Проектирование системы цехового электроснабжения

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Характеристика и анализ основных исходных данных для проектирования систем цехового электроснабжения

1.2 Формирование первичных групп электроприемников для проектируемой электрической сети цеха

1.3 Расчет электрических нагрузок по установленной мощности электроприемников

1.4 Расчет электрического освещения производственных помещений

1.4.1 Светотехнический расчет осветительной установки

1.4.2 Электрический расчет осветительной установки

1.4.3 Выбор сетевого оборудования освещения

1.5. Расчет полной цеховой нагрузки установленной мощности групп электроприемников

1.6 Расчет высоковольтной сети

1.6.1 Выбор единичных мощностей и количества трансформаторов цеховых ТП и ВРУ

1.6.2 Выбор сечения жил кабеля напряжением выше 1 кВ от ГПП до цехового ТП (ВРУ)

1.6.3 Расчет токов короткого замыкания высоковольтной сети

1.7 Расчет электрической сети напряжением 0.4 кВ

1.7.1 Выбор силового исполнительного электрооборудования по задан-ной установленной мощности электроприемников напряжением 0.4 кВ

1.7.2 Выбор пусковой и защитной аппаратуры электроприемников

1.7.3 Выбор сечения проводов и жил кабелей, шинопроводов для подключения электроприемников и сетевых объектов

1.8 Выбор конструктивного исполнения электрической сети

1.8.1 Разработка схемы питания силовых электроприемников цеха и выбор конструктивного исполнения электрической сети

1.8.2 Выбор сетевых электротехнических устройств и аппаратов защиты в них

1.8.3 Выбор сечений проводов и кабелей для силовой сети проектируемого цеха

1.9 Расчет заземляющего устройства электроустановок

2. Экономическая часть

2.1 Расчет стоимости материалов

2.2 Определение затрат на электрическую энергию

2.3 Расчет заработной платы производственных работников

2.4 Расчет общепроизводственных (цеховых) расходов за месяц

2.5 Расчет общехозяйственных расходов за месяц

2.6 Расчет налогов и отчислений, включаемых в себестоимость

2.7 Калькуляция себестоимости выполнения работ за месяц

3. Охрана труда

4. Охрана окружающей среды и энергосбережение на предприятии

4.1 Охрана окружающей среды

4.2 Энергосбережение

Заключение

Список использованных источников

Введение

Кризисные явления, происходящие в республике за последние годы, негативным образом отразились на ее энергетике. На сегодняшний день состояние и технический уровень действующих мощностей становится критическим. Исчерпали свой проектный ресурс работы 53% оборудования энергетики. Для преодоления сложившейся кризисной ситуации необходимо обновление основных фондов за счёт внедрения передовых высокоэкономичных и ресурсосберегающих технологий и оборудования.

Рационально выполненная современная система электроснабжения цеха должна удовлетворять ряду требований: экономичности и надежности, безопасности и удобства эксплуатации, обеспечения надлежащего качества электроэнергии, уровней напряжения, стабильности частоты и т. п.

При построении системы электроснабжения цеха необходимо учитывать многочисленные факторы, к числу которых относятся потребляемая мощность, графики нагрузок крупных потребителей, характер нагрузок, число, расположение, мощность, напряжение и другие параметры располагаемого источника питания; требования энергетической системы и др.

При проектировании электроснабжения цеха необходимо тщательно изучать особенности технологии данного вида производства и ее развитие. Разработка основных положений проекта электроснабжения должна производиться одновременно с разработкой проекта технологической и строительной части и общего плана цеха. При этом вопросы электроснабжения должны полностью учитываться как важные составляющие, что дает наиболее рациональные решения всего цеха в целом.

Задачей дипломного проектирования является разработка проекта схемы электроснабжения ремонтно-механического цеха отвечающая требованиям безопасности, надежности, экономичности, экологичности, обеспечения надлежащего качества электроэнергии, уровней напряжения, стабильности частоты и т. п. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.

При разработке системы электроснабжения применяются типовые решения с использованием серийно выпускаемого комплектного оборудования, а так же с использованием современной вычислительной техники. Приводимые в проекте расчеты и графическая часть базируются на действующей нормативной и справочной информации и литературе.

Дипломный проект состоит из расчётно-пояснительной записки и графической части.

Согласно задания в графической части проекта выполнены чертежи плана цеха с силовой сетью, а также электрическая схема электроснабжения цеха.

1. Общая часть

1.1 Характеристика и анализ основных исходных данных для проектирования систем цехового электроснабжения

Условия окружающей среды в производственных помещениях и зонах, где размещается технологическое и связанное с ним электротехническое оборудование, определяются температурой воздуха, влажностью, наличием агрессивных газов и пыли, возможностью возникновения условий взрыво - и пожароопасности.

Ремонтно-механический цех относится к категории сухих помещений. Сухими называются помещения, в которых ш?60%. При температуре не выше +350 С и отсутствии технологической пыли, химической и органической среды такие помещения называются нормальными.

По категории электробезопасности цех относится к категории без повышенной опасности так как пол не токопроводящий, открытая проводка отсутствует, электрооборудование выполнено в закрытом исполнении. В проектируемом цехе предполагается допускать к работе и посещению цеха только квалифицированный персонал.

При проектировании систем электроснабжения необходимо применять электротехнические изделия и оборудование, имеющие степень защиты от внешних воздействий, соответствующую условиям окружающей среды.

По обеспечению надёжности электроснабжения присваиваем цеху 2 категорию. В дальнейшем будем обеспечивать его электроснабжение от одно трансформаторной подстанции (будем считать что есть наличие на складе запасного трансформатора).

Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Необходимо выделить и учитывать режимы работы электроприемников:

ГОСТ регламентирует следующие восемь режимов работы электроприёмников:

- продолжительный;

- кратковременный;

- повторно - кратковременный;

- повторно - кратковременный с частичными пусками;

- повторно - кратковременный с частичными пусками и электрическим торможением;

- перемежающийся;

- перемежающийся с частыми реверсами;

- перемежающийся с двумя и более частотами вращения.

Согласно заданию на проектирование, большинство электроприёмников работают в длительном режиме. В повторно - кратковременном режиме работает только кран - балка (№25 по плану) с Рн = 3,2 кВт. Электроприёмники первой категории в цеху отсутствуют.

Общее количество электроприемников в цеху - 78 шт. Размеры цеха 35х72м.

Таблица 1.1 - Характеристика электроприемников цеха по наименованию и мощности
№ на плане	Наименование оборудования	PкВт
1	Карусельный станок	18,1
2	Универсальный станок	16,2
3	Заточной станок	3,2
4	Обрабатывающий центр	28
5	Моечная машина	4,2
6	Универсально-сверлильный станок	5,5
7	Пресс	7,5
8	Токарно-винторезный станок	11,1
9	Координально-расточной станок	21,2
10	Токарно-карусельный станок	19,2
11	Токарно-револьверный станок	6,6
12	Резьбонарезной станок	4,6
13	Шлице-прорезной станок	6,6
14	Сварочный трансформатор	12
15	Плоскошлифовальный станок	2,6
16	Фрезерный станок	16,8
17	Вертикально-сверлильный станок	3,7
18	Плоскошлифовальный станок	37,5
19	Копировально-фрезерный станок	3,6
20	Фрезерный станок	13
21	Окрасочная камера	8,5
22	Внутришлифовальный станок	9
23	Винторезный станок	6,8
24	Вентилятор	7,5
25	Кран-балка	3,2

Рис. 1.1 План конструкции проектируемого цеха и размещения в нем электроприемников

1.2 Формирование первичных групп электроприемников для проектируемой электрической сети цеха

В данном проектируемом цехе отсутствуют электроприёмники большой мощности, которые подключаются от цехового ТП или ВРУ.

Необходимо спланировать каким способом будет осуществляться электропитание проектируемого цеха: подключение оборудования в основном помещении, во вспомогательных помещениях, подключение кран- балки, вентилятора.

Распределение электроприемников по группам представлено в таблице 1.2:

Таблица 1.2 Распределение электроприемников по группам
№ по плану	Наименование электроприемников.	Рном, кВт	Количество.
СП 1
1	Карусельный станок	18,1	2
2	Универсальный станок	16,2	2
3	Заточной станок	3,2	1
4	Обрабатывающий центр	28	2
12	Резьбонарезной станок	4,6	4
14	Сварочный трансформатор	12	2
25	Кран-балка	3,2	1
СП-2
7	Пресс	7,5	2
8	Токарно-винторезный станок	11,1	2
13	Шлице-прорезной станок	6,6	2
16	Фрезерный станок	16,8	4
17	Вертикально-сверлильный станок	3,7	4
19	Копировально-фрезерный станок	3,6	2
20	Фрезерный станок	13	2
21	Окрасочная камера	8,5	2
24	Вентилятор	7,5	1
СП-3
6	Универсально-сверлильный станок	5,5	1
5	Моечная машина	4,2	1
7	Пресс	7,5	9
9	Координально-расточной станок	21,2	2
10	Токарно-карусельный станок	19,2	2
12	Резьбонарезной станок	4,6	2
15	Плоскошлифовальный станок	2,6	2
17	Вертикально-сверлильный станок	3,7	1
18	Плоскошлифовальный станок	37,5	2
СП-4
4	Обрабатывающий центр	28	2
5	Моечная машина	4,2	2
6	Универсально-сверлильный станок	5,5	2
7	Пресс	7,5	2
11	Токарно-револьверный станок	6,6	2
12	Резьбонарезной станок	4,6	3
14	Сварочный трансформатор	12	2
18	Плоскошлифовальный станок	37,5	2
22	Внутришлифовальный станок	9	2
23	Винторезный станок	6,8	2

1.3 Расчет электрических нагрузок по установленной мощности электроприемников

Определение расчетных нагрузок ведём по установленной мощности электрооборудования, по коэффициенту расчетной нагрузки.

Произведём расчёт нагрузок на примере СП1.

Находим суммарную мощность идентичных электроприёмников в группе:

(1.3.1)

где - количество идентичных электроприёмников - их мощность

Для всех одиночных электроприёмников в группе

(1.3.2)

Общая суммарная установленная мощность всех электроприемников:

(1.3.3)

Находим среднесменные мощности электроприёмников. Значения коэффициента использования электроприемников Ки берём в таблице 2.1. [1]

Карусельный станок (№1 по плану):

(1.3.4)

Кран-балка (№25 по плану):

(1.3.5)

(1.3.6)

Для остальных электроприемников - рассчитывается аналогично.

Находим среднюю общую нагрузку за смену всех электроприемников СП1:

(1.3.7)

Находим среднесменные реактивные мощности электроприёмников. Значения коэффициента реактивной мощностиберём в таблице 2.1. [1] по

Карусельный станок (№1 по плану):

(1.3.8)

Для остальных электроприемников - рассчитывается аналогично.

Суммарная реактивная мощность

(1.3.9)

Значение средневзвешенного в группе

(1.3.10)

значение в группе

(1.3.11) групповой коэффициент использования для СП1:

, (1.3.12)

эффективное число электроприемников:

(1.3.13)

Принимаем .

Коэффициенты расчётной нагрузки:

= F() = = 2,09 о.е. ([1] таблица 2.2);

расчётная активная нагрузка:

, (1.3.14)

Наиболее мощный электроприемник в группе это станок под №4 (обрабатывающий центр с Рн = 28 кВт), значит величина расчетной мощности остается рассчитанной и не нуждается в корректировке.

Расчётная реактивная нагрузка:

(1.3.15)

полная расчётная нагрузка:

(1.3.16)

полный расчетный ток:

(1.3.17)

Расчёт нагрузок на других силовых пунктах СП2-СП4 производится аналогично. Результаты расчетов сведены в таблицы, см. приложение 1

1.4 Расчет электрического освещения производственных помещений

1.4.1 Светотехнический расчет осветительной установки

Главной задачей современной светотехники является создание комфортной световой среды для труда и отдыха человека, а также эффективное применение оптического излучения в технологических процессах при рациональном использовании электрической энергии.

Целью данного расчета является расчет системы общего равномерного освещения цеха. Основными задачами проекта являются выбор источников света для каждого помещения цеха; выбор типа светильников, их количества и размещения, высоты подвеса и мощности источников света; а также выбор необходимого электрического оборудования (распределительных щитов, защитного оборудования, проводов и др.).

Выбор источников света осуществляется на основании сопоставления достоинств и недостатков указанных источников света, а также в соответствии с требованиями ПУЭ, ПТЭ и ПТБ. Предпочтение необходимо отдавать газоразрядным и светодиодным источникам света, как наиболее экономичным, так как в настоящее время довольно остро стоит проблема экономии энергоресурсов за счет экономии электроэнергии. Лампы ДРЛ рекомендуется применять в помещениях, где присутствуют требования к цветопередаче. Лампы ДНаТ имеют высокую световую отдачу, большой срок службы, но очень плохую цветопередачу, использовать их можно на производстве, но только там, где нет необходимости различать цвета деталей или материалов (т.к. лампа имеет оттенок желтого цвета). ЛЛ рекомендуется применять в помещения, где работа связана с длительным напряженным зрением; в которых отсутствует естественное освещение; в помещениях, где присутствует требование к цветопередаче; по архитектурно-художественным соображениям. При низких нормируемых величинах освещенности (50 Лк и ниже), в связи с тем, что при газоразрядных лампах нельзя достичь зрительного комфорта, применяются ЛН.

Произведем выбор источников света для системы общего равномерного освещения участков инструментального цеха. Выбор источников света сведен в таблицу 3.1:

Таблица 3.1 - Выбор источников света цеха
№	Наименование помещения	Размеры помещения, м.	Площадь, м	Тип лампы	Обоснование выбора источников света
		Ширина	Длина	Высота
1	Основной участок	18	72	9	1296	ДРЛ	Применяются в помещениях с высотой перекрытия от 6 м, высокая светоотдача, высокий световой поток.
2	Вспомогательный участок	12	24	3,5	288	ЛЛ	-
3	Вспомогательный участок	12	24	3,5	288	ЛЛ	-
4	Вспомогательный участок	12	12	3,5	144	ЛЛ	-

Выбор нормируемой освещенности выполняемой работы, рабочих мест является одним из важнейших этапов проектирования осветительных установок. При завышенных значениях освещенности возрастают приведенные затраты на осветительную установку, увеличивается расход электроэнергии на освещение. Заниженное освещение может являться причиной утомляемости и появления брака в работе, снижения производительности труда. Поэтому правильное определение нормируемой освещенности в значительной степени обуславливает эффективность осветительной установки.

Под нормируемой освещенностью понимается минимальная освещенность, которая должна иметь место в "наихудших" точках освещаемой.

Основным нормативным документом, первоисточником для выбора норм освещенности является СНБ 2.04.05-98.

Нормированные значения освещенности должны быть обеспечены в течение всего времени эксплуатации осветительной установки. Однако в связи с тем, что период эксплуатации имеет место постоянное уменьшение освещенности, начальная освещенность должна быть принята больше нормированной, а именно равна последней, умноженной на коэффициент запаса, значения которого регламентированы нормами. Этот коэффициент учитывает снижение светового потока источников света к концу срока службы, запыление светильников, старение последних, т.е. ухудшение характеристик, не восстанавливаемых очисткой, и снижение коэффициентов отражения стен и потоков помещения. Необходимый коэффициент запаса зависит от количества и характера пыли в воздухе, степени старения данного типа источников света (в связи с чем для газоразрядных ламп коэффициент запаса повышается), типа светильников, и, конечно периодичности очистки последних. В зависимости от указанных обстоятельств значение коэффициента запаса может находится в пределах 1,3 … 2.

Согласно сказанному выше, для каждого помещения, выбираем нормируемые значения освещённости и коэффициента запаса. Выбранные значения сводим в таблицу 3.2:

Таблица 3.2 - Выбор нормируемой освещенности и коэффициенты запаса
№	Наименование помещения	Плоскость нормирования освещенности и высота рабочей поверхности, м.	Еmin	Кз
1	Основной участок	Г-0,8	300	1,5
2	Вспомогательный участок	Г-0,8	200	1,5
3	Вспомогательный участок	Г-0,8	200	1,5
4	Вспомогательный участок	Г-0,8	200	1,5

Светильники являются осветительными приборами ближнего действия и предназначены они для рационального перераспределения светового потока ламп, а также защита глаз от чрезмерной яркости, предохраняют источники света от загрязнения и механических повреждений. Конструктивно они состоят из корпуса-отражателя и (или) рассеивателя, патрона и крепящего устройства.

Выбор конкретного типа светильника осуществляется в зависимости от источника света, характеристики помещения, способа крепления, по [7], выбираем тип и степень защиты светильников, тип кривые силы света и класс светораспределения.

Согласно сказанному выше, произведём предварительный выбор типа светильников рабочего освещения.

В основном помещении цеха, которое имеет высоту Н=9м, устанавливаем светильники типа РСП05 (подвешенные на тросе), со степенью защиты IP44, т.к. среда в помещении пыльная. Характеристика по действию электрического с повышенной опасностью, так как есть наличие большого количества оборудования.

Для остальных помещений выбор светильников аналогичен, результаты выбора сводим в таблицу 3.3:

Таблица 3.3 - Выбор типа и способа подвеса светильника
№	Наименование помещения	Характеристика помещения	Светильник
		По действию эл. тока	Окружающей среды	Тип	IP	Способ подвеса	КСС
1	Основной участок	ПО	Пыльная	РСП 20	44	На тросу	Д2
2	Вспомогательный участок	БПО	Пыльная	ЛСП24	44	На тросу	Д2
3	Вспомогательный участок	БПО	Пыльная	ЛСП24	44	На тросу	Д2
4	Вспомогательный участок	БПО	Пыльная	ЛСП24	44	На тросу	Д2

Выполним светотехнический расчет основного помещения цеха.

В основном помещении площадь S= 1296м2 (сп=0,5; сс=0,3; ср=0,1), на расчетной высоте Hр=8,5м предполагается установка светильников типа РСП 20-400-121 (КСС типа Д2, КПД= 72%) с лампами высокого давления типа ДРЛ с Рн=400Вт.

Определим число светильников необходимое для создания освещенности Е=300 Лк при коэффициенте запаса Кз=1,5 и коэффициентом неравномерности z =1,15.

По таблице 3.1.9 [1] с учетом Нр, S и КСС типа Д2 имеем: W100%=3,9 Вт/м2, но это табличное значение с параметрами источника света Е=100 Лк и КПД=100%), следовательно необходим перерасчет удельной мощности согласно установленного источника света;

(1.4.1.1)

Тогда необходимое число светильников:

(1.4.1.2)

Таким образом устанавливаем 52 светильника на тросу, на высоте 8,5 м, учитывая при этом наличие кран-балки в данном помещении. Предлагается разместить эти светильники в два ряда по 26 светильников в каждом, так как помещение имеет прямоугольную сильно вытянутую форму.

Аналогично проводятся расчеты и для других помещения, результаты расчетов сводим в таблицу 3.4:

№	Тип светильника	Площадь помещения, м2	Удельная мощность, Вт/м2	Удельная мощность расч., Вт/м2	Мощность светильника, Вт	Мощн. освет. установки, кВт	Кол-во свет., шт
1	РСП 20-400-121	1296	3,9	16,25	1х400=400	21,06	52
2	ЛСП24-2х40-002	288	3,1	10,33	2х40=80	2,97	38
3	ЛСП24-2х40-002	288	3,1	10,33	2х40=80	2,97	38
4	ЛСП24-2х40-002	144	3,1	10,33	2х40=80	1,49	18

1.4.2 Электрический расчет осветительной установки

Питание электрического освещения осуществляется, как правило, совместно с силовыми электроприемниками от общих трехфазных силовых трансформаторов с глухозаземленнойнейтралью и номинальным напряжением на низкой стороне равным 380/220 В.

В соответствии с [7] питание электроприемников выполняем от сети 380/220В с системой заземления TN - S (нулевой рабочий и нулевой защитный провод работают раздельно). Для питания осветительных приборов общего внутреннего применяем напряжение 220В переменного тока. Для вспомогательных помещений цеха используем однофазную систему (3-х проводную).

Питание групповых щитков (ЩО) рабочего освещения осуществляется, непосредственно от ВРУ. В начале питающей и групповой линии устанавливаем аппараты защиты и отключения.

Устанавливаем выключатели освещения (~220V). Их расположение и количество выбирается в соответствии с назначением помещения и количеством светильников. Обычно ставятся 2 выключателя (или один двойной) на входе, внутри помещения.

Наглядное изображение схемы питания осветительной установки представлено на рисунке 3.1.

При выборе схемы питания осветительной установки важными являются следующие факторы:

- требование к бесперебойности действия осветительной установки;

- технико-экономические показатели (минимум приведенных затрат);

- удобство и безопасность управления, обслуживания и эксплуатации.

Источником питания ЩО-1 является ВРУ-0,38 кВ. Питание осветительных приемников от силовых пунктов распределительных шинопроводов не допускаются.

Рисунок 3.1 - Схема питания осветительной установки цеха

Схемы осветительных сетей могут быть разнообразны и из их всего многообразия выделяют:

- радиальная;

- магистральная (шлейфом);

- смешанная.

Рекомендации по построению осветительной сети:

Формирование групповых линий по производственным помещениям - параллельно оконным проемам; управление групповыми линиями осуществляться автоматическими выключателями ГЩ освещения.

На каждую фазу групповой линии должна быть нагрузка до 25 А. При мощных ГРЛ (125 Вт и более) и ЛН (500 Вт и более) допускается нагрузка до 63 А. Количество светильников (одноламповых) рекомендуется до 20 ламп на каждую фазу.

Протяженность групповой линии при U = 380/200В для 4-х проводных линий рекомендуется до 85 - 100 м.

Питание нагрузок 3-ей категории может производиться от одной трансформаторной подстанции.

Рассчитаем полученную осветительную нагрузку цеха.

Расчётная активная мощность освещения:

(1.4.2.1)

Расчётная реактивная мощность освещения:

Коэффициент мощности осветительной нагрузки для ламп ЛБ40 [1], отсюда , и для ламп ДРЛ [1], отсюда .

(1.4.2.2)

Полная мощность осветительной нагрузки:

(1.4.2.3)

Расчётный ток осветительной нагрузки:

, (1.4.2.4)

1.4.3 Выбор сетевого оборудования освещения

В осветительных установках используется самое разнообразное электрооборудование (водно-распределительные устройства, осветительные щитки и т.п.)

В дипломном проекте в качестве щитков освещения выберем распределительный электрощит типа ЩРн-ХХ(з) фирмы ИЭК. Данные электрощиты предназначены для сборки осветительных щитов с использованием модульной аппаратуры для защиты сетей напряжением 380/220В от токов перегрузки и короткого замыкания. По способу установки они подразделяются на навесные и встраиваемые, мы будем использовать электрощит навесного типа.

Металлокорпуса распределительных щитов имеют DIN-рейки для установки соответствующего количества аппаратов, элементы для крепления шин N и PE и запирающуюся на ключ наружную дверцу, что обеспечивает защиту от проникновения внутрь щита посторонних лиц.

Результаты выбора щитков освещения и проводки осветительной сети сводим в таблица 3.5:

Таблица 3.5 - Результаты выбора типа и количества щитков освещения
Данные сети	Данные оборудования
Наименования щитка освещения	Автомат защиты на вводе	Тип щитка	Количество автоматов на группах	Тип автоматов	Размеры, мм	Способ установки, степень защиты
	1-ф	3-ф		1-ф	3-ф
ЩО-1	-	ВА-47-29-3	ЩРн-24(з)-1 36 УХЛ3 IP31	20	-	ВА 47-29-1 до 63А	395х310х120	Навесной, IP31

1.5 Расчет полной цеховой нагрузки установленной мощности групп электроприёмников

Произведем расчет электрической нагрузки всего цеха в целом методом упорядоченных диаграмм.

Определяем средне активную и реактивную нагрузки всего цеха в целом:

(1.5.1)

(1.5.2)

Определяем групповой коэффициент использования:

(1.5.3)

Определяем эффективное количество электроприемников всего цеха в целом:

(1.5.4)

где Рн.max - номинальная мощность наиболее мощного электроприемника цеха.

Принимаем о.е.

Определим средневзвешенный cosц

(1.5.5)

Определим средневзвешенный

(1.5.6)

По nэ и Кгр определяем коэффициент расчетной нагрузки Кр таблица 4.2 [1].

Кр = 1,1

Рассчитываем расчетную активную нагрузку всего цеха в целом;

(1.5.7)

Рассчитываем расчетную реактивную нагрузку всего цеха в целом;

Определяем полную максимальную нагрузку цеха:

, (1.5.8)

Расчётный ток всего цеха:

, (1.5.9)

1.6 Расчет высоковольтной сети

1.6.1 Выбор единичных мощностей и количества трансформаторов цеховых ТП и ВРУ

Выбор мощности трансформаторов осуществляется исходя из полной расчётной нагрузки объекта, удельной, плотности нагрузки, а также других факторов. При рассредоточенной нагрузке единичная мощность цехового трансформатора ориентировочно может быть принята по величине плотности нагрузки, определяемой по выражению:

(1.6.1)

Sp - расчётная полная мощность нагрузки объекта, МВА

F - производственная площадь объекта, м2.

Площадь проектируемого цеха F= 7230=2160 м2, определяем согласно выражения 5.1 плотность нагрузки:

Согласно [1], при открытой установке КТП в цехе рекомендуется устанавливать трансформаторы с единичной мощностью:

1000 и 1600 кВА - при Sy < 0,2 кВА/м2;

1600 кВА - при Sy = 0,2-0,5 кВА/м2;

2500 кВА - при Sy > 0,2 кВА/м2.

При установке КТП в отдельных помещениях принимаются следующие значения Sном:

1000 и 1600 кВА - при Sy < 0,15 кВА/м2;

1600 кВА - при Sy = 0,15-0,35 кВА/м2;

2500 кВА - при Sy > 0,35 кВА/м2.

При Sy > 0,35 кВ·А/м2 также допускается применение трансформаторов мощностью 1600 кВ·А.

На основании приведенной методики необходимо выбрать трансформатор с Sном=1000 кВА, и это при Sр(цеха)= 275,2 кВА, что изначально не целесообразно так как трансформатор будет работать недогруженным, что вызовет огромные потери в обмотках трансформатора, поэтому в цеху мы устанавливаем ВРУ, будем считать что на ГПП запас мощности позволяет присоединить данную нагрузку.

Т.к. в ГПП нам не известны данные трансформатора, примем мощность трансформатора установленного в ГПП с учетом возможного подключения сторонней нагрузки - 400 кВА

Согласно таблице 5.1.1 [1] и рассчитанной общей нагрузки цеха, выбираем вводно-распределительное устройство на 2 ввода.

По таблице имеем ВРУ на 1 ввод типа ВРУ-1-1х630/6х100, с вводным автоматом на 630А, номинальный ток отходящих линий - 6x100А. Мы имеем общий ток всей нагрузки 418,6А, а токи отходящих линий к СП1...СП4 более 100А, в данной таблице нет таких ВРУ и поэтому ВРУ мы выбираем заказного типа, с вводным перекидным рубильником на 630А который расположен с аппаратом защиты в водном отсеке, и автоматами отходящих линий 6х250А.

1.6.2 Выбор сечения жил кабеля напряжением до 1 кВ от ГПП до цехового ВРУ

Сечение жил кабеля выбирается по экономической плотности тока и проверяется по нагреву в послеаварийном режиме, а также по допустимой потере напряжения и термической стойкости при КЗ. Кабели, защищенные токоограничивающими предохранителями, на термическую стойкость не проверяются.

Сечения жил кабеля по экономической плотности тока определяются по выражению:

(1.6.2)

Где - расчётный ток кабеля в нормальном режиме работы, А;

Jэ - экономическая плотность тока (А/мм2). Выбирается по табл. 5.2.1 [1] в зависимости от времени использования максимальной нагрузки табл. 5.2.2 [1], вида изоляции и материалов жил проводника.

По этому параметру следует выбирать ближайшее большее стандартное сечение кабеля, но во всех случаях следует стремиться не повышать сечение жил без достаточного на то основания.

Согласно таблице 6.2. [1], для заводов газотурбинного оборудования среднее значение числа часов использования максимума нагрузки в промышленности составит Тн = 3800 ? 4000 ч/год. Для данного значения из таблицы 5.2.1. [1] выбираем значение Jэ = 1,7 А/мм2. В качестве проводников используем кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией.

Будем использовать в параллели 2 кабеля марки 2хАВВГ 4х150 мм2 c Iдоп.пасп.= 2255=510А (ПУЭ, изд. 6, табл. 1.3.7).

Расчётный ток в послеаварийном режиме равен току на вводе ВРУ:

- условие выполняется.

Выбранное сечение жил кабеля проверим на нагрев при работе в послеаварийном режиме по условию:

(1.6.3)

где kп - допустимая кратность перегрузки, определяем по таблице 5.2.3 [1]

Для определения kп используем значение коэффициента предварительной нагрузки равного 0,8. Вид прокладки - в трубах (в земле). Длительность максимума перегрузки - 3ч. Определяем kп = 1,15

- коэффициенты, соответственно учитывающие фактическую температуру окружающей среды, число работающих кабелей, проложенных в одной траншее, фактическое удельное тепловое сопротивление земли.

Так как условия прокладки кабеля выполнены в соответствии с нормами ПУЭ, принимаем

(1.6.4)

Выбранное сечение жил кабеля на нагрев по току послеаварийного режима должно соответствовать Iдоп паспорт ??Iдоп аварийн. Допустимый длительный ток для сечения 300 мм2 составляет (ПУЭ, изд. 6, табл. 1.3.7):

Iдоп паспорт =2 510А

, условие выполняется.

Проверим выбранный кабель по потере напряжения.

Длина кабельной линии от ГПП до цехового ВРУ - 700м.

Потеря напряжения в кабельной линии электропередачи в процентах:

(1.6.5)

ДU- допустимо до 5 %.

где IР (А) - расчетный ток

l - длина линии (км) l = 0,7 км;

r0 и x0 - удельные активное и реактивное сопротивления линии Ом/км,

для кабеля сечением 150мм2, r01 = 0,208 Ом/км ; ;

(1.6.6)

Превышает допустимое значение, следовательно берем в параллели 2 кабеля марки 2хАВВГ 4х240 мм2 c Iдоп.пасп.=2330=660А (ПУЭ, изд. 6, табл. 1.3.7), для кабеля сечением 240мм2, r01 = 0,12 Ом/км [9];

Следовательно окончательно прокладываем для КЛ-0,4 кВ в параллели два кабеля - 2хАВВГ 4х240 мм2.

1.6.3 Расчет токов короткого замыкания высоковольтной сети

Расчетным видом КЗ выбираем трехфазное, так как при нем получаются большие значения сверхпереходного и ударного токов, чем при двухфазном или однофазном. Для вычисления короткого замыкания составляем расчетную электрическую схему. На ней наносим то оборудование, через которое будет проходить ток КЗ.

По расчётной схеме составляется схема замещения, в которой каждый элемент схемы замещается своим эквивалентным сопротивлением, приведенным к базисным условиям (см. рис. 5.1.).

На ГПП предполагаем стоит трансформатор Sт=400кВА, согласно [9] параметры данного трансформатора составят: Uк=4,5.%; xтр =17,1 Ом; rтр=5,6 Ом; Zтр=18 Ом; Sн.т.=400кВА;

Рис. 5.1 Схема замещения сети электроснабжения

При отсутствии данных параметров можно самостоятельно посчитать активное и реактивное сопротивление трансформатора по формулам:

Удельное активное и реактивное сопротивление питающего кабеля АВВГ 4х240мм2 rо=0,12 Ом/км; xо=0,058 Ом/км; L=0,7км:

(1.6.9)

(1.6.10)

Вычисляем активное и реактивное суммарное сопротивление цепи к.з:

(1.6.11)

(1.6.12)

Определяем ток трехфазного к.з:

1.7 Расчет электрической сети напряжением 0,4 кВ

1.7.1 Выбор силового исполнительного электрооборудования по заданной установленной мощности электроприемников напряжением 0,4 кВ

Эквивалентный электродвигатель выбирается для определения неизвестных номинальных величин электроприемника таких как - КПД, коэффициента мощности - , кратности пускового тока к номинальному - Iп/Iн, в зависимости от установленной мощности - Руст. Зная полученные величины становится возможным рассчитать номинальный ток эквивалентного электродвигателя Iн, и пускового тока Iп. Правильный расчет токов способствует обоснованному выбору защитных аппаратов и проводников системы электроснабжения.

Электродвигатель необходимо выбирать таким образом, чтобы его номинальная мощность соответствовала мощности приводного механизма:

(1.7.1)

где Руст- установленная мощность оборудования, кВт;

Р н.эд - номинальная мощность электродвигателя, кВт.

Двигатель должен быть выбран в соответствии с напряжением заводской сети:

(1.7.2)

где Uн.эд- номинальное напряжение электродвигателя, кВ;

Uс - номинальное напряжение сети, кВ.

В соответствии с рекомендациями будем выбирать электродвигатели серии А4 основного исполнения, с синхронной частотой 1500-3000 об/мин.

Выберем эквивалентный двигатель для электроприемника под № 12:

Р уст = 4,6 кВт.

Принимаем электродвигатель 4А 100L2У3 (см. табл. 6.1.3. [1]) со следующими параметрами:

Pном = 5,5 кВт; n = 3000 об/мин; з =0,88; cosц = 0,91; Кпуск=Iп /Iн =7,5.

Выбранный эквивалентный электродвигатель удовлетворяет условиям 6.1 и 6.2.

Необходимо учитывать степень защиты электродвигателей, которая определяется исходя из технических условий, в которых будет работать электропривод.

Эквивалентные электродвигатели для остальных электроприемников выбираются аналогично.

Номинальная мощность электродвигателя повторно-кратковременного режима работы (кран-балка) определяется по формуле:

, (1.7.3)

где ПВ - продолжительность включения в относительных единицах %.

Технические характеристики асинхронных крановых электродвигателей выбираем из таблицы 6.1.2. Для данных двигателей ПВ=40%.

Выберем эквивалентный двигатель для кран-балки ПВ=40%:

(1.7.4)

Принимаем по электродвигатель MKTF 112-6 со следующими параметрами:

Pном = 2,2 кВт; з=0,67; cosц=0,69 (Табл. 6.4.2 [1]).

Эквивалентные электродвигатели для остальных электроприемников выбираются аналогично. Результаты выбора приведены в таблице 6.1.

Расчетный ток трехфазного электроприемника вычисляется по выражению:

(1.7.5)

где Руст - установленная мощность оборудования, кВт;

Uн - номинальное напряжение сети, кВ;

cosц -номинальный коэффициент мощности электроприемника;

з - номинальный коэффициент полезного действия.

Пусковой ток двигателя (табл. 6.4.2 [1]):

Iпуск= Кпуск ·Iр, (1.7.6)

где Кпуск - кратность пускового тока по отношению к Iном.

Рассмотрим пример расчета расчетного и пускового токов для электроприемника с номером по плану №12, по формуле 6.5:

Пусковой ток электроприемника по формуле 6.6:

Iпуск= 7,5·10,45=78,37А

Для остальных электроприемников расчет расчетного и пускового токов аналогичен. Результаты расчета приведены в таблице 6.1:

Таблица 6.1 Выбор эквивалентных электродвигателей
№ на плане	Наименование оборудования	Pуст кВт	Тип двигателя	Параметры двигателя
				Pном кВт	з, %	cosц	Кп	Iн, А	Iп, А
1	Карусельный станок	18,1	4А 160M2У3	18,5	88,5	0,92	7,5	35,17	263,80
2	Универсальный станок	16,2	4А 160M2У3	18,5	88,5	0,92	7,5	35,17	263,80
3	Заточной станок	3,2	4А 100S2У3	4	86,5	0,89	7,5	8,04	60,32
4	Обрабатывающий центр	28	4А 180M2У3	30	90	0,92	7,5	56,09	420,65
Продолжение таблицы 6.1
5	Моечная машина	4,2	4А 100L2У3	5,5	87	0,91	7,5	10,45	78,4
6	Универсально-сверлильный станок	5,5	4А 100L2У3	5,5	87	0,91	7,5	10,45	78,4
7	Пресс	7,5	4А 112M2У3	7,5	87,5	0,88	7,5	15,08	113,08
8	Токарно-винторезный станок	11,1	4А 160S2У3	15	88	0,91	7,5	29,00	217,47
9	Координально-расточной станок	21,2	4А 180S2У3	22	88,5	0,91	7,5	42,29	317,15
10	Токарно-карусельный станок	19,2	4А 180S2У3	22	88,5	0,91	7,5	42,29	317,15
11	Токарно-револьверный станок	6,6	4А 112M2У3	7,5	87,5	0,88	7,5	15,08	113,08
12	Резьбонарезной станок	4,6	4А 100L2У3	5,5	87	0,91	7,5	10,45	78,4
13	Шлице-прорезной станок	6,6	4А 112M2У3	7,5	87,5	0,88	7,5	15,08	113,08
14	Сварочный трансформатор	12	-	12	-	0,4	-	45,63	-
15	Плоскошлифовальный станок	2,6	4А 90L2У3	3	84,5	0,88	6,5	6,25	40,59
16	Фрезерный станок	16,8	4А 160M2У3	18,5	88,5	0,92	7,5	35,17	263,80
17	Вертикально-сверлильный станок	3,7	4А 100S2У3	4	86,5	0,89	7,5	8,04	60,32
18	Плоскошлифовальный станок	37,5	4А 200L2У3	45,0	91,0	0,9	7,5	83,58	626,84
19	Копировально-фрезерный станок	3,6	4А 100S2У3	4	86,5	0,89	7,5	8,04	60,32
20	Фрезерный станок	13	4А 160S2У3	15	88	0,91	7,5	29,00	217,47
21	Окрасочная камера	8,5	4А 132M2У3	11	88	0,9	7,5	21,50	161,25
22	Внутришлифовальный станок	9	4А 132M2У3	11	88	0,9	7,5	21,50	161,25
23	Винторезный станок	6,8	4А 112M2У3	7,5	87,5	0,88	7,5	15,08	113,08
24	Вентилятор	7,5	4А 112M2У3	7,5	87,5	0,88	7,5	15,08	113,08
25	Кран-балка	3,2	MKTF 012-6	2,2	0,67	0,69	3,1	7,24	22,44

1.7.2 Выбор пусковой и защитной аппаратуры электроприемников

Защиту электродвигателей выполняем автоматическими выключателями. Автоматические выключатели являются наиболее совершенными аппаратами защиты, надежными, срабатывающими при перегрузках и коротких замыканиях в защищаемой линии.

Для автоматических выключателей обеспечивающих защиту асинхронных двигателей должны выполняться следующие условия [3]:

, ;

-- для линии с электродвигателями;

-- для групповой линии с несколькими ЭД, где:

-- расчетный ток линии, А;

-- номинальный ток автомата, А;

-- номинальный ток расцепителя, А;

-- номинальный ток срабатывания расцепителя, А;

-- максимальный ток в линии, А;

-- пиковый ток в линии, А.

Произведём выбор автоматических выключателей. Будем использовать выключатели типа ВА 51

Для станка под №12 по плану, эквивалентный двигатель был выбран 4А 100L2У3.

Характеристики двигателя:

Pном = 5,5 кВт; n = 3000 об/мин; з =0,88; cosц = 0,91; Кпуск=Iп /Iн =7,5.

Номинальный ток двигателя:

 (1.7.2.1)

Пусковой ток электроприемника:

(1.7.2.2)

Принимаем автоматический выключатель типа ВА 51-25 с и комбинированным расцепителем на ток 16А. [1]

Определяем расчётное значение кратности тока отсечки

(1.7.2.3)

По таблице 6.2.1. [1] принимаем стандартное значение = 7. В этом случае . Проверяем невозможность срабатывания автомата при пуске электродвигателя:

(1.7.2.3)

По таблице 6.2.3 [1] «Технические характеристики магнитных пускателей» для двигателя 4А 132М2У3 выбираем магнитный пускатель ПМЛ 210002, рассчитанный на номинальный ток Iнэ = 25А. Степень защиты пускателя IP00.

Все остальные случаи рассчитываются аналогично и сводятся в таблицы 6.2 и 6.3:

Произведём выбор автоматических выключателей. Будем использовать выключатели типа ВА 51

Таблица 6.2 - Выбор магнитных пускателей
№	Наименование оборудования	Параметры электроприемника	Параметры магнитного пускателя
		Pн, кВт	Iн, А	Тип	Номинальный ток Iном, А
1	Карусельный станок	18,5	35,17	ПМЛ 310004	40
2	Универсальный станок	18,5	35,17	ПМЛ 310004	40
3	Заточной станок	4	8,04	ПМЛ 110004	10
4	Обрабатывающий центр	30	56,09	ПМЛ 410004	63
5	Моечная машина	5,5	10,45	ПМЛ 210004	25
6	Универсально-сверлильный станок	5,5	10,45	ПМЛ 210004	25
7	Пресс	7,5	15,08	ПМЛ 210004	25
8	Токарно-винторезный станок	15	29,00	ПМЛ 310004	40
9	Координально-расточной станок	22	42,29	ПМЛ 410004	63
10	Токарно-карусельный станок	22	42,29	ПМЛ 410004	63
11	Токарно-револьверный станок	7,5	15,08	ПМЛ 210004	25
12	Резьбонарезной станок	5,5	10,45	ПМЛ 210004	25
13	Шлице-прорезной станок	7,5	15,08	ПМЛ 210004	25
14	Сварочный трансформатор	12	45,63	ПМЛ 410004	63
15	Плоскошлифовальный станок	3	6,25	ПМЛ 110004	10
16	Фрезерный станок	18,5	35,17	ПМЛ 310004	40
17	Вертикально-сверлильный станок	4	8,04	ПМЛ 110004	10
18	Плоскошлифовальный станок	45,0	83,58	ПМЛ 621002	125
19	Копировально-фрезерный станок	4	8,04	ПМЛ 110004	10
20	Фрезерный станок	15	29,00	ПМЛ 310004	40
21	Окрасочная камера	11	21,50	ПМЛ 210004	25
22	Внутришлифовальный станок	11	21,50	ПМЛ 210004	25
23	Винторезный станок	7,5	15,08	ПМЛ 210004	25
24	Вентилятор	7,5	15,08	ПМЛ 210004	25
25	Кран-балка	2,2	7,24	ПМЛ 110004	10

Таблица 6.3 - Выбор защитной аппаратуры электроприемников
№	Наименование оборудования	Параметры электроприемника	Параметры автомата	Расчет ный Кт.о
		Pн, кВт	з, %	сos(ц)	Kп	Iн, А	Iп, А	Обознач.	Iна, А	Iнр, А	Кт.о
1	Карусельный станок	18,5	88,5	0,92	7,5	35,17	263,80	ВА51-29	63	40	10	8,2
2	Универсальный станок	18,5	88,5	0,92	7,5	35,17	263,80	ВА51-29	63	40	10	8,2
3	Заточной станок	4	86,5	0,89	7,5	8,04	60,32	ВА51-25	25	10	7	5,1
4	Обрабатывающий центр	30	90	0,92	7,5	56,09	420,65	ВА51-31	100	63	10	8,3
5	Моечная машина	5,5	87	0,91	7,5	10,45	78,4	ВА51-25	25	16	7	6,1
6	Универсально-сверлильный станок	5,5	87	0,91	7,5	10,45	78,4	ВА51-25	25	16	7	6,1
7	Пресс	7,5	87,5	0,88	7,5	15,08	113,08	ВА51-25	25	20	7	5,66
8	Токарно-винторезный станок	15	88	0,91	7,5	29,00	217,47	ВА51-29	63	31,5	10	8,6
9	Координально-расточной станок	22	88,5	0,91	7,5	42,29	317,15	ВА51-31	100	50	10	8,2
10	Токарно-карусельный станок	22	88,5	0,91	7,5	42,29	317,15	ВА51-31	100	50	10	8,2
11	Токарно-револьверный станок	7,5	87,5	0,88	7,5	15,08	113,08	ВА51-25	25	20	7	5,66
12	Резьбонарезной станок	5,5	87	0,91	7,5	10,45	78,4	ВА51-25	25	16	7	6,1
13	Шлице-прорезной станок	7,5	87,5	0,88	7,5	15,08	113,08	ВА51-25	25	20	7	5,66
14	Сварочный трансформ	12	-	0,4	-	45,63	-	ВА51-29	63	50	-	-
15	Плоскошлифовальный станок	3	84,5	0,88	6,5	6,25	40,59	ВА51-25	25	10	7	5,1
16	Фрезерный	18,5	88,5	0,92	7,5	35,17	263,80	ВА51-29	63	40	10	8,2
17	Вертикально-сверлильный станок	4	86,5	0,89	7,5	8,04	60,32	ВА51-25	25	10	7	5,1
18	Плоскошлифовальный станок	45,0	91,0	0,9	7,5	83,58	626,84	ВА51-31	100	100	10	7,8
19	Копировально-фрезерный станок	4	86,5	0,89	7,5	8,04	60,32	ВА51-25	25	10	7	5,1
20	Фрезерный станок	15	88	0,91	7,5	29,00	217,47	ВА51-29	63	31,5	10	8,6
21	Окрасочная камера	11	88	0,9	7,5	21,50	161,25	ВА51-29	63	25	10	8,0
22	Внутришлифовальный станок	11	88	0,9	7,5	21,50	161,25	ВА51-29	63	25	10	8,0
23	Винторезный станок	7,5	87,5	0,88	7,5	15,08	113,08	ВА51-25	25	20	7	5,66
24	Вентилятор	7,5	87,5	0,88	7,5	15,08	113,08	ВА51-25	25	20	7	5,66
25	Кран-балка	2,2	0,67	0,69	3,1	7,24	22,44	ВА51-25	25	10	7	2,8

1.7.3 Выбор сечения проводов и жил кабелей, шинопроводов для подключения электроприемников и сетевых объектов

В качестве кабелей для подключения электроприемников, будем использовать провода марки АПВ. Кабели марки АПВ относятся к проводам для прокладки в трубах, т.к данные провода одножильные с одинарной изолирующей оболочкой. Они имеют алюминиевые жилы, укрытые ПВХ изоляцией, данные провода имеют более низкую цену в сравнении с кабелями марка АВВГ, ВВГ и пр., в нашем случае прокладка кабеля осуществляется в стальных трубах уложенных в бетонную стяжку пола и поэтому нет необходимости закладывать кабель с двойной изоляцией марки АВВГ, ВВГ. Производство таких кабелей регламентируется ГОСТ 16442-80. Они работают при переменном напряжении 600 и 1000 В.

Выбор сечений проводов, кабелей и шин производится по наибольшему длительно допустимому току нагрузки

.

Сечение проводов и жил кабеля выбираем так, чтобы выполнялось условие:

Iдоп ? Iр / кп, (1.7.3.1)

В проектируемом цехе кп =1.

Выбранное сечение проводов согласуется с коммутационными возможностями аппаратов защиты.

Iдоп ? Кз·Iз, (1.7.3.2)

где Кз - коэффициент кратности допустимых токов защитных аппаратов, примем Кз=1 т.к. помещение не пожароопасное.

Произведём выбор кабеля, использующегося в линии СП1 - ЭП №12.

Вычислим расчётный ток линии СП1 - ЭП №12 по плану:

Pном = 5,5 кВт; n = 3000 об/мин; з =0,88; cosц = 0,91; Кпуск=Iп /Iн =7,5.

Для линии СП1 - ЭП №12, выбираем провод марки АПВ-5(1х2,5мм2). Для выбранного кабеля при прокладке в земле, в трубе Iдоп = 19А [1], проверяем по условию 6.11:

19 ? 10,45 - условие выполнено

Ток аппарата защиты выбран ранее Iз=16А (ток трогания расцепителя). Выбранное сечение проводов согласуем с коммутационными возможностями аппаратов защиты по условию 6.12:

19 ? 16 - условие выполнено.

Прокладку кабеля производим в трубе с условным диаметром O20мм, которая укладывается в бетонную стяжку пола на отм.-0.300 от планировочной отметки земли.

Все остальные случаи рассчитываются аналогично и сводятся в таблицу 6.4:

Таблица 6.4 - Выбор проводников ответвлений
№ на плане	Оборудование	Рн, кВт	Iн, А	Iз, А	Кз	Iдоп, А	маркировка провода	O трубы
1	Карусельный станок	18,5	35,17	40	1	55	АПВ-5 (1х16мм2)	32
2	Универсальный станок	18,5	35,17	40	1	55	АПВ-5 (1х16мм2)	32
3	Заточной станок	4	8,04	10	1	19	АПВ-5 (1х2,5мм2)	20
4	Обрабатывающий центр	30	56,09	63	1	70	АПВ-5 (1х25мм2)	40
5	Моечная машина	5,5	10,45	16	1	19	АПВ-5 (1х2,5мм2)	20
6	Универсально-сверлильный станок	5,5	10,45	16	1	19	АПВ-5 (1х2,5мм2)	20
7	Пресс	7,5	15,08	20	1	30	АПВ-5 (1х6мм2)	20
8	Токарно-винторезный станок	15	29,00	31,5	1	37	АПВ-5 (1х8мм2)	20
9	Координально-расточной станок	22	42,29	50	1	55	АПВ-5 (1х16мм2)	32
10	Токарно-карусельный станок	22	42,29	50	1	55	АПВ-5 (1х16мм2)	32
11	Токарно-револьверный станок	7,5	15,08	20	1	30	АПВ-5 (1х6мм2)	20
12	Резьбонарезной станок	5,5	10,45	16	1	19	АПВ-5 (1х2,5мм2)	20
13	Шлице-прорезной станок	7,5	15,08	20	1	30	АПВ-5 (1х6мм2)	20
14	Сварочный трансформатор	12	45,63	50	1	55	АПВ-5 (1х16мм2)	32
15	Плоскошлифовальный станок	3	6,25	10	1	19	АПВ-5 (1х2,5мм2)	20
16	Фрезерный станок	18,5	35,17	40	1	55	АПВ-5 (1х16мм2)	32
17	Вертикально-сверлильный станок	4	8,04	10	1	19	АПВ-5 (1х2,5мм2)	20
18	Плоскошлифовальный станок	45,0	83,58	100	1	120	АПВ-5 (1х50мм2)	50
19	Копировально-фрезерный станок	4	8,04	10	1	19	АПВ-5 (1х2,5мм2)	20
20	Фрезерный станок	15	29,00	31,5	1	37	АПВ-5 (1х8мм2)	32
21	Окрасочная камера	11	21,50	25	1	37	АПВ-5 (1х8мм2)	32
22	Внутришлифовальный станок	11	21,50	25	1	37	АПВ-5 (1х8мм2)	32
23	Винторезный станок	7,5	15,08	20	1	30	АПВ-5 (1х6мм2)	20
24	Вентилятор	7,5	15,08	20	1	30	АПВ-5 (1х6мм2)	20
25	Кран-балка	2,2	7,24	10	1	19	АПВ-5 (1х2,5мм2)	В лотке

1.8 Выбор конструктивного исполнения электрической и осветительной сети

1.8.1 Разработка схемы питания силовых электроприемников цеха и выбор конструктивного исполнения электрической сети

В качестве источника питания в проектируемом цеху используем ВРУ, представляющее собой распределительный щит, состоящий из вводной и линейных секционной панелей.

Питание ВРУ осуществляется от существующей ГПП 10/0,4кВ с трансформатором 400 кВА, через линейные разъединители установленные в РУ-0,4 кВ, по двум КЛ-0,4 кВ. Кабель заводится непосредственно в помещение ВРУ и подключается к вводным перекидным рубильникам панели ВРУ заказного типа.

Для оснащения ВРУ выбираем панели напольного исполнения, вводную и линейную со шкафами заказного типа. В линейных шкафах устанавливаем автоматические выключатели серии ВА57 от которых питаются распределительные пункты и сеть освещения.

В цехе установлено четыре силовых пункта СП. Питающую сеть выполняем по радиальной схеме. СП1…СП4 запитываем непосредственно по радиальной схеме от ВРУ пятижильным кабелем АВВГ проложенным в лотках, прикрепленных к стенам и конструкциям здания.

Электроприемники запитываем от СП проводами марки АПВ пятью жилами проложенным в пластиковой трубе в бетонной стяжке пола.

Важным общим требованием к конструктивному исполнению электрических сетей до 1 кВ является обеспечение возможности смены проводов и кабелей в условиях эксплуатации, так как срок службы изоляции проводников ограничен. Из-за теплового износа и воздействия окружающей среды изоляция и оболочки проводников со временем теряют свои диэлектрические и механические свойства. В зависимости от условий окружающей среды, качества электротехнических материалов и величин электрических нагрузок смену проводников приходится выполнять каждые 10--15 лет эксплуатации, а иногда и чаще.

Для образования каналов для проводов и кабелей в толще фундаментов и в полах помещений необходимы достаточно прочные, герметичные и гладкие внутри трубы. Для этого применяем в пластиковые трудно горючие трубы, с условным проходным диаметром в зависимости от сечения проводов и их количества.

Рис. 7.1 Блок-схема внутрицеховой распределительной сети

1.8.2 Выбор сетевых электротехнических устройств и аппаратов защиты в них.

Номинальные токи автомата Iн.а. и его расцепителя Iн.р. выбираются по длительному расчету току линии с учетом селективности:

Iн.а.? Iдл (1.8.1.1)

Iн.р..? 1,1Iдл (1.8.1.2)

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя Iсрэ проверяем по максимальному кратковременному току линии:

Iсрэ.? 1,25Iпик. (1.8.1.3)

Пиковый ток группы электроприёмников определяем по формуле (форм. 4.24 [3]):

(1.8.1.4)

где - наибольший пусковой ток электродвигателя в группе, - номинальный ток электродвигателя с максимальным пусковым током,

- коэффициент использования характерный для двигателя с максимальным пусковым током.

Выберем автоматический выключатель, для защиты СП4:

Расчётный ток группы СП4 (см. приложение 1).

Наибольшим пусковым током в группе обладает электроприемник под номером 18, с данными:

;

;

(см. приложение1);

Принимаем автоматический выключатель типа ВА 51-33 с и комбинированным расцепителем на ток 160А. ([1] Таблица 6.2.1).

Определяем расчётное значение кратности тока отсечки

принимаем = 10 ([1] Таблица 6.2.1).

.

Проверяем невозможность ложного срабатывания автомата:

- условие выполнено.

Все остальные случаи рассчитываются аналогично и представлены в Таблице 7.1:

Таблица 7.1 - Выбор аппаратов защиты распределительной сети
Обозначение	Iр, А	Iпик, А	1,25Iпик, А	Обозн.	Iн.а.	Iн.р.	Iср.з.
СП1	107,5	366,38	457,98	ВА 51-33	160	125	1250
СП2	120,8	378,62	473,26	ВА 51-33	160	125	1250
СП3	145,5	760,64	950,80	ВА 51-33	160	160	1600
СП4	147,7	726,84	908,55	ВА 51-33	160	160	1600
ЩО	67,4	-	-	ВА 51-33	160	80	-
Цех	418,6	1033,74	1292,17	ВА 51-39	630	500	5000

Выбор щитов освещения, распределительных пунктов и ШРА.

Выбор распределительных силовых шкафов осуществляется по следующим условиям:

(1.8.1.5)

где Iрасч- расчетный ток группы электроприемников, А

Iном- номинальный ток шкафа распределительного, А.

(1.8.1.6)

где nэп- количество электроприемников группы;

nш- количество возможных присоединений к шкафу.

(1.8.1.7)

где Iсз1- ток срабатывания защиты электрооборудования;

Iсз2- ток срабатывания защиты, установленной в шкафу.

В данном дипломном проекте будем применять шкафы распределительные ПР85-Ин1, предназначенные для распределения электрической энергии в трехфазных сетях напряжением 550 В переменного тока частотой 50 Гц с глухозаземленной нейтралью. Результаты выбора шкафов приведем в таблицу 7.2. Все СП - напольного исполнения, электрощит ЩО выбран в разделе 3.3. ВРУ предусмотрено заказного типа с вводным отсеком, а так же линейной панелью на 6 присоединений распределительных линий.

Таблица 7.2 - Характеристика выбранных распределительных пунктов
Обозначение на плане	Расчетный ток группы, А	Марка шкафа	Номинальный ток шкафа, А	Ток и количество распределительных автоматов 3ф., (кол-во шкафов на СП)
СП1	107,5	ПР 85-Ин1-7-308-21-У3	500	До 100А-12шт.(1 шкаф)
СП2	120,8	ПР 85-Ин1-7-308-21-У3	500	До 100А-12шт. (2 шкафа)
СП3	145,5	ПР 85-Ин1-7-308-21-У3	500	До 100А-12шт. (2 шкафа)
СП4	147,7	ПР 85-Ин1-7-308-21-У3	500	До 100А-12шт. (2 шкафа)
ЩО	67,4	ЩРн-24(з)-1 36 УХЛ3 IP31	100	До 100А-8шт.(1 шкаф)
ВРУ	418,6	заказного типа	630	До 250А-6шт.(вводной-линейный)

1.8.3 Выбор сечений проводов и кабелей для силовой сети проектируемого цеха

Силовые распределительные пункты питаются от ВРУ цеха по кабельным линиям. Выбор сечения их аналогичен выбору проводников к отдельным электроприемникам. Проводники выбираются и проверяются по допустимому нагреву длительным расчетным током Iр по условиям:

; (1.8.3.1)

Iр - расчетный ток группы электроприемников РП;

Кп - поправочный коэффициент, учитывающих условия прокладки проводов и кабелей (при нормальных условиях прокладки Кп=1);

Кз - кратность длительно допустимого тока кабеля по отношению к току срабатывания защитного аппарата;

Iз - номинальный ток защитного аппарата.

Произведём выбор кабеля для СП1 с Iр = 107,5А, учитывая автоматический выключатель установленный в ВРУ ВА 57-33 Iнр=125А:

;

Выбираем небронированный алюминиевый кабель АВВГ 5х70 мм2 проложенным открыто, c Iдоп = 140 А (ПУЭ, изд. 6, табл. 1.3.7) проверяем по условию 8.1: 140 - условие выполняется, проверяем по условию 8.1: 140 - условие выполняется.

Затем проверяем линию к СП по потере напряжения, по выражению:

(1.8.3.2)

ДU - допустимо до 5 %.

Выбор кабелей для остальных СП аналогичен, выбор проводников питающих распределительные пункты сведен в таблицу 8.1:

Таблица 8.1 Выбор проводников питающих распределительные пункты
Наименование силового пункта	Ip, А	Iз, А	Кз	, А	Марка кабеля	Iдоп, А
СП1	107,5	125	1	125	АВВГ 5х70мм2	140	0,036
СП2	120,8	125	1	125	АВВГ 5х70мм2	140	0,045
СП3	145,5	160	1	160	АВВГ 5х95 мм2	175	0,026
СП4	147,7	160	1	160	АВВГ 5х95 мм2	175	0,001
ЩО	67,4	80	1	80	АВВГ 5х35мм2	90	0,055

1.9 Расчет защитного заземления

Защитное заземление -- преднамеренное электрическое соединение с землёй или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей электроустановок, которые могут оказаться под напряжением.

Защитное заземление применяется в сетях напряжением до 1000 В переменного тока - трёхфазные трехпроводные с глухозаземленной нейтралью; однофазные двухпроводные, изолированные от земли; двухпроводные сети постоянного тока с изолированной средней точкой обмоток источника тока; в сетях выше 1000 В переменного и постоянного тока с любым режимом

Заземление обязательно во всех электроустановках при напряжении 380В и выше переменного тока, 440В и выше постоянного тока, а в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и в наружных установках при напряжении 42 В и выше переменного тока, 110 В и выше постоянного тока; при любых напряжениях во взрывоопасных помещениях.