ реактивная мощность, которая может быть передана потребителю энергосистемой в режиме максимума активных нагрузок.

Значение зависит от ; = 0,03 – 0,98;

В качестве КУ применяем комплектную конденсаторную установку типа УК с.90, таблица.8.1. с мощностью 75 кВар

Таблица 8.1

Раздел 8

Выбор числа и мощности трансформаторов на ТП

Количество трансформаторов на цеховой подстанции определяется категорией потребителей. Для электроснабжения ЭП 1 и 2 категории сооружают двух трансформаторные подстанции. Для питания потребителей 2 категории допускают сооружение однотрансформаторной подстанции при наличии низковольтных перемычек включаемых вручную или автоматически.

Однотрансформаторные подстанции используются для питания неот­ветственных потребителей 3 категории, если замена трансформатора или его ремонт производится в течение не более 1 суток.

Сооружение однотрансформаторной подстанции обеспечивает значи­тельную экономию капитальных затрат.

Мощность трансформаторов выбираются по условию:

при установке одного трансформатора: ;

при установке двух трансформаторов: ;

где ─ максимальная расчетная мощность на шинах низкого напря­жения подстанции:

Трансформаторы, выбранные по последнему условию, обеспечивают питание всех потребителей в нормальном режиме при оптимальной загрузке трансформаторов 0,6-0,7 загрузки, а в послеаварийном режиме оставшийся в работе один трансформатор обеспечивает питание потребителей с учетом допустимой аварийной перегрузки трансформатора на 40% от S H 0 M .

=235 кВа.

В качестве цеховой подстанции выбираем комплектную ТП заводского изготовления серии КТП, технические данные КТП приведены в таблице таблица 9.11.

Выбираем трансформатор:

Таблица 9.11

Раздел 9

Расчёт токов короткого замыкания

По электрической сети и электрооборудованию в нормальном режиме протекают токи, допустимые для данной установки.

При нарушении электрической прочности изоляции проводов или короткого замыкания оборудования возникает аварийный режим короткого замыкания, вызывающий резкое повышение токов во много раз превышающий допустимые токи.

Значительные по величине токи к.з. представляют большую опасность для элементов электрической сети и оборудования, т. к. чрезмерный нагрев токоведущих частей и создают большие механические усилия, которые могут привести к разрушению электрического оборудования.

Поэтому для правильной эксплуатации электросетей и оборудования их выбирают не только по условиям нормального режима работы, но и аварийного режима, чтобы они выдерживали без повреждений действия наибольших возможных токов к.з. Определение токов к.з. необходимо для выбора выключателей на коммутационную способность и электродинамическую и термическую устойчивость.

Кроме того, в 4-х проводных сетях напряжением 380/220 В работающих на глухо заземленных нейтралах, при замыкании на нулевой провод или металлический корпус оборудования, защитный аппарат должен автоматически отключить аварийный участок сети. Для проверки надежности срабатывания защитного аппарата при к.з., между фазным и нулевым проводами необходимо определить расчётный ток однофазного короткого замыкания на землю.

9.1 Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания

В процессе расчёта 3-х фазного к.з. определяются:

1 . - начальное действующее значение периодически составляющей точки по ней определяют термическую стойкость и коммутационную способность аппарата.

2 Ударное значение тока к.з. - по нему проверяют аппараты, шины, изоляторы на электродинамическую устойчивость.

Считаем, что мощность системы во много раз превышает мощность трансформатора, то напряжение на шинах НН подстанций считается неизменным. То есть, считаем, что к.з. питается от источника с неограниченной мощностью.

Тогда периодическая составляющая тока к.з. остаётся неизменной в те­чении всего времени действия к.з.,тогда считаем, что I П 0 = I КЗ. На расчётной схеме отмечаем расчётные точки к.з. и для каждой точки составляем схему замещения, на которой указываем активные и индуктивные составляющие, сопротивления всех элементов схемы от точки питания до точки к.з.

Принципиальная схема для расчёта токов коротких замыканий:

Расчёт трёхфазного короткого замыкания в точке К-1.

Схема замещения:

Активное и индуктивное сопротивление трансформатора выбираем по ,таблица 1.9.3. стр. 61: мОм; мОм.

Сопротивление обмотки расцепителя и контактов автомата выбираем по , таблица 1.9.3. стр. 61: мОм; мОм; мОм;А.

Сопротивление трансформатора тока выбираем по , таблица 1.9.2. стр. 61:

мОм; мОм;;

где , а .

=30 мОм.

Ток трёхфазного короткого замыкания в точке К-1 определяем по формуле:

;

Расчёт трёхфазного короткого замыкания в точке К-2.

Схема замещения:

Сопротивление обмотки расцепителя и контактов автомата выбираем по , таблица 1.9.3. стр. 61:

.

Определяем активное и индуктивное сопротивление распределительных линий питающих ЭП:

X 0 и r 0 определяем по , таблица 1.9.5. стр. 62

Определяем суммарные активные и индуктивные сопротивления в короткозамкнутой цепи:

Определяем полное сопротивление в короткозамкнутой цепи:

=158,4 мОм.

Ток трёхфазного короткого замыкания в точке К-2 определяем по формуле:

Определяем ударное значение тока короткого замыкания:

9.2 Расчёт токов однофазного короткого замыкания

Ток однофазного к.з. определяется для проверки надежности срабатывания защитного аппарата самого удаленного от шин КТП и ЭП. Расчёт однофазного тока короткого замыкания в точке К-3:

Схема замещения:

Определяем сопротивления в короткозамкнутой петле линии фаза-нуль. Сопротивления: одной жилы кабеля

нулевой жилы кабеля

одной жилы провода

индуктивное сопротивление петли кабеля

индуктивное сопротивление петли провода

Суммарное сопротивление петли фаза-нуль определяем по формуле:

Ток однофазного к. з. находим по формуле:

.

Раздел 10

Проверка оборудования на действие токов короткого замыкания

В сетях до 1000 В производится следующие проверки токов к.з.:

1. На электродинамическую устойчивость проверяются автоматы, шинопроводы если ≥ то условие соблюдается;

2. На коммутационную способность, т.е. на предельно отключающий ток, проверяют автоматы, предохранители: , если ≥ то условие соблюдается;

3. На надежность срабатывания защитного аппарата при однофазном коротком замыкании на землю:

а 750 ≤ 1300,

условие соблюдается.

Список литературы:

1. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д., «Электроснабжение промышленных предприятий и установок» − М: Энергоатомиздат, 1999 г.

2. Липкин Б.Ю. «Электроснабжение предприятий и установок» − М: Высшая школа, 1990 г.

3. Цигельман И.Е. «Электроснабжение городских зданий и коммунальных предприятий» − М: Высшая школа, 1982 г.

4. Рожкова Л.Д., Козулин В.С. «Электрооборудование станций и подстанций» − М: Энергоатомиздат, 1987 г.

5. Конюхова Е.А. «Электроснабжение объектов» − М: Энергоатомиздат, 1988 г.

6. Неклипаев Б.Н., Крючков И.П. «Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования». − М: Энергоатомиздат, 1989 г.

7. «Электрический справочник» под редакцией Орлова И.Н. − М: Энергоатомиздат, 1989 г.

8. «Правила устройств электроустановок (ПУЭ)» −М:Кнорус, 2007 г.

9. Шеховцов В.П. «Расчет и проектирование схем электроснабжения». М: Форум-инфа-М, 2004.

Электроснабжение участка механического цеха №19

Курсовая

Энергетика

Цеховые сети распределения электроэнергии должны: обеспечивать необходимую надёжность электроснабжения приёмников электроэнергии в зависимости от их категории; быть удобными и безопасными в эксплуатации; иметь оптимальные технико-экономические показатели минимум приведённых затрат...

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Орский гуманитарно-технологический институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

(Орский гуманитарно-технологический институт (филиал) ОГУ)

Механико-технологический факультет

Кафедра «Электроэнергетики и электротехники»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Электроснабжение предприятий и электропривод»

Электроснабжение участка механического цеха №19

Пояснительная записка

ОГТИ 140106. 65 6 4. 14. 019 ПЗ

Руководитель

канд. техн. наук

Давыдкин М.Н.

«___»______________2014 г.

Исполнитель

Студент гр. 10ЭОП

Саенко Д.А.

«___»______________2014 г.

Орск 2014

Задание……………………………………………………………………………3

Аннотация………………………………………………………………………..5

Введение………………………………………………………………………….6

1. Краткая характеристика электроприемников цеха……………………….…..8

2. Выбор и обоснование схемы электроснабжения цеха…………………….…9

3. Расчет электрических нагрузок участка цеха………………………………..10

4. Выбор марки и сечения токоведущих частей (проводов, кабелей,

шинопроводов)………………………………………………………………….…16

5. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры……………………………18

6. Выбор мощности трансформаторов цеховой подстанции. Компенсация

реактивной мощности………………………………………………………….....21

7. Расчет питающей линии 10 кВ………………………………………………...25

8. Конструктивное выполнение цеховой сети…………………………………..31

Заключение………………………………………………………………………33

Список использованных источников……………………………………… ….34

Задание

Тема: Электроснабжение участка механического цеха.

Вариант 19

1. На ГПП установлены 2 трансформатора марки ТМН – 10000/110.
2. Расстояние от ГПП до цеха 0,6 км; от ГПП до подстанции энергосистемы 12 км.
3. Мощность короткого замыкания на шинах 110 кВ подстанции энергосистемы S k = 1500 МВА.

Введение

Системой электроснабжения (СЭС) называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электроэнергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приёмников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др.

В настоящее время большинство потребителей получает электроэнергию от энергосистем.

По мере развития электропотребления усложняются системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ.

На пути от источника питания до электроприёмников на современных промышленных предприятиях электрическая энергия, как правило, трансформируется один или несколько раз. В зависимости от места расположения в схеме электроснабжения трансформаторные подстанции называют главными понизительными подстанциями или цеховыми трансформаторными подстанциями.

Цеховые сети распределения электроэнергии должны:

• обеспечивать необходимую надёжность электроснабжения приёмников электроэнергии в зависимости от их категории;
• быть удобными и безопасными в эксплуатации;
• иметь оптимальные технико-экономические показатели (минимум приведённых затрат);
• иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа

Для приёма и распределения электроэнергии к группам потребителей

трёхфазного переменного тока промышленной частоты напряжением 380 В применяют силовые распределительные шкафы и пункты.

Главной проблемой в ближайшем будущем явится создание рациональных систем электроснабжения промышленных предприятий, которое связано со следующим:

• выбором и применением рационального числа трансформаций (оптимальный вариант числа трансформаций – две-три);
• выбором и применением рациональных напряжений (в системах электроснабжения промышленных предприятий даёт значительную экономию в потерях электроэнергии);
• правильным выбором места размещения цеховых и главных распределительных (понизительных) подстанций (обеспечивает минимальные годовые приведённые затраты);
• дальнейшим совершенствованием методики определения электрических нагрузок (способствует решению общей задачи оптимизации построения систем внутризаводского электроснабжения);
• рациональным выбором числа и мощности трансформаторов, а также схем электроснабжения и их параметров, что ведёт к сокращению потерь электроэнергии и повышению надёжности;
• принципиально новой постановкой для решения таких задач, как, например, симметрирование (выравнивание) электрических нагрузок.

1.Краткая характеристика электроприёмников цеха.

При определении электрических нагрузок действующих или проектируемых промышленных предприятий необходимо учитывать режим работы, мощность, напряжение, род тока и надежность питания электроприемников.

По режиму работы электроприемники могут быть разделены на три группы:

с продолжительным режимом работы;

с повторно-кратковременным режимом работы;

с кратковременным режимом работы.

Нагревательные печи, сушильные шкафы - составляют группу электропрёмников, работающих в продолжительном режиме с постоянной или мало меняющейся нагрузкой. Печи и сушильные шкафы мощностью 2,5÷70 кВт относиться к потребителям малой и средней мощности, питаются от напряжения 380 В промышленной частоты 50Гц.

Станки работают длительно, но с переменной нагрузкой и кратковременными отклонениями, за время которых электродвигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды, а длительность циклов превышает 10 мин. По мощности относятся к потребителям малой и средней мощности, питаются от сети 380 В промышленной частоты 50 Гц.

Вентиляторы – работают в продолжительном режиме, без отключения, от нескольких часов до нескольких смен подряд, с достаточно высокой, неизменной или мало меняющейся нагрузкой. Относятся к потребителям малой и средней мощности, питаются от сети 380В промышленной частоты.

Кран – работает в повторно кратковременном режиме с продолжительностью выключения 40%. Мощность 2,2 кВт, питается от сети 380В промышленной частоты 50 Гц.

Сварочные трансформаторы – работают в повторно кратковременном режиме с постоянными большими бросками мощности, продолжительностью включения 40%, мощность 48 кВА и 42кВА, питаются от сети 380 В промышленной частоты 50 Гц. Механический участок относится к потребителям второй категории.

2. Выбор и обоснование схемы электроснабжения.

Цеховые распределительные сети должны:

Обеспечивать необходимую надёжность электроснабжения приёмников электроэнергии в зависимости от их категорийности.

Быть удобными и безопасными в эксплуатации.

Иметь оптимальные технико-экономические показатели.

Иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

Поэтому для питания цеха выбирается магистральная схема электроснабжения, что обеспечивает малое число присоединений, а следовательно уменьшение строительной части; малое изменение сети при изменении расположения технологического оборудования; меньшие потери электроэнергии. Наряду с достоинствами схемы существуют и недостатки:

Меньшая надёжность магистральных схем по сравнению с радиальными.

Труднее обеспечить селективность защит.

Схема выполнена распределительными шинопроводами типа ШРА, которые предназначены для питания электроприёмников малой и средней мощности, равномерно распределенных вдоль линии магистрали.

3.Расчёт электрических нагрузок цеха.

Расчет электрических нагрузок участка цеха выполняется методом упорядоченных диаграмм с применением коэффициента расчетной нагрузки. Предварительно номинальная мощность приёмников с повторно-кратковременным режимом работы приводится к ПВ-100% по формулам:

Р н = Р пасп - для электродвигателей (1)

Р н = S пасп cosφ - для сварочных трансформаторов и

Сварочных машин (2)

Р н = S пасп cosφ - для трансформаторов электропечей (3)

где Р пасп (кВт), S пасп (кВт), ПВ - паспортные данные мощности и продолжительности включения в относительных единицах;

cosφ – паспортный коэффициент активной мощности.

Мощности сварочных трансформаторов

кВт

кВт

Мощность преобразовательного агрегата

КВт

Мощность мостового крана

КВт

Расчет электрических нагрузок напряжением до 1 кВ производится для каждого узла питания (распределительного пункта, шинопровода распределительного, шинопровода магистрального, цеховой трансформаторной подстанции или по цеху в целом).

Принимаем следующие значения коэффициента использования электроприемников, который взят из .

Модуль сборки узла питания определяется:

, (2)

где:

Максимальная номинальная мощность электроприемника подключенного к узлу питания, кВт;

Минимальная номинальная мощность электроприемника подключенного к узлу питания, кВт.

Таблица 1 - Коэффициенты использования для оборудования

Наименование	Коэффициент ис-пользования, Ки
Молот ковочный МА411, Шкаф сушильный, Кран мостовой
Электропечь камерная Н-30, Карусельный станок, Плоскошлифовальный станок	0,17
Преобразовательный агрегат, Сварочные трансформаторы
Полировальный станок, Продольно-строгальный станок 72.10	0,14
Печь камерная ОКБ-330, Печь муфельная МП-25
Заточный станок 3641	0,12
Вентилятор

Для узла питания определяется значение модуля сборки:

где Р н.макс1 , Р н.мин1  максимальная и минимальная мощность одного электроприёмника для узла питания.

Средние значения активной и реактивной мощностей за наиболее загруженную смену для групп приёмников:

(3)

, (4)

где - коэффициент использования электроприемника;

Сумма номинальных мощностей электроприемников, кВт.

Средняя мощность для узла питания определяется суммированием актиных, средних и реактивных мощностей групп электроприемников.

Средневзвешенные значения коэффициента использования и коэффициента реактивной мощности:

(5)

(6)

Определение эффективного числа электроприёмников n Э :

Для узла питания записывается значение n Э  эффективное число электроприёмников, которое определяется по формуле:

При числе электроприёмников более пяти, эффективное число электроприёмников (n Э ) определяется по упрощенным формулам в зависимости от модуля сборки и средневзвешенного значения коэффициента использования:

а) если K u > 0.2, а m < 3, то n Э = n

б) если K u < 0.2, а m < 3, то n Э не определяется, а расчетная нагрузка будет:

, (8)

где:

К з = 0,75 - для повторного кратковременного режима;

К з = 0,9 - для продолжительного режима;

К з = 1,0 - для автоматических линий.

В) если,а, то:

(9)

г) если, а, то:

эффективное число электроприёмников () определяется следующим образом:

1) определяется число электроприёмников, мощность которых равна или больше половины мощности наибольшего приёмника;

2) определяется суммарная мощность этих электроприёмников;

3) определяются относительные значения

(10)

(11)

4) по /4,58/ определяется эффективное относительное число электроприёмников *

5) определяется эффективное число электроприёмников

(12)

, (13)

где - коэффициент расчетной нагрузки.

Значение коэффициента расчетной нагрузки определяется по /4,100/ в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников n Э .

При n э  10 (14)

При n э  10 (15)

Полная расчетная мощность, кВА:

(16)

Расчетный ток, А:

(17)

Пример расчета для РП 1

1. Количество электроприемников n = 3
2. Установленная мощность кВт
3. Сумма номинальных мощностей 118,5кВт
4. Коэффициенты использования:

карусельный станок

продольно строгательный станок

карусельный станок

1. Средняя мощность:

Продольно строгательный станок:

Карусельный станок:

КВт

1. Модуль сборки:

1. Средняя мощность для узла питания:

КВт

КВар

1. Эффективное число электроприемников:

Так как для РП1 и то

1. Средневзвешенное значение коэффициента использования:

1. Средневзвешенное значение коэффициента реактивной мощности:

1. Коэффициент расчетной нагрузки для и:

1. Расчетный ток:

Расчет для остальных электроприемников производится аналогично.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 2.

4 Выбор марки и сечений токоведущих частей

Выбор производится на примере кабеля от ШРА1 до шкафа РП1

Сечение проводов и кабелей выбирается по условию нагрева для нормальных условий эксплуатации:

Выбирается кабель марки ВВГ 4×16, для которого:

60,9 А<70А – условие выполняется.

(18)

где – потери напряжения в проводнике, В;

– допустимые потери напряжения, В.

(19)

– удельные активное и индуктивное сопротивления проводника;

l – длина кабеля (определяется по рисунку 1);

0,621< 20 В - условие выполняется.

Если выбранное сечение не проходит по потерям напряжения, то сечение нужно завышать.

Сечение проверяется на соответствие току защитного аппарата:

(20)

где – коэффициент защиты, принимается в зависимости от среды и

конструктивного выполнения токоведущих частей;

– ток защитного аппарата, принимается ток плавкой вставки предохранителя или ток срабатывания теплового расцепителя автомата, А.

Проверка по данному условию возможна только после выбора защитной аппаратуры на стороне питания, пример расчета приведен далее:

Расчет остальных токоведущих частей аналогичен вышеприведенному.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 3.

5.Выбор защитной и коммутационной аппаратуры.

Для практического расчёта электрических сетей напряжением до 1000 В выбор защитной коммутационной аппаратуры может быть выполнен следующим образом:

1. Выбор предохранителей производится исходя из условий:

где – номинальное напряжение предохранителя, В;

– напряжение установки в которой применяется предохранитель, В.

где – номинальный ток предохранителя, А;

– расчетный ток, А.

где – номинальный ток плавкой вставки предохранителя, А;

, (21)

где – коэффициент, учитывающий увеличение тока при пуске двигателя.

– при частых и лёгких пусках;

– при тяжёлых и редких пусках;

– пусковой ток двигателя, А.

(22)

где– кратность пускового тока

– номинальный ток двигателя, А.

(23)

где – кратковременный (пиковый) ток по ;

(24)

где – наибольший из пусковых токов двигателей группы приёмников;

– расчётный ток группы приёмников;

– номинальный ток двигателя (приведённый к ПВ=1) с наибольшим из пусковых токов;

– коэффициент использования, характерный для двигателя, имеющего наибольший пусковой ток.

Выбор производится на примере вентилятора:

Выбирается предохранитель ПР2 100/100 для которого:

, ;

Принятый предохранитель соответствует вышеизложенным требованиям.

1. Выбор автоматических выключателей:

Условия выбора:

где, – соответственно номинальный ток автоматического выключателя и номинальный ток расцепителя, А;

Для защиты присоединений с равномерной нагрузкой:

где – номинальный ток теплового расцепителя автомата;

– номинальный ток электромагнитного расцепителя автомата;

Для ответвлений к двигателям:

; (25)

Для линий со смешанной нагрузкой:

(26)

Производится выбор на примере ответвления к двигателю вентилятора. Выбирается выключатель Sirius 3RV1031-4FB10, для которого (смотрим по каталогу):

Выбранный выключатель Sirius 3RV1031-4FB10 отвечает поставленным условиям.

Результаты выбора предохранителей и автоматических выключателей заносятся в таблицу 4.

6. Выбор мощности трансформаторов цеховой подстанции.

Компенсация реактивной мощности.

Вопрос о выборе мощности трансформаторов решается одновременно с вопросом выбора мощности компенсирующих устройств напряжением до 1000 В:

(27)

где – мощность компенсирующих устройств, обеспечивающая выбор

оптимальной мощности цеховых трансформаторов;

– мощность компенсирующих устройств, выбираемая с целью

минимизации потерь мощности в трансформаторах цеховой подстанции и в распределительных сетях 10 кВ.

Ориентировочную мощность трансформаторов можно определить по формуле:

, (28)

где :

– количество трансформаторов;

– аварийный коэффициент перегрузки трансформаторов;

Принимаются два трансформатора типа ТНД-400/10 для которых:

, (29)

где:

– добавка до ближайшего целого числа в сторону большего;

β н – коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном режиме;

β н =0,8 для двухтрансформаторных подстанциях при преобладании в цех потребителей II категории.

Определяется минимальное число трансформаторов цеховой подстанции:

(30)

где:

– дополнительное число трансформаторов, определяемое в зависимости от и

Определяется максимальная возможная реактивная мощность, передаваемая через трансформаторы из сети 10 кВ:

; (31)

Так как, то тогда принимается и компенсация реактивной мощности не нужна, т.е. ;

Определяем дополнительную мощность БСК для снижения потерь мощности в трансформаторах:

, (32)

где – расчётный коэффициент, определяемый в зависимости от коэффициентов и;

Коэффициент, учитывающий расположение энергосистемы и сменность предприятия;

– коэффициент, зависящий от мощности трансформаторов и длины питающей линии.

[ 1,109]

[ 1,107]

Следовательно, для цеховой подстанции:

Определяется коэффициент загрузки трансформаторов в нормальном и послеаварийном режимах:

Определяется необходимость установки БСК:

Конденсаторные батареи в цехе не устанавливаются.

Потери мощности в цеховых трансформаторах:

(35)

где:

Потери холостого хода, кВт;

Потери короткого замыкания, кВт.

(36)

где :

Ток холостого хода, %;

Напряжение короткого замыкания, %.

Активная мощность, потребляемая трансформатором:

Реактивная мощность, потребляемая трансформатором:

Полная мощность, потребляемая трансформатором:

(37)

7. Расчёт питающей линии 10 кВ.

Для выбора питающей линии 10 кВ необходимо знать ток короткого замыкания на шинах ГПП.

Составляется схема замещения

Составляется схема замещения рисунок 1.

Расстояние от ГПП до цеха l = 0,6 км; Рис. 1 Схема замещения

Расстояние от ГПП до подстанции энергосистемы L =12 км;

Мощность короткого замыкания на шинах 110 кВ подстанции энергосистемы = 1500 МВА.

Трансформаторы ГПП: ТМН – 10000/110;

Базисный ток:

(38)

Сопротивление системы:

О.е. (39)

где (. ) - номинальная мощность системы, МВА.

Сопротивление воздушной линии:

, (40)

где - удельное сопротивление воздушной линии, Ом/км;

- длина воздушной линии, км.

Принимается

Сопротивление трансформатора:

, (41)

Сопротивление кабельной линии:

, (42)

где - удельное сопротивление кабельной линии, Ом/км;

l - длина кабельной линии, км.

принимается Ом/км

l =0,6 км

Результирующее сопротивление:

(43)

Находим установившееся значение тока короткого замыкания:

Сечение линии определяется по экономической плотности тока j э :

(45)

где:

Расчетный ток кабельной линии в нормальном режиме, А;

Экономическая плотность тока, А/мм 2

Принимаем j э =1,4 А/мм 2 [ 7,305 ]

Расчетный ток кабельной линии в нормальном режиме:

(46)

Выбирается кабель 2А C Б-10-3×16, для него

Выбранное сечение проверяется:

По условию нагрева в нормальном режиме:

Определяется длительно – допустимый ток кабеля с учётом прокладки:

– число параллельных кабелей в кабельной линии.

– расчетный ток одного кабеля, А;

Определяем ток одного кабеля в послеаварийном режиме:

(47)

где – поправочный коэффициент на количество кабелей, проложенных в

одной траншее;

– поправочный коэффициент на температуру окружающей среды;

Проверяется выполнение условия нагрева в нормальном режиме:

69 А>10,2 А – условие выполняется.

2. По условию нагрева в послеаварийном режиме:

Определяется ток одного кабеля в послеаварийном режиме:

(48)

Определяется коэффициент аварийной перегрузки в зависимости от вида прокладки кабеля, коэффициента предварительной нагрузки и длительности максимума:

(49)

Определяется допустимый ток кабеля в послеаварийном режиме:

(50)

Проверяется выполнение условия нагрева в послеаварийном режиме:

93,15 А>20,4 А – условие выполняется.

Выбранное сечение проверяется по допустимой потере напряжения:

Δ U доп = 0,05·10 = 0,5кВ

=, (51)

где:

Удельное активное сопротивление кабеля, Ом/км;

Удельное реактивное сопротивление кабеля, Ом/км;

Длина кабельной линии, км.

 условие выполняется.

Производится проверка сечения на термическую стойкость:

, (52)

где:

С – коэффициент изменения температуры;

– приведённое время КЗ, с;

16 < 69,1505 – это условие не выполняется.

Окончательно принимается стандартное сечение жил кабеля и кабель марки 2АСБ-10-3×50.

8. Конструктивное выполнение цеховой сети.

В зависимости от принятой схемы электроснабжения и условий окружающей среды цеховая электрическая сеть выполнена распределительными шинопроводами. Такие шинопроводы называют комплектными, так как они выполняются в виде отдельных секций, которые представляют собой четыре шины, заключённые в оболочку и скреплённые самой оболочкой.

Для выполнения прямых участков линий служат прямые секции, для поворотов – угловые, для присоединений – присоединительные. Соединение шин на месте монтажа производят болтовыми соединениями. На каждые 3 м секции шинопровода может быть установлено до 8-ми ответвительных коробок (по 4 с каждой стороны). В ответвительных коробках устанавливают автоматические выключатели или рубильники-предохранители. Крепление шинопроводов выполняют кронштейнами к колоннам на высоте 3,5 метров от уровня пола.

Спуск кабелей, проводов от шинопровода к распределительным шкафам или отдельным электроприемникам осуществляется по стенам в трубах. Участки кабелей питающих отдельные электроприемники проложены в трубах заделанных в чистовой пол на глубину 10 см.

В качестве распределительных пунктов используются шкафы с предохранителями, либо с автоматическими выключателями. Шкафы с предохранителями имеют на вводе рубильник. Шкафы с автоматическими выключателями выполнены с зажимами на вводе. Технические характеристики шкафов представлены в таблице 5.

Таблица 5 – Распределительные пункты

РП	Тип шкафа	Ном. ток шкафа I нш , А	Количество отходящих линий	Ном. ток предохранителя, автомата I н , А	Тип предохранителя	Тип автоматического выключателя
РП1	ПР8501-011					Sirius 3RV10-42-4JA10
РП2	ПР8501-011					Sirius 3RV10-42-4JA10
РП3	ПР8501-007					Sirius 3RV10-42-4JA10
РП4	ШР11-73703 Р18-353				ПР-2	Sirius 3VL27-16-1AS33
РП5	ШР11-73703 Р18-353					Sirius 3VL27-16-1AS33
РП6	ПР8501-017					Sirius 3RV10-42-4JA10
РП7	ПР8501-011				ПР-2	Sirius 3VL27 16-1AS33

Заключение

В курсовом проекте была разработана схема электроснабжения ремонтно - механического цеха. Для этой цели были рассчитаны электрические нагрузки и сеть 0,4кВ, выбраны токоведущие части и цеховой трансформатор, осуществленапроверка кабелей питающих цеховую подстанцию на действие токов КЗ.

Питание отдельных электроприёмников осуществляется кабелями марки АВВГ и проводами марки АПВ.

В качестве защитных аппаратов применяются автоматические выключатели марки Sirius и предохранители марки ПР-2.

Данную схему электрической сети можно считать рациональной и экономичной.

Список использованных источников

1. Фёдоров А. А., Старкова Л. Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1987. – 368 с.: ил.
2. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования /под редакцией Барыбина Ю. Г. и др. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 464 с., ил.
3. Справочник по проектированию электроснабжения /под редакцией Барыбина Ю. Г. и др. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.
4. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий /под общ. редакцией А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского. В 2-х кн. Кн. 1. Проектно-расчётные сведения. – М.: Энергия, 1973. – 520 с., ил.
5. Неклепаев Б. Н., Крючков И. П. Электрическая часть станций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: Учеб. пособие для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 608 с., ил.
6. Электротехнический справочник /под общ. ред. профессора МЭИ Герасимова В. Г. и др. – 8-е изд., испр. и доп. – М.: Издательство МЭИ, 1998. – 518 с.
7. Справочник по проектированию электроэнергетических систем /под редакцией С.С. Рокотяна и И.М. Шапиро. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 352 с.
8. Правила устройства электроустановок- М.: Госэнергонадзор, 2000
9. http://electricvdome.ru/montaj-electroprivodki/raschet-secheniya-provoda kabelya.html
10. http://www.electromonter.info/library/cable_current_1.html
11. Каталог «Аппараты защиты. Автоматические выключатели»
12. http://www.rus-trans.com/?ukey=product&productID=1145
13. Методические указания по курсовому проектированию

Таблица 2 – Расчёт электрических нагрузок цеха

Продолжение таблицы 2

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать
37328.		Технологический процесс изготовления детали “Форсунка”	133.5 KB
	Применяемый на ОАО «КАДВИ» технологический процесс изготовления детали «Форсунка» является вполне современным. Весь технологический процесс механической обработки разработан исходя из получения заготовки методом литья, что определяет выбор технологических баз как для первой...
37329.		Таможенная служба Российской Федерации	90 KB
	Большинство законодательных и нормативных актов регулирующих таможенное дело были унифицированы на практике применяются основы таможенных законодательств государств участников СНГ. Созданы представительства таможенной службы России при таможенных службах Белоруссии и Казахстана и Киргизской республикой. Отменены таможенные ограничения во взаимной торговле нет больше необходимости содержать таможенную инфраструктуру ненужными стали почти девять тысяч километров внутренних границ 16 таможен 50 таможенных постов 64 автомобильных и 28...
37331.		Аналитическое и табличное представление булевой функции	315.5 KB
	Аналитическое и табличное представление булевой функции. Представление функции в ДНСФ. Минимизация функции по формулам склеивания. Минимизация функции методом Карно.
37332.		КОНЦЕПЦИЯ МУЗЫКАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ШКОЛЬНИКОВ	452 KB
	Как известно музыкальная культура школьника это интегративное свойство личности главнейшими показателями которого являются: музыкальная развитость любовь к музыкальному искусству эмоциональное к нему отношение потребность в различных образцах музыки музыкальная наблюдательность в значении которое придавал этому понятию Б. В процессе школьных музыкальных занятий учащиеся знакомятся с музыкальными произ ведениями анализируют общий характер настроение музыки значение различных элементов музыкальной речи в их...
37334.		Расчёт потребного количества оборудования	263.95 KB
	Степень занятости оборудования обработкой данной детали характеризуется коэффициентом занятости, на величину которого следует корректировать все расчеты для обеспечения их сопоставимости в базовом и проектируемом вариантах.
37335.		ВВЕДЕНИЕ В ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ	6.59 MB
	Эти изменения стали возможными благодаря двум основным факторам: выделению в алгоритме программы некоторой универсальной части логического вывода и отделению ее от части зависящей от предметной области базы знанийрис. При этом производится преимущественно символьная обработка содержимого базы знаний. Экспертная система это компьютерная программа которая моделирует рассуждения человекаэксперта в некоторой определенной области и использует для этого базу знаний содержащую факты и правила об этой области и некоторую процедуру...
37336.		Проблемы экономической безопасности России в условиях перехода к рынку	99 KB
	Общее понятие экономической безопасности и характеристики основных ее показателей. Экономика России с точки зрения экономической безопасности. Пути обеспечения экономической безопасности России.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

1. Общая часть

1.2 Структура предприятия

1.3 Характеристика цеха

2. Расчетная часть

2.1 Расчет освещения

2.3 Расчет токов короткого замыкания

2.4 Выбор аппаратуры

2.5 Расчет ЛЭП

2.6 Расчет и выбор кабеля

2.7 Расчет заземления

2.8 Эксплуатация и ремонт электрооборудования

2.9 Монтаж оборудования

2.10 Монтаж заземляющих шин внутреннего заземляющего контура

3. Специальная часть

3.1 Описание электрооборудования цеха и подстанций

3.2 Схема станций и подстанций, их описание

3.3 Электроэрозионная установка, защита электрооборудования от коррозий

4. Охрана труда

4.1 Мероприятия по безопасности эксплуатации оборудования

4.2 Мероприятия по ТБ при работе электрооборудования

4.3 Противопожарные мероприятия

5 Экономическая часть

5.1. Определение капитальных затрат

5.2 Расчет штата

5.3 Расчёт затрат на заработную плату, начисления на заработную плату

5.4 Расчет затрат на амортизацию

5.5 Расчёт затрат на электроэнергию

5.6 Расчёт затрат на материалы

5.7 Расчет затрат на ремонт, пусконаладочных расходов, накладных расходов, налогов

5.8 Определение калькуляции затрат по участку (цеху и т.д.)

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

В данном дипломном проекте будет рассмотрено электроснабжение и электрооборудование цеха механической сборки деталей среднего машиностроительного завода.

Электроэнергия служит человеку уже много десятилетий, и с течением времени потребность в ней непрерывно возрастает, что объясняется её преимуществами перед другими видами энергии: легко преобразуется в механическую, тепловую и световую энергии; сравнительно просто передаётся на значительные расстояния; скорость распространения электроэнергии приблизительно равна скорости света, и, наконец, производство и потребление электроэнергии совпадают по времени.

В области электроснабжения потребителей задачи развития промышленности, путем повышения эффективности производства на базе ускорения научно-технического прогресса, предусматривают повышение уровня проектно-конструкторских разработок, внедрение и рациональную эксплуатацию высоконадежного электрооборудования, снижение непроизводственных расходов электроэнергии при передаче, распределении и потреблении.

Развитие и усложнение структуры систем электроснабжения, возрастающие требования к экономичности и надежности их работы в сочетании с изменяющейся структурой и характером потребителей электроэнергии, широкое внедрение устройств управления распределением и потреблением электроэнергии на базе современной вычислительной техники ставят проблему подготовки высококвалифицированных инженеров.

Важнейшим этапом в развитии творческой деятельности будущих специалистов является курсовое и дипломное проектирование, в ходе которого развиваются навыки самостоятельного решения инженерных задач и практического применения теоретических знаний.

Оптимизация производственных процессов в сочетании с оптимизацией систем промышленного электроснабжения может и должна дать стране дополнительные средства за счёт сокращения непроизводительных расходов

Система электроснабжения - это совокупность элементов предназначенных для преобразования, производства, распределения и потребления электрической энергии. Электрическую энергию производят электрические станция: ТЭС (тепловая электростанция), ТЭЦ (тепло-электроцентраль), ГЭС (гидро-электростанция), ГРЭС (гидро-распределительная электростанция), АЭС (атомная электростанция), ВЭС (ветряная электростанция). Помимо перечисленных станций также существуют не традиционные методы получения электрической энергии например: под действием солнца, энергии морских приливов и отливов, энергия получаемая в результате перегнивания пищевых отходов и растений окружающей среды(органические вещества) . Электроснабжение промышленных предприятий напрямую зависит от комплексного решения инженерных задач. Для обеспечения критичного оборудования «чистым» гарантированным электропитанием необходимо использовать источник бесперебойного питания, который обеспечит «неразрывность» синусоиды напряжения в случае аварии в сети общего пользования и защиту оборудования от всех видов электрических помех. Используя источники бесперебойного питания можно обеспечить надежное электроснабжение предприятий любой отрасли деятельности. Надежное электроснабжение -- важный фактор, определяющий успешное функционирование любого производства.

Для обеспечения бесперебойного питания нужно также учитывать резервное электроснабжение. Резервное электроснабжение позволяет полностью исключить риски, связанные с непредвиденным отключением напряжения в центральных электросетях.

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. На базе использования электроэнергии ведется техническое перевооружение промышленности, внедрение новых технологических процессов и осуществление коренных преобразований в организации производства и управлении им. Поэтому в современной технологии и оборудовании промышленных предприятий велика роль электрооборудования, т.е. совокупности электрических машин, аппаратов, приборов и устройств, посредством которых производится преобразование электрической энергии в другие виды энергии и обеспечивается автоматизация технологических процессов.

Электромашиностроение - одна из ведущих отраслей машиностроительной промышленности. Процесс изготовления электрической машины складывается из операций, в которых используется разнообразное технологическое оборудование. При этом основная часть современных электрических машин изготовляется методами поточно-массового производства. Специфика электромашиностроения заключается главным образом в наличии таких процессов, как изготовление и укладка обмоток электрических машин, для чего применяется не стандартизированное оборудование, изготовляемое обычно самими электромашиностроительными заводами.

Электромашиностроение характерно многообразием процессов, использующих электроэнергию: литейное производство, сварка, обработка металлов и материалов давлением и резанием, термообработка и т.д. Предприятия электромашиностроения широко оснащены электрифицированными подъемно-транспортными механизмами, насосными, компрессорными и вентиляторными установками.

Современная энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и распределения электроэнергии. Для обеспечении подачи электроэнергии от энергосистем к промышленным объектам, установкам, устройствам и механизмам служат системы электроснабжения состоящие из сетей напряжением до 1000 В и выше и трансформаторных, преобразовательных и распределительных подстанций. Для передачи электроэнергии на большие расстояния используются сверхдальние линии электропередач (ЛЭП) с высоким напряжением: 1150 кВ переменного тока и 1500 кВ постоянного тока.

В современных многопролетных цехах автомобильной промышленности широко используют комплектные трансформаторные подстанции (КТП), комплектные распределительные установки (КРУ), силовые и осветительные шинопроводы, аппараты коммутации, защиты, автоматики, контроля, учета и так далее. Это создает гибкую и надежную систему электроснабжения, в результате чего значительно уменьшаются расходы на электрообеспечение цеха.

Автоматизация затрагивает не только отдельные агрегаты и вспомогательные механизмы, но во все большей степени целые комплексы их, образующие полностью автоматизированные поточные линии и цехи.

Первостепенное значение для автоматизации производства имеют многодвигательный электропривод и средства электрического управления. Развитие электропривода идет по пути упрощения механических передач и приближения электродвигателей к рабочим органам машин и механизмов, а так же возрастающего применения электрического регулирования скорости приводов.

Целью настоящего дипломного проекта является проектирование электроснабжения механического цеха механической сборки деталей №9. Основной задачей настоящего проекта является проектирование надежного бесперебойного электроснабжения приемников цеха с минимальными капитальными затратами и эксплуатационными издержками и обеспечение высокой безопасности.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения электроэнергией промышленных приемников, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и др.

Система распределения и потребления электроэнергии, получаемой от энергосистем, строится таким образом, чтобы удовлетворялись основные требования электроприемников, находящихся у потребителей.

Надежность электроснабжения достигается благодаря бесперебойной работе всех элементов энергосистемы и применению ряда технических устройств как в системе, так и у потребителей: устройств релейной защиты и автоматики, автоматического включения резерва, контроля и сигнализации. Качество электроснабжения определяется поддержанием на установленном уровне значений напряжения и частоты, а также ограничением в сети высших гармоник, не синусоидальности и несимметричности напряжения.

Экономичность электроснабжения достигается путем разработки совершенных систем распределения электроэнергии, использования рациональных конструкций комплектных распределительных устройств и трансформаторных подстанций и разработки оптимизации системы электроснабжения. На экономичность влияет выбор рациональных напряжений, оптимальных значений сечений проводов и кабелей, числа и мощности трансформаторных подстанций, средств и компенсации реактивной мощности и их размещение в сети.

Реализация этих требований обеспечивает снижение затрат при сооружении и эксплуатации всех элементов системы электроснабжения, выполнение с высокими технико-экономическими показателями этой системы, надежное и качественное электроснабжение промышленных предприятий.

1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1.1 Краткие сведения о предприятии

Машиностроительные заводы состоят из отдельных производственных единиц, называемых цехами, и различных устройств.

Состав цехов, устройств и сооружений завода определяется объемом выпуска продукции, характером технологических процессов, требованиями к качеству изделий и другими производственными факторами, а также в значительной мере степенью специализации производства и кооперирования завода с другими предприятиями и смежными производствами.

Специализация предполагает сосредоточение большого объема выпуска строго определенных видов продукции на каждом предприятии.

Кооперирование предусматривает обеспечение заготовками (отливками, поковками, штамповками), комплектующими агрегатами, различными приборами и устройствами, изготовляемыми на других специализированных предприятиях.

Если проектируемый завод будет получать отливки в порядке кооперирования, то в его составе не будет литейных цехов. Например, некоторые станкостроительные заводы получают отливки со специализированного литейного завода, снабжающего потребителей литьем в централизованном порядке.

Состав энергетических и санитарно-технических устройств завода также может быть различным в зависимости от возможности кооперирования с другими промышленными и коммунальными предприятиями по снабжению электроэнергией, газом, паром, сжатым воздухом, в части устройства транспорта, водопровода, канализации и т. д.

Дальнейшее развитие специализации и в связи с этим широкое кооперирование предприятий значительно отразятся на производственной структуре заводов. Во многих случаях в составе машиностроительных заводов не предусматриваются литейные и кузнечно-штамповочные цехи, цехи по изготовлению крепежных деталей и т. п., так как заготовки, метизы и другие детали поставляются специализированными заводами. Многие заводы массового производства в порядке кооперирования со специализированными заводами также могут снабжаться готовыми узлами и агрегатами (механизмами) для выпускаемых машин; например, автомобильные и тракторные заводы - готовыми двигателями и др.

1.2 Структура предприятия

Состав машиностроительного завода можно разделить на следующие группы:

1. Заготовительные цехи (чугунолитейные, сталелитейные, литейные цветных металлов, кузнечные, кузнечно-прессовые, прессовые, кузнечно-штамповочные и др.);

2. Обрабатывающие цехи (механические, термические, холодной штамповки, деревообрабатывающие, металлопокрытий, сборочные, окрасочные и др.);

3. Вспомогательные цехи (инструментальные, ремонтно-механические, электроремонтные, модельные, экспериментальные, испытательные и др.);

4. Складские устройства (для металла, инструмента, формовочных и шихтовых материалов и др.);

5. Энергетические устройства (электростанция, теплоэлектроцентраль, компрессорные и газогенераторные установки);

6. Транспортные устройства;

7. Санитарно-технические устройства (отопление вентиляция, водоснабжение, канализация);

8. Общезаводские учреждения и устройства (центральная лаборатория, технологическая лаборатория, центральная измерительная лаборатория, главная контора, проходная контора, медицинский пункт, амбулатория, устройства связи, столовая и др.).

Производство металлообрабатывающего оборудования, особенно станков, занимает важное место в машиностроении, обеспечивает его необходимыми основными производственными фондами. От наличного парка станков, их должного технологического уровня, оптимальной структуры по видовому составу и значимости в значительной степени зависят производственные возможности самого машиностроения, его соответствие современным требованиям и способности для технологического перевооружения всего производства и прежде всего машиностроения. Состояние и техникотехнологический уровень станкостроения, структура металлообрабатывающего устройства страны - один из основных показателей развития машиностроения, ее производственных возможностей.

1.3 Характеристика цеха

Цех механической сборки деталей предназначен для выпуска оборудования пищевой промышленности.

Цех является составной частью производства машиностроительного завода.

Цех предусматривает производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения. Цех получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП) расположенной на расстоянии 1,5 км. От подстанции глубокого ввода (ПГВ) ЗАВОДА. Подводимое напряжение 6,10 или 35 кВ.

ПГВ подключено к энергосистеме (ЭНС), расположенной на расстоянии 8 км. Потребители ЭЭ относятся к 2 и 3 категории надежности ЭСН. Количество рабочих смен 2. Грунт в районе цеха - глина с температурой +50С. Каркас здания сооружен из блоков - секций длиной 6 и 8 м каждый. Размеры участка АхВхН=52х36х10м. Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные.

Таблица 1- Перечень оборудования цеха

Номер на плане	Наименование оборудования	Установленная мощность (кВт)
	Вертикально-фрезерный станок
	Фрезерный станок
	Универсально-фрезерный станок
	Токарно-револьверный станок
	Токарно-винторезный станок
	Настольно-сверлильный станок
	Резьбонарезной полуавтомат
	Заточный станок
	Листозагибочная машина
	Точильно-шлифовальный станок
	Радиально-сверлильный станок
	Универсально-заточный станок
	Плоскошлифовальный станок
	Полировальный станок
	Сварочная машина
	Сварочная кабина
	Вентиляторы

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.4 Существующая схема электроснабжения

Для распределения электрической энергии внутри цехов промышленных предприятий служат электрические сети напряжением до 1000В.

Схема внутрицеховой сети определяется технологическим процессом производства, планировкой помещений цеха, взаимным расположением ЭП, ТП и вводов питания, расчетной мощностью, требованиями бесперебойности электроснабжения, условиями окружающей среды, технико-экономическими соображениями.

Питание ЭП цеха обычно осуществляется от цеховой подстанции ТП или ТП соседнего цеха.

Внутрицеховые сети делятся на:

· питающие

· распределительные.

Питающие сети отходят от центрального распределительного щита цеховой ТП к силовым распределительным шкафах СП, к распределительным шинопроводам ШРА или к отдельным крупным ЭП. В некоторых случаях питающая сеть выполняется по схеме БТМ ("Блок - трансформатор - магистраль").

Распределительные сети - это сети, идущие от силовых распределительных шкафов или шинопроводов непосредственно к ЭП. При этом ЭП подсоединяется к распределительным устройствам отдельной линией. Допускается подсоединять одной линией до 3-4 ЭП мощностью до З кВ, соединенные в цепочку.

По своей структуре схемы могут быть радиальными, магистральными и смешанными.

Радиальные схемы с использованием СП применяются при наличии сосредоточенных нагрузок с неравномерным их расположением по площади цеха, а также во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и пыльной средой. Они обладают высокой надежностью и применяются для питания ЭП любых категорий. Сети выполняются кабелями или изолированными проводами.

Магистральные схемы целесообразно применять для питания нагрузок распределительных относительно равномерно по площади цеха, а также для питания групп ЭП принадлежащих одной технологической линии. Схемы выполняются шинопроводами или кабелями. При нормальной среде для построения магистральных сетей можно использовать комплексные шинопроводы.

1.5 Выбор схемы электроснабжения

Важной технической задачей, которую нужно решать при проектировании электроснабжения, является выбор напряжения силовой и осветительной сети. От правильности выбора будут зависеть потери напряжения, электроэнергии и многие другие факторы. Выбор напряжения основывается на сравнении технико-экономических показателей различных вариантов. При выборе напряжения для питания силовых и осветительных потребителей следует отдавать предпочтение варианту с более высоким напряжением, так как чем больше величина U, тем меньше ток в проводах, тем меньше сечение, меньше потери мощности и энергии.

Выбор схемы электроснабжения приемников цеха зависит от многих факторов:

· мощности отдельных потребителей;

· расположения потребителей;

· площади цеха;

· технологического процесса цеха, определяющего категорию электроприемников по бесперебойности электроснабжения.

Система электроснабжения должна удовлетворять следующим требованиям:

· удобство и надежность обслуживания;

· надлежащее качество электроэнергии;

· бесперебойность и надежность электроснабжения как в нормальном, так и в аварийном режиме;

· экономичность системы, то есть наименьшие капитальные затраты и эксплуатационные издержки;

· гибкость системы, то есть возможность расширения производства без существенных дополнительных затрат.

Для передачи и распределения электроэнергии к цеховым потребителям применяем наиболее совершенную схему блока «трансформатор - магистраль», что удешевляет и упрощает сооружение цеховой подстанции. Такие схемы очень распространены и обеспечивают гибкость системы и ее надежность, а также экономичность в расходе материалов.

Для проектируемого цеха применяем систему трёхфазного переменного тока с напряжением 380/220 В с глухо заземлённой нейтралью, что позволяет питать от одних и тех же трансформаторов силовые и осветительные нагрузки. Силовые потребители питаются напряжением 380 В, а освещение напряжением 220В. Согласно требований Техники Безопасности питание цепей управления и местного освещения осуществляется пониженным напряжением: Цепи управления питаются напряжением 110 В, освещение 12 В или 24.

При питании силовой и осветительной сети от одно трансформаторной ТП возникает мигание света осветительных приборов, так как происходит запуск мощных двигателей и возникают большие пусковые токи. Поэтому питание осуществляют от двух трансформаторной КТП. Силовые приемники с большими и частыми пиковыми нагрузками нужно подключить к одному из трансформаторов КТП, а более «спокойную» нагрузку к другому трансформатору. В этом случае рабочее освещение необходимо запитывать от трансформатора со «спокойной» нагрузкой, а аварийное освещение от трансформатора с «неспокойной» нагрузкой, с тем чтобы обеспечить надлежащее качество рабочего освещения.

2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчет освещения

Освещаемый объем помещения ограничивается ограждающими поверхностями, отражающими значительную часть светового потока, попадающего на них от источников света. В установках внутреннего освещения отражающими поверхностями являются пол, стены, потолок и оборудование, установленное в помещении. В тех случаях, когда поверхности, ограничивающие пространство, имеют высокие значения коэффициентов отражения, отраженная составляющая освещенности может иметь также большое значение и ее учет необходим, поскольку отраженные потоки могут быть сравнимы с прямыми и их недооценка может привести к значительным погрешностям в расчетах.

В процессе выполнения расчетной части необходимо:

а) выбрать систему освещения, источник света, тип светильника для заданного участка или рабочего помещения;

б) произвести расчет общего освещения рабочего помещения.

Цель расчета общего освещения - определить количество светильников необходимых для обеспечения Еmin и мощность осветительной установки, необходимых для обеспечения в цехе нормированной освещенности. Ниже рассмотрен расчет общего освещения методом коэффициента использования светового потока.

При расчете по указанному методу необходимый световой поток одной лампы определяется по формуле:

или количество светильников:

где Еmin - минимальная нормированная освещенность, лк;

k - коэффициент запаса (для ламп накаливания k=1,15, для люминесцентных и ламп ДРЛ,

S - освещаемая площадь, м2;

Z - коэффициент минимальной освещенности (коэффициент неравномерности освещения)(при расчете освещения от светильников с лампами накаливания и ДРЛ Z = 1,15)

N - число светильников;

n - число ламп в светильнике;

h - коэффициент использования светового потока в долях единицы.

Мощность осветительной установки Р определяется из выражения:

Где: Рi - потребляемая мощность одной лампы, кВт.

1.Выбрать систему освещения.

2. Обосновать нормированную освещенность на рабочих местах заданного объекта.

3. Выбрать экономичный источник света.

4. Выбрать рациональный тип светильника.

5. Оценить коэффициент запаса освещенности, k, и коэффициент неравномерности освещения, Z.

6. Оценить коэффициенты отражения поверхностей в помещении (потолка, стен, пола), r.

8. Найти коэффициент использования светового потока, h.

10. Выполнить эскиз расположения светильников на плане помещения с указанием размеров.

Принципы выбора основных элементов, необходимых для расчета

Выбор системы освещения:

В настоящей работе рассматривается только рабочее освещение, которое может быть общим и комбинированным. Устройство в производственных помещениях только местного освещения запрещено.

Выбор системы освещения зависит, прежде всего, от такого важнейшего фактора, как точность выполняемых зрительных работ (наименьший размер объекта различения), согласно действующим нормам при выполнении работ I - IV разрядов следует применять систему комбинированного освещения. В механических, инструментальных, сборочных и др., как правило, применяют систему комбинированного освещения. Выбор системы освещения производится одновременно с выбором нормированной освещенности.

Выбор нормированной освещенности:

Количественные и качественные показатели искусственного освещения определяют согласно действующим нормам.

В качестве количественной характеристики освещенности принята наименьшая освещенность рабочей поверхности Еmin, которая зависит от разряда зрительных работ, фона и контраста объекта с фоном и системы освещения.. Разряд зрительных работ определяется минимальным размером объекта различения, т.е. размером предмета, его части или дефекта на нем, которые необходимо обнаружить или различить в процессе производственной деятельности.

Качественные показатели освещения (коэффициент пульсации и показатель ослепления) в данной работе не рассматриваются.

Можно принять значение Еmin для точных работ III разряда 300-500 лк, для средней точности IV разряд 150 -300 лк, для работ малой точности V разряд 100 -150 лк. Меньшее значение освещенности в каждом разряде для светлого фона и большого контраста, большее для темного фона и малого контраста.

Определяющими параметрами при выборе экономичного источника света являются строительные параметры, архитектурно - планировочное решение, состояние воздушной среды, вопросы дизайна и экономические соображения.

Проектируя освещение, конструктор всегда принимает компромиссное решение.

Лампы накаливания - малоэкономичны, имеют светоодачу 7 -26 лм/Вт, они имеют искаженный спектр излучения, при работе сильно нагреваются. Но, с другой стороны они имеют низкую стоимость, просты в эксплуатации и могут быть рекомендованы для помещений с временным пребыванием людей, бытовых помещений и др.

В производственных помещениях высотой до 7 - 12 м целесообразно применять лампы типа ДРЛ, т.к. они более мощные и имеют большую светоотдачу до 90 лм/Вт.

Окончательный выбор источника света должен осуществляться одновременно с выбором типа светильника, частью которого он является.

Выбор светильников общего освещения производится на основе учета светотехнических, экономических требований, условий воздушной среды. Существует классификация светильников по светораспределению: прямого, преимущественно прямого, рассеянного, преимущественно отраженного и отражающего света.

Кроме этого существуют светильники с различными кривыми силы света: концентрированной, глубокой, косинусной, полу широкой, широкой, равномерной и синусной.

Согласно ГОСТ 14254-69 светильники классифицируют по степени защиты от пыли, воды и взрыва.

По конструктивному исполнению различают 7 эксплуатационных групп светильников. Ввиду чрезвычайного разнообразия светильников конкретный выбор светильника должен решаться совместно со специалистами по энергетике, экономистами, дизайнерами и с учетом требований по охране труда.

Коэффициент запаса k учитывает запыленность помещения, снижение светового потока ламп в процессе эксплуатации. Значения коэффициента k приведены в таблице.

Таблица 2 Значения коэффициента k

Коэффициент минимальной освещенности Z характеризует неравномерность освещения. Он является функцией многих переменных, точное его определение затруднительно, но в наибольшей степени он зависит от отношения расстояния между светильниками к расчетной высоте (L / h).

Выбирают способ размещения светильников, который может быть симметричным или локализованным. При симметричном размещении светильники располагаются как вдоль, так и поперек помещения на одинаковом расстоянии, по углам прямоугольника или в шахматном порядке. Симметричное размещение светильников обеспечивает одинаковое освещение оборудования, станков, рабочих мест и проходов, но требует большого расхода электроэнергии. При локализованном расположении светильники размещают с учетом местонахождения станков, машин, оборудования, мест контроля и рабочих мест. Такое расположение светильников, сокращающее расход электроэнергии, применяют в цехах с несимметричным размещением оборудования.

Далее определяют отношение расстояния между светильниками L к высоте их подвеса h. В зависимости от типа светильника это отношение L / h при расположении светильников прямоугольником может быть принято равным 1,4-2,0, а при шахматном расположении -1,7-2,5.

Высота расположения светильника над освещаемой поверхностью

Hc=H - hcв - hp (4)

где: Н - общая высота помещения, м;

hcв - высота от потолка до нижней части светильника, м;

hр - высота от пола до освещаемой поверхности, м.

Чтобы уменьшить ослепляющее действие светильников общего освещения, высоту подвеса их над уровнем пола устанавливают не менее 2,5-4 м при лампах мощностью до 200 Вт и не менее 3-6 м при лампах большей мощности.

Потребное число светильников (ламп) n= S/LІ (при La = Lb).

При расположении светильников в линию (ряд), если выдержано наивыгоднейшее отношение L / h, рекомендуется принимать Z = 1,15 для ламп накаливания и ДРЛ.

Рис.1 Схема расположения светильников в помещении

Для определения коэффициента использования светового потока h находят индекс помещения i и предполагаемые коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка rп, стен rс, пола rр.

Для пыльных производственных помещений:

Индекс помещения определяется по следующему выражению:

где: А, В, h - длина, ширина и расчетная высота (высота подвеса светильника над рабочей поверхностью) помещения, м.

где: H - геометрическая высота помещения;

hсв - свес светильника.

Обычно: hсв = 0,2 ...0,8 м;

hp - высота рабочей поверхности.

hp = 0,8 ...1,0 м.

Коэффициент использования светового потока есть сложная функция, зависящая от типа светильника, индекса помещения, коэффициента отражения потолка стен и пола.

Промежуточные значения коэффициента использования находятся методом интерполяции.

При заданном Фл, т.е. известно какие лампы будут использоваться, находим N, т.е. сколько светильников надо применить.

При заданном N или n, определяем Фл. По найденному Фл выбирают ближайшую, стандартную лампу в пределах допусков - 10 ё +20 %.

Таблица 3 Значение коэффициента использования h для светильников с люминесцентными лампами, %

Пример расчета помещения методом коэффициента использования

Пример. В помещении с размерами А=52 м, В=36 м, H=10 м, hp=0,9 м и коэффициентами отражения потолка rп=30 %, стен rc=10 %, расчетной поверхности rр=10 % определить методом коэффициента использования светового потока освещение светильниками "Астра" с лампами накаливания для создания освещенности Е=50 лк.

Решение. В помещении с малым выделением пыли осветительную установку с лампами накаливания рассчитывают при коэффициенте запаса k=1,15. В светильнике "Астра" косинусное светораспределение. Поэтому оптимальное относительное расстояние между светильниками следует взять л=1,6. Приняв высоту света светильников hcв=0,5 м, получим расчетную высоту

hр=10-0,9-0,5=8,6 м

и расстояние между светильниками

L=8,6 Ч 1,6=13,76 м.

Число рядов светильников в помещении

Nb=36/13,76=2,6.

Число светильников в ряду

Na=52/13,76=3,77.

Округляем эти числа до ближайших больших Na=4 и Nb=3.

Общее число светильников

N= Na Ч Nb=4 Ч 3=12. (7)

Размещаем окончательно светильники.

По ширине помещения расстояние между рядами Lb=3,77 м, а расстояние от крайнего ряда до стены чуть больше 0,3L, а именно 1,13 м. В каждом ряду расстояние между светильниками примем также La=13,76 м, а расстояние от крайнего светильника до стены будет:

Это составляет 0,28 L=3,85

Индекс помещения

i=52 Ч 36/=1872/(8,6 Ч 88)=2,47.

По справочнику выбираем коэффициент использования светового потока з=0,6. Так как расстояние между светильниками практически равно оптимальному, то принимаем коэффициент минимальной освещенности z=1,15. Определяем необходимый световой поток лампы

Фл = 50 Ч 1,15 Ч 1872 Ч 1,15/(12 Ч 0,6) = 17192,5лм

Выбираем по таблице ближайшую стандартную лампу ДРЛ 250, имеющую поток Фл=11000 лм, что меньше расчетного значения

ДФ=(11000-17192,5)100/17192,5= - 3,6 %.

2.2 Расчет нагрузок и выбор силового трансформатора

При определении расчетных электрических нагрузок можно пользоваться основными методами:

1. упорядоченных диаграмм (метод коэффициента максимума);

2. удельного потребления электроэнергии на единицу продукции;

3. коэффициента спроса;

4. удельной плотности электрической нагрузки на 1 м2 производственной площади.

Расчет ожидаемых нагрузок приводится методом упорядоченных диаграмм, являющимся в настоящее время основным при разработке технических и рабочих проектов электроснабжения.

Расчетная максимальная мощность электроприемников определяется из выражения:

Pmax=Kmax * Kи * Pном = Kmax * Pсм, (8)

где: Kи - коэффициент использования;

Kmax - коэффициент максимума активной мощности;

Pсм - средняя активная мощность электроприемников за более загруженную схему.

Определите плановый фонд рабочего времени за анализируемый перида с учетом установленного режима работы. Для его расчета можно использовать производственный табель-календарь, если предприятие работает по пятидневной рабочей неделе. Если на производстве установлены смены, то плановый фонд рабочего времени рассчитывается, исходя из утвержденных графиков сменности. В данном примере плановая загрузка одного станка по времени на месяц будет равна: 30 дней на 24 часа = 720 часов.

Определяем число часов фактической работы станков в цехе за период. Для этого нам потребуются данные табелей учета рабочего времени. Найдем общее количество часов, отработанных персоналом цеха. Пусть за месяц рабочими цеха механической сборки деталей отработано было отработано 14784 человеко-часов, что соответствует фактическому времени работы станков.

Рассчитаем коэффициент использования оборудования ткацкого цеха по формуле:

Ки= (Фр/С)/Фп, (9)

где: Фр - фактическое количество отработанного времени всеми станками, час,

С - количество станков в цехе, шт,

Фп - плановый фонд рабочего времени, час.

В данном примере коэффициент использования оборудования будет равен:

14784/42/720 = 0,5.

Следовательно, станки ткацкого цеха за месяц использовались на 50%. Остальные 50% - это его простои.

Для группы электроприемников за более загруженную смену режима работы средняя активная и реактивная нагрузки определяются по формуле:

Рсм = Кu * Рном (10)

Qсм = Pсм * tg ц, (11)

где tg ц - соответствует средневзвешенному cos ц для электроприемников данного режима работы.

Средневзвешенный коэффициент использования определяется по формуле:

КU.СР.ВЗ. = ?Рсм / ?Рном, (12)

где?Рсм - суммарная мощность электроприемников и групп за наиболее загруженную смену;

Рном - суммарная номинальная мощность электроприемников в группе.

Относительное число электроприемников определяется по формуле:

где n1 - число крупных приемников в группе;

n - число всех приемников в группе.

Относительная мощность наибольших по мощности электроприемников определяется из выражения:

Р* = ?Рn 1/?Рном, (14)

где?Рn 1 - суммарная активная номинальная мощность крупных электроприемников группы;

Рном - суммарная активная номинальная мощность электроприемников группы.

Основное эффективное число электроприемников в группе определяется по справочным таблицам, исходят из значений n* и Р*

n*э = f(n*; P*) (15)

Эффективное число электроприемников в группе определяется по формуле:

Nэ = n*э * n (16)

Коэффициент максимума определяется по справочным таблицам, исходя из значений nэ и КU.СР.ВЗ.:

Кmax = f(Nэ; КU.СР.ВЗ.) (17)

Расчетная максимальная активная мощность цепи:

Рмах = Кмах * ?Рсм (18)

Расчетная максимальная реактивная мощность в цепи:

Qmax = 1.1 ?Qсм (19)

Полная расчетная мощность группы определяется по формуле:

Smax = vPmax2 + Qmax2 (20)

Максимальный расчетный ток группы определяется по формуле:

Imax = Smax/(v3 * Uном) (21)

Расчет ожидаемых нагрузок цеха металлорежущих станков.

1. Определяем среднюю активную и реактивную мощности за более загруженную схему электроприемников.

Пример расчета для станков позиции 1-3

Рсм1-3 = Рном Ч Ки = 3 Ч 0,5 Ч 3 = 4,5 кВт (22)

Qсм1-3 = Рсм1-3 Ч tgц = 4,5 Ч 0,75 = 3,4 кВАр (23)

Остальные данные по расчету представлены в таблице 5

2. Определяем суммарную мощность по группе:

Pном = 3Pсм1-3 + 2Pсм4,5 + 2Pсм6,7 + 4Pсм8-11 + 2Pсм12-13+ 8Pсм14-21 + 3Pсм22-24 + 2Pсм25-26 + 1Pсм27 + 4Pсм28-31+ 3Pсм32-34 + 2Pсм35-36 + 2Pсм37-38+ 1Pсм39 + 2Pсм40-41 + 1Pсм42 + 6Pсм43-48 + 2Pсм 49-50 = 216,5 кВт (24)

3. Суммируем активные и реактивные нагрузки:

Pсм = Pсм1-3 + Pсм4,5 + Pсм6,7 + Pсм8-11 + Pсм12-13+ Pсм14-21 + Pсм22-24 + Pсм25-26 + Pсм27 + Pсм28-31+ Pсм32-34 + Pсм35-36 + Pсм37-38+ Pсм39 + Pсм40-41 + Pсм42 + Pсм43-48 + Pсм 49-50 = 108,25 кВт (25)

Qсм = Qсм1-3 + Qсм4,5 + Qсм6,7 + Qсм8-11 + Qсм12-13+ Qсм14-21 + Qсм22-24 + Qсм25-26 + Qсм27 + Qсм28-31+ Qсм32-34 + Qсм35-36 + Qсм37-38+ Qсм39 + Qсм40-41 + Qсм42 + Qсм43-48 + Qсм 49-50 = 81,21 кВАр. (26)

4. Определяем средневзвешенное значение коэффициента использования:

Ки.ср.вз = 108,25 /216,5 = 0,5

5. Определяем относительное число электроприемников:

N* = 12/42 = 0,3

6. Определяем относительную мощность наибольших по мощности электроприемников:

Р* = 119/216,5 = 0,55 кВт

7. Основное эффективное число электроприемников в группе определяем исходя из значений N*и Р*:

8. Определяем эффективное число электроприемников в группе:

Nэ = 0,68 Ч 42 = 28,56

9. Коэффициент максимума Кмах служит для перехода от средней нагрузки к максимальной. Коэффициент максимума активной мощности определяем исходя из значений nэ и Ки.ср.вз:

10. Определяем расчетную максимальную активную мощность цепи:

Рмах = 0,51 Ч 108,25 = 55,21 кВт

11. Определяем расчетную максимальную реактивную мощность цепи:

Qмах = 1,1 Ч 81,21 = 89,33 кВАр

12. Определяем полную расчетную мощность группы:

13. Определяем максимальный расчетный ток группы:

Iмах = 105,01/(1,73 Ч 0,38) = 159,7 А

Таблица 5 Сводная ведомость электрических силовых нагрузок по цеху

	Наименование
								Рмах, кВт	Qмах, кВАр
	Вертикально-фрезерный станок
	Фрезерный станок
	Универсально-фрезерный станок
	Токарно-револьверный станок
	Токарно-винторезный станок
	Настольно-сверлильный станок
	Резьбонарезной полуавтомат
	Заточный станок
	Листозагибочная машина
	Точильно-шлифовальный станок
	Вертикально-сверлильный станок
	Радиально-сверлильный станок
	Универсально-заточный станок
	Плоскошлифовальный станок
	Полировальный станок
	Сварочная машина
	Сварочная кабина
	Вентиляторы

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для главных понизительных подстанций (ГПП) промышленных предприятий должен быть технически и экономически обоснован, так как это оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения. При выборе числа и мощности силовых трансформаторов используют методику технико-экономических расчетов, а также учитывают такие показатели, как надежность электроснабжения потребителей, расход цветного металла и потребная трансформаторная мощность. Для удобства эксплуатации систем промышленного электроснабжения стремятся к применению не более двух-трех стандартных мощностей трансформаторов, что ведет к сокращению складского резерва и облегчает взаимозаменяемость трансформаторов. Желательна установка трансформаторов одинаковой мощности, но такое решение не всегда выполнимо. Выбор трансформаторов следует производить с учетом схем электрических соединений подстанций, которые оказывают существенное влияние на капитальные вложения и ежегодные издержки по системе электроснабжения в целом, определяют ее эксплуатационные и режимные характеристики.

В целях удешевления подстанций (ГПП или ГРП) напряжением 35 -- 220 кВ широко применяют схемы без установки выключателей на стороне высшего напряжения (по схеме блока линия -- трансформатор), приведенные на рис. 1. Цеховые трансформаторы, как правило, не должны иметь распределительного устройства на стороне высшего напряжения (рис. 2). Следует широко применять непосредственное (глухое) присоединение питающего кабеля к трансформатору при радиальных схемах питания трансформатора (рис. 2, а) или присоединение через разъединитель или выключатель нагрузки при магистральных схемах питания (рис. 2,6, в, г). При магистральной схеме питания трансформатора мощностью 1000 кВ А и выше вместо разъединителя устанавливают выключатель нагрузки, так как при напряжении 6 -- 20 кВ разъединителем можно отключать XX трансформатора мощностью не более 630 кВ А. В настоящее время вновь сооружаемые цеховые трансформаторные подстанции выполняют комплектными (КТП), полностью изготовленными на заводах и крупными блоками монтируемыми на промышленных предприятиях.

Рис. 2 Конструктивно цеховые трансформаторные подстанции (ТП) подразделяют на внутрицеховые, которые размещают в многопролетных цехах; встроенные в контур цеха, но имеющие выкатку трансформаторов наружу; пристроенные к зданию; отдельно расположенные на территории предприятий, которые применяют при невозможности размещения внутрицеховых, встроенных или пристроенных подстанций по условиям производства.

Рис. 3. Основные схемы подключения цеховых ТП с высшим напряжением 6 -- 20 кВ: а -- глухое присоединение; б, в, г -- присоединение ТП через коммутационные аппараты (ВН -- выключатель нагрузки, Р -- разъединитель, ВНП -- выключатель нагрузки с предохранителем)

Выбор числа трансформаторов связан с режимом работы станции или подстанции. График нагрузки может быть таким, при котором по экономическим соображениям необходимо установить не один, а два трансформатора. Такие случаи, как правило, имеют место при плохом коэффициенте заполнения графика нагрузки (0,5 и ниже). В этом случае установка отключающих аппаратов необходима для оперативных действий (производящихся дежурным персоналом или происходящих автоматически) с силовыми трансформаторами при соблюдении экономически целесообразного режима их работы. Важными факторами, наиболее существенно влияющими на выбор номинальной мощности трансформатора и, следовательно, на его экономически целесообразный режим работы, являются температура охлаждающей среды в месте его установки и график нагрузки потребителя (изменения нагрузки в течение суток, недели, месяца, сезона и года).

Выбор типа трансформаторов производят с учетом условий их установки, температуры окружающей среды и т. п. Основное применение на промышленных предприятиях находят двухобмоточные трансформаторы. Трехобмоточные трансформаторы 110/35/6 -- 20 кВ на ГПП применяют лишь при наличии удаленных потребителей средней мощности, относящихся к данному предприятию. Трансформаторы с расщепленными обмотками 110/10--10 кВ или 110/6--10 кВ применяют на предприятиях с напряжениями 6 и 10 кВ при необходимости снижения тока КЗ и выделения питания ударных нагрузок.

Рис. 4. Однолинейные схемы электрических соединений ГПП с двумя трансформаторами без выключателей на стороне высшего напряжения: а --с короткозамыкателями и отделителями; б -- только с короткозамыкателями; в --с разъединителями и предохранителями типа ПСН.

Трансформаторы ГПП напряжением 35 -- 220 кВ изготовляют только с масляным охлаждением и обычно устанавливают на открытом воздухе. Для цеховых ТП с высшим напряжением 6 -- 20 кВ применяют масляные трансформаторы типов ТМ, ТМН, ТМЗ, сухие трансформаторы типа ТСЗ (с естественным воздушным охлаждением) и трансформаторы типа ТНЗ с негорючей жидкостью (совтол). Масляные трансформаторы цеховых ТП мощностью SHOM.T «S < 2500 кВ * А устанавливают на открытом воздухе и внутри зданий. Внутрицеховые ТП, в том числе и КТП, применяют только в цехах I и II степени огнестойкости с нормальной окружающей средой (категории Г и Д по противопожарным нормам). Число масляных трансформаторов на внутрицеховых подстанциях не должно быть более трех. Мощность открыто установленной КТП с масляными трансформаторами допускают до 2 х 1600 кВА. При установке на втором этаже здания допустимая мощность внутрицеховой подстанции должна быть не более 1000 кВ * А. Сухие трансформаторы мощностью SH0M T sg 1000 кВ- А применяют для установки внутри административных и общественных зданий, в лабораториях и других помещениях, к которым предъявляют повышенные требования в отношении пожаробезопасности (некоторые текстильные предприятия и т. п.). Сухие трансформаторы небольшой мощности (10 -- 400 кВА) размещают на колоннах, балках, фермах, так как они не требуют маслосборных устройств. Трансформаторы (совтоловые) типа ТНЗ предназначены для установки внутри цехов, где недопустима открытая установка масляных трансформаторов. Герметизированные совтоловые трансформаторы не требуют в условиях эксплуатации ни ревизии, ни ремонта. Их ремонт и ревизию производят на заводах-изготовителях.

Основными требованиями при выборе числа трансформаторов ГПП и цеховых ТП являются: надежность электроснабжения потребителей (учет категории приемников электроэнергии в отношении требуемой надежности), а также минимум приведенных затрат на трансформаторы с учетом динамики роста электрических нагрузок.

При проектировании подстанции учитывают требования, исходя из следующих основных положений. Надежности электроснабжения потребителей I категории достигают за счет наличия двух независимых источников питания, при этом обеспечивают резервирование питания и всех других потребителей. При питании потребителей I категории от одной подстанции необходимо иметь минимум по одному трансформатору на каждой секции шин, при этом мощность трансформаторов выбирают так, чтобы при выходе из строя одного из них второй (с учетом допустимой перегрузки) обеспечивал питание всех потребителей I категории. Резервное питание потребителей I категории вводится автоматически. Потребителей II категории обеспечивают резервом, вводимым автоматически или действиями дежурного персонала. При питании этих потребителей от одной подстанции следует иметь два трансформатора или складской резервный трансформатор для нескольких подстанций, питающий потребителей II категории, при условии, что замена трансформатора может быть произведена в течение нескольких часов. На время замены трансформатора вводят ограничение питания потребителей с учетом допустимой перегрузки оставшегося в работе трансформатора. Потребители III категории получают питание от однотрансформаторной подстанции при наличии «складского» резервного трансформатора.

При выборе числа трансформаторов исходят из того, что сооружение однотрансформаторных подстанций не всегда обеспечивает наименьшие затраты. Если по условиям резервирования питания потребителей необходима установка более чем одного трансформатора, то стремятся, чтобы число трансформаторов на подстанции не превышало двух. Двухтрансформаторные подстанции экономически более целесообразны, чем подстанции с одним или большим числом трансформаторов. При сооружении двух- трансформаторных подстанций ГПП выбирают наиболее простую схему электрических соединений со стороны высшего напряжения. Все остальные решения (подстанции с тремя и большим числом трансформаторов) являются обычно более дорогими. Однако они могут быть необходимы, когда приходится строить подстанции для питания потребителей, требующих разных напряжений. Главные понизительные подстанции, подстанции глубоких вводов (ПГВ) и цеховые ТП выполняют с числом трансформаторов не более двух. Для потребителей III и частично II категорий рассматривают вариант установки одного трансформатора с резервным питанием от соседней трансформаторной подстанции. В этом случае резервная подстанция является второй подстанцией и должна иметь запас мощности. На цеховых подстанциях с двумя трансформаторами рабочие секции шин низшего напряжения целесообразно держать в работе раздельно. При таком режиме ток КЗ уменьшается в 2 раза и облегчаются условия работы аппаратов напряжением до 1 кВ. При отключении одного работающего трансформатора второй принимает на себя нагрузку отключившегося в результате включения секционного автоматического выключателя.
В настоящее время цеховые ТП выполняют комплектными (КТП). Правильное определение числа КТП и мощности трансформаторов на них возможно только на основе технико-экономических расчетов (ТЭР) с учетом компенсации реактивных нагрузок на напряжении до 1 кВ. Число цеховых трансформаторов изменяется от минимально возможного Nmm (при полной компенсации реактивных нагрузок) до максимального Nmax (при отсутствии компенсирующих устройств) при среднем для всех ТП значении коэффициента загрузки Kt T. На двух- трансформаторных цеховых подстанциях при преобладании нагрузок I категории К-,. , принимают в пределах 0,65 -- 0,7; при преобладании нагрузок II категории 0,7--0,8, а при нагрузках III категории 0,9 -- 0,95. Минимальное и максимальное число цеховых трансформаторов определяют по выражениям

где: Ртах, Smax -- расчетная нагрузка цеха; SHom,t -- номинальная мощность цехового трансформатора.

Изменение числа цеховых трансформаторов (при т = const) приводит к изменению приведенных затрат на РУ 6 -- 20 кВ, на цеховые сети 0,4 кВ, на распределительные сети 6-20 кВ. При выборе числа трансформаторов на цеховых ТП учитывают, что предельная мощность трансформаторов, изготавливаемых в настоящее время заводами-изготовителями на напряжение 0,4-0,66 кВ, составляет 2500 кВ А.

Мощность силовых трансформаторов в нормальных условиях должна обеспечивать питание всех приемников электроэнергии промышленных предприятий. Мощность силовых трансформаторов выбирают с учетом экономически целесообразного режима работы и соответствующего обеспечения резервирования питания потребителей при отключении одного трансформатора и того, что нагрузка трансформаторов в нормальных условиях не должна (по нагреву) вызывать сокращения естественного срока его службы. Промышленные предприятия страны увеличивают свою производственную мощность за счет строительства новых цехов, освоения новых или более рационального использования существующих площадей. Поэтому предусматривают возможность расширения подстанций за счет замены установленных трансформаторов более мощными. В связи с этим аппаратуру и ошиновку в цепях трансформаторов выбирают по расчетным параметрам с учетом установки в перспективе трансформаторов следующей по шкале ГОСТ номинальной мощности. Например, если на подстанции устанавливают два трансформатора мощностью по 16000 кВ А, то их фундаменты и конструкции предусматривают установку двух трансформаторов мощностью по 25 000 кВ * А без существенных переделок подстанции.

Подобные документы

Расчет электрических нагрузок цеха методом коэффициента максимума. Выбор сечения и марки проводов. Определение токов короткого замыкания, заземляющего устройства. Мероприятия по организации электромонтажных работ. Направления развития капстроительства.

курсовая работа , добавлен 18.04.2011


Система электроснабжения металлургических предприятий. Основное оборудование на подстанции. Характеристика работающего электрооборудования. Расчет токов короткого замыкания в сети. Расчет и выбор коммутационных аппаратов и силового трансформатора.

курсовая работа , добавлен 08.05.2013


Электроснабжение ремонтно-механического цеха. Установка компрессии буферного азота. Расчет электрических нагрузок систем электроснабжения. Выбор числа и мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания и релейной защиты силового трансформатора.

методичка , добавлен 15.01.2012


Разработка схемы электроснабжения промышленного предприятия. Расчет электрических нагрузок и токов короткого замыкания. Определение числа и мощности трансформаторов. Подбор высоковольтного электрооборудования, аппаратов защиты и заземляющего устройства.

курсовая работа , добавлен 16.04.2014


Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения и напряжения. Расчет и выбор мощности трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита силового трансформатора. Расчет защитного заземления. Перенапряжения и молниезащита.

дипломная работа , добавлен 20.02.2015


Характеристика монтажного участка электромеханического цеха. Расчет электрических нагрузок, освещения, потерь мощности в трансформаторе, токов короткого замыкания. Выбор элементов питающей и распределительной сетей. Расчет заземляющего устройства.

курсовая работа , добавлен 24.11.2014


Эксплуатация, испытания, техническое обслуживание, ремонт и утилизация силового трансформатора. Расчёт кривой жизни электрооборудования и заземляющего устройства для защиты персонала. Организация строительных, электромонтажных и пуско-наладочных работ.

курсовая работа , добавлен 10.04.2012


Детальная разработка электроснабжения цеха ЗРДТ "КЭЦ". Определение нагрузок на воздушную линию электропередачи, номинальных токов и токов короткого замыкания. Выбор электрооборудования понизительной подстанции. Расчет схемы заземления и молниезащиты.

дипломная работа , добавлен 07.07.2015


Расчет токов короткого замыкания для выбора и проверки параметров электрооборудования, уставок релейной защиты. Характеристика потребителей электроэнергии. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет силовой и осветительной нагрузок цеха.

контрольная работа , добавлен 23.11.2014


Общая характеристика здания цеха и потребителей электроэнергии. Анализ электрических нагрузок. Расчет и выбор компенсирующего устройства, мощности трансформаторов, сетей, аппаратов защиты, высоковольтного электрооборудования и заземляющего устройства.