Электроснабжение электромеханического цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Энергетической программой России предусматривается дальнейшее развитие энергосберегающей политики. Экономия энергетических ресурсов должны осуществляться путем перехода на энергосберегающие технологии производства; совершенствование энергетического оборудования; сокращения всех видов энергетических потерь и повышения уровня использования вторичных ресурсов; улучшения структуры производства, преобразования и использования энергетических ресурсов.

Современная энергетика характеризуется нарастающей централизацией производства и распределение электроэнергии.

Основой развития российской энергетики является сооружение электростанций большой мощности. В России работают 80 электростанций с установленной мощностью выше 1000 МВт каждая, на которых сосредоточено более половины всей генерирующей мощности. На тепловых электростанциях (ТЭС) работают энергоблоки мощностью от 150 до 1200 МВт; на атомных (АЭС) - мощностью 1000 и 1500 МВт; на гидроэлектростанциях (ГЭС) - мощностью 600 и 640 МВт.

В настоящее время основой энергетических связей России являются линии напряжением 500 кВ. Введены в эксплуатацию линии напряжением 750 кВ, построены линии переменного тока Итат-Кузбасс, напряжением 1150 кВ, которые проложены до Урала.

Перед энергетикой в ближайшем будущем стоят задачи всемирного развития и использования возобновляемых источников энергии: солнечной, геотермальной, ветровой, приливной и др.; развития комбинированного производства электроэнергии и теплоты для центрального теплоснабжения промышленных городов. Повышение экономичности теплоэлектроцентралей(ТЭЦ) достигается укрупнением теплофрикционных агрегатов до 250 МВт, подачей теплоты на расстояние до 50км, что позволит отказаться от использования газомазутного топлива. Крупные ТЭЦ обеспечивают теплотой 800 городов. Единичная мощность ТЭЦ достигла 1250 МВт.

1. Характеристика технологического процесса

Электромеханический цех (ЭМЦ) предназначен для подготовки заготовок из металла для электрических машин с последующей их обработкой различными способами.

Он является одним из цехов металлургического завода, выплавляющего и обрабатывающего металл. ЭМЦ имеет станочное отделение, в котором установлено штатное оборудование: слиткообдирочные, токарные, фрезерные, строгальные, анодно-механические станки и др.

В цехе предусмотрены помещения для цеховой ТП, вентиляторной, инструментальной, для бытовых нужд и пр. ЭМЦ получает ЭСН от подстанции глубокого ввода (ПГВ). Расстояние от ПГВ до цеховой ТП -- 0,5 км, а от ЭНС до ПГВ -- 10 км. Напряжение на ПГВ -- 10 кВ.

Количество рабочих смен -- 2. Потребители ЭЭ цеха имеют 2 и 3 категорию надежности ЭСН.

Грунт в районе ЭМЦ -- песок с температурой +20 °С. Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 8 и 9 м каждый.

Размеры цеха A ? B ? H = 48 ? 30 ? 9 м.

Вспомогательные помещения - двухэтажные высотой 4 метра.

2. Расчет электрической нагрузки

При выборе всех элементов в системе электроснабжения важнейшее значение имеет правильное определение электрической нагрузки. Методы расчета электрических нагрузок основываются на опытных данных.

2.1 Расчет начинают с определения номинальной мощности Рн каждого электроприемника

Номинальная мощность Рн это полезная мощность, которая указывается в паспортных данных электроустановок - Рп (паспортная). Для электродвигателей станков, вентиляторов, насосов, компрессоров Рн=Рп.

Для двигателей, работающих в повторно кратковременном режиме (краны, лифты)

Рн=Рп• [1, с.3]

Стандартные значения ПВ=15, 25, 40, 60%

Для электроосветительных установок расчет номинальной мощности можно определить

Рн=Руд•F•Кз [1, с.3]

Руд - (Вт/м2) - удельная мощность, определяемая из таблиц

F-(м2) - площадь помещения

Кз=1,5 коэффициент запаса.

Для многодвигательных станков Рн определяется как суммарная мощность установленных на станке или агрегате электрических двигателей. Этот расчет предоставляется в виде таблицы.

Таблица 3.1.1. Сводная таблица электрической нагрузки участка цеха

№ позиции на плане	Наименование электрических приемников	Мощность каждого, кВт	Количество приемников, шт.	Общая мощность, кВт	Суммарная мощность, кВт
1, 21	Краны мостовые	17,5	2	8,75	17,5
34	Тельфер	3,5	1	1,75	1,75
2, 3 22, 23	Сверлильные станки	3 1,5	2	3 1,5	6 3
4, 28	Точильно-шлифовальные станки	4	2	4	8
5, 6, 26, 27	Настольно сверлильные станки	2,2	4	2,2	8,8
7, 8, 17, 18	Токарные полуавтоматы	15+2,2	4	17,2	68,8
9, 10, 35, 36	Токарные станки	11+2,2+0,12	4	13,32	53,28
11-14, 19, 20 31, 32, 37-39	Слиткообдирочные станки	5,5 4	6 5	5,5 4	33 20
24, 25	Горизонтально-фрезерные станки	7,5+1,1	2	8,6	17,2
29 30	Продольно-строгальные станки	11+0,75 15+2,2	1 1	11,75 17,2	11,75 17,2
33, 40, 41	Анодно-механические станки	30+3	3	33	99
15, 16	Вентиляторы	7,5	2	7,5	15
ЩО	Осветительная установка		-		15
	Итого		39		395,28

Нагрузка участка цеха площадью F= 1440 м2.

На участке работают:

А) 2 кран-балки, для которых Рп=17,5 кВт, ПВ=25%

Определяем Рн для грузоподъемных механизмов

Рн=2•Рп•

Рн=2•17,5•=17,5 кВт

Б) Тельфер

Рн=Рп•

Рн=3,5•=1,75 кВт

В) Электроосветительная установка

Руд=7 Вт/м2, Кз=1,5

Рн= Руд•Кз•F=7•1,5•1440=15120 Вт

Приняв стандартную мощность источника света 250Вт, определяем Рн=60•0,25=15 кВт.

Г) Вентиляционная установка цеха работает от двух электродвигателей Рн=7,5 кВт.

Д) Группа металлообрабатывающих станков:

2•3+2•1,5=9 кВт

2•4=8 кВт

4•2,2=8,8 кВт

4•17,2=68,8 кВт

4•13,32=53,28 кВт

6•5,5+5•4=53 кВт

2•8,6=17,2 кВт

1•11,75+1•17,2=28,95 кВт

3•33=99 кВт

Робщ=9+8+8,8+68,8+53,28+53+17,2+28,95+99=346,03 кВт

2.2 Расчет сменной мощности

Сменная мощность учитывает мощность в период наиболее загруженной смены. Для вновь проектируемых предприятий Рсм=Рн•Ки [1, с.6]

Qсм=Рсм•tg [1, с.6]

Ки- коэффициент использования электроприемника.

Величина Ки, cos, tg определяются из таблицы 1 приложения.

Для расчета электроприемники объединяют в группы с одинаковым режимом работы и, следовательно, одинаковыми величинами Ки, cos, tg. Расчет производится в табличной форме.

Таблица 3.2.1. Расчет сменной мощности

№	Наименование электрического оборудования	N, шт.	Рн, кВт	Ки	cos	tg	Рсм, кВт	Qсм, кВар
1	Металлообрабатывающие станки	23	293,03	0,14	0,6	1,33	41	54,6
2	Слиткообдирочные станки	11	53	0,17	0,65	1,17	9	10,5
3	Вентиляторы	2	15	0,65	0,8	0,75	9,75	7,3
4	Грузоподъемные механизмы	3	19,25	0,06	0,45	1,98	1,2	2,3
5	Электроосвещение	-	15	0,9	0,95	0,33	13,5	4,5
	Итого по проектируемому участку	39	395,28	0,19	0,68		74,45	79,2

Определяем среднее значение Ки для участка цеха:

Ки ср.= [1, с.7]

Ки ср.=

Определяем среднее значение cos для участка цеха

cos ср= [1, с.7]

cos cр=

Расчет электрической нагрузки производится для выбора питающей трансформаторной подстанции, которая выбирается общей для цеха, или для нескольких цехов, расположенных в непосредственной близости друг от друга. Поэтому необходимо для дальнейшего расчета общую сменную мощность необходимо определить с учетом нагрузки соседних участков.

Таблица 3.2.2. Расчет общей сменной мощности

№	Наименование	N, шт.	Рн, кВт	Ки	cos	Рсм, кВт	Qсм, кВар
1	Нагрузка проектируемого участка	39	395,28	0,19	0,68	74,45	79,2
2	Нагрузки соседних участков		1625,2	0,54	0,73	889	831
	Всего		2020,48	0,47	0,72	963,45	910,2

Ки= [1, с.7]

Ки=

cos ср=[1, с.7]

cos ср=

2.3 Расчет и выбор компенсирующего устройства

Расчетная величина cosср=0,72. Согласно ПТЭ для действующих электроустановок требуется обеспечить нормированное значение cosср.

cosн=0,92 - 0,95

Поэтому необходимо принять меры для повышения cos до принятого нормированного значения. Для проектируемого цеха должен быть принят ряд мероприятий, которые обеспечивают повышение cos естественным путем, те не требуют дополнительных установок и затрат. Но естественных способов повышения cos недостаточно, поэтому необходимо выбрать компенсирующее устройство. Наиболее распространенным методом компенсации реактивной мощности является применение конденсаторных установок, которые устанавливают на подстанции на шинах 0,4 кВ.

Определяем расчетную мощность конденсаторных установок

Qку=•(tg1-tg2) [1, с.8]

При cosр=0,72, приняв cosн=0,94 определяем (tg1-tg2)=0,599

Qку=963,45•0,599 =576,8 кВар

Предполагая, что на проектируемой подстанции цеха будет установлено 2 трансформатора (так как электрическая нагрузка представлена в основном потребителями второй категории), необходимо выбрать две конденсаторные установки.

Выбираем две комплектные конденсаторные установки типа УКЛН -0,38 -300 УБ с Qн=300 кВар.

2.4 Определение максимальной расчетной мощности

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

Рмах=Кмах•Рсм [1, с.9]

Значение Кмах определяют из таблицы в зависимости от эффективного числа электроприемников nэ и среднего значения Ки

nэ= [1, с.9]

Р1мах - единичная мощность наибольшего электроприёмника.

nэ=шт.

Из таблицы 4 Кмах=1,06

Рмах= 1,06•963,45=1020,8 кВт

Согласно практики проектирования при nэ>10 Qмах=Qсм

Следовательно, Qмах=Qсм=910,2 кВар. Теперь можно определить полную расчетную мощность с учетом выбранных конденсаторных установок.

Sмах= [1, с.9]

Sмах=кВА

3. Построение годового и суточного графиков

Режим работы потребителей электроэнергии изменяется в часы суток и месяцы года. Эти изменения изображают в виде графиков. При проектировании пользуются типовыми графиками, у которых по оси ординат указывается изменение нагрузки в течение суток и или года в процентах на основании анализа работы действующих предприятий различных отраслей промышленности. За основу можно взять упрощенный суточный график и считать его неизменным в течение года. При расчете за 100% нагрузки по графику принимают Рмах или Sмах.

Рисунок 4.1. Суточный график

На основании расчетов для суточного графика нагрузки строится годовой график.

Рисунок 4.2. Годовой график

100% по типовому графику соответствует Рмах или Sмах. Продолжительность работы в году с определенной нагрузкой рассчитывается:

T1=t1•365 час;

T2=t2•365 час;

T3=t3•365 час;

T4=t4•365 час;

T5=t5•365 час;

T6=t6•365 час;

T7=t7•365 час;

T8=t7•365 час;

T9=t7•365 час;

T10=t7•365 час;

T11=t7•365 час;

T12=t7•365 час;

W=P•T кВт•ч [1, с.10]

Расчет выполняется в виде таблицы:

Таблица 4.1. Расчет продолжительности работы и потребления мощности на производстве в течение года

№ ступени	Часы	Рн %	Sн кВА	P кВт	T час	W кВт ·ч
1	0-6	10	106,68	102,08	2190	223555
2	6-7	30	320,04	306,24	365	111778
3	7-8	60	640,08	612,48	365	223555
4	8-10	100	1066,8	1020,8	730	745184
5	10-11	30	320,04	306,24	365	111778
6	11-13	60	640,08	612,48	730	447110
7	13-15	80	853,44	816,64	730	596147
8	15-16	60	640,08	612,48	365	223555
9	16-17	80	853,44	816,64	365	298074
10	17-19	100	1066,8	1020,8	730	745184
11	19-20	30	320,04	306,24	365	111778
12	20-22	70	746,76	714,56	730	521629
13	22-24	60	640,08	612,48	730	447110
Итого					8760	4806437

На основании расчетов для годового графика определяем число часов использования максимальной нагрузки Tmax.

4. Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции

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

При наличии потребителей 1 и 2 категории, а также при наличии неравномерного графика применяют двухтрансформаторные подстанции.

Число трансформаторов более двух применяется в исключительных случаях при подлежащем обосновании. Каждый трансформатор должен быть рассчитан на покрытие всех нагрузок 1 и основных нагрузок 2 категории при аварийном режиме.

При проектировании отсутствуют точные данные о характере нагрузок, поэтому мощность каждого цехового трансформатора должна составлять 80-90% от суммарной расчетной мощности нагрузки.

Для двухтрансформаторных подстанций при аварийном отключении одного из трансформаторов второй на время ликвидации аварии должен быть загружен не более чем на 140 % согласно ПУЭ.

Чтобы выбрать наиболее рациональный вариант обычно рассматривают не менее двух вариантов числа и мощности трансформаторов, сравнивая их по технико-экономическим показателям. При этом для каждого варианта определяют капиталозатраты К1 и К2 и эксплуатационные расходы Э1 и Э2. Если при расчете окажется, что К1> К2, а Э1<Э2, определяют срок окупаемости.

[1, с.12]

Если лет выбирают вариант с меньшими эксплуатационными расходами.

кВА, U1=10кВ - напряжение питающей сети, U2=0,4 кВ - напряжение распределительной сети цеха.

Нагрузка представлена потребителями 2 категории. Выбираем встроенную в цех комплектную двухтрансформаторную подстанцию, с трансформаторами Sнт=1000 кВА. При работе двух трансформаторов каждый имеет коэффициент загрузки

[1, с.12]

Кз= или на 53%

В аварийном режиме, при отключении одного из двух трансформаторов или на 107%, т.е. перегрузки меньше допустимой 140%.

[1, с.12]

или на 107%

Таблица 5.1. Технические данные трансформатора

Тип трансформатора	Sн кВА	U1н кВ	U2н кВ	Pхх кВт	Pкз кВт	Uкз %	Iхх %
ТМЗ-1000/10	1000	10	0,4	1,9	10,8	5,5	1,2

Для технико-экономического сравнения приводим расчет потерь мощности и энергии в трансформаторах за год.

Определяем реактивные потери мощности в трансформаторах.

[1, с.13]

квар

[1, с.13]

квар

Приняв Кэк=0,05 коэффициент потерь, экономический эквивалент реактивной мощности.

Определяем приведенные потери активной мощности.

[1, с.13]

кВт

[1, c.13]

кВт

Нагрузка цеха изменяется по графику.

При малых нагрузках (например, в ночные часы суток) экономически более целесообразно держать в работе только один трансформатор, поэтому необходимо определить Sкр-критическую мощность, при которой необходимо подключить второй трансформатор.

[1, с.13]

кВА

где n - количество работающих трансформаторов

Следовательно, при мощности более необходимо включить в работу второй трансформатор подстанции.

Рассчитываем приведенные потери мощности и потери энергии за год согласно графика нагрузки:

[1, с.14]

- коэффициент загрузки трансформатора, определяется для каждой ступени графика.

[1, с.14]

Расчет заносим в таблицу.

Для первой ступени нагрузки (начиная с максимальной)

= кВА, Т1=1460 час.

Так как Sн1= кВА>Sкр=607,46 кВА, то работают два трансформатора

кВт

кВт•ч

кВт

кВт•ч

кВт

кВт•ч

кВт

кВт•ч

кВт

кВт•ч

кВт

кВт•ч

Расчет представим в виде таблице.

Таблица 5.2. Расчет числа и мощности трансформаторов на подстанции

№ ст.	Sн кВА	Число работающих трансформаторов	T, час	?P, кВт	?W, кВт•ч
1	1066,8	2	1460	12,71	18556,6
2	853,44	2	1095	9,93	10873,35
3	746,76	2	730	8,78	6409,4
4	640,08	2	2190	7,78	17038,2
5	320,04	1	1095	3,89	4259,55
6	106,68	1	2190	2,65	5803,5
Итого		8760		62940,6

Для определения стоимости потерь за год необходимо знать стоимость 1 кВт•ч, которая определяется энергосистемой.

5. Выбор питающих кабелей

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

Сечение кабелей U>1000 В согласно ПУЭ выбирается по экономической плотности тока

Jэк, величина которой определяется из таблицы в зависимости от Тмах и типа изоляции проводника. Питающий кабель U=10 кВ будем выбирать с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией. При рассчитанном значении Тмах=4708 час, Jэк=1,4

[1, с.16]

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

А

[1, с.16]

 мм2

Выбираем трехжильный кабель типа ААБ-10-(3х25) Iдоп=90А.

При аварийном режиме в случае отключения одного из трансформаторов или кабелей, через оставшийся в работе будет протекать ток

Ipmax=2•Iрасч [1, с.17]

Ipmax =2•30,83=61,66 А

Так как Iдоп=90 А>Iрmax=61,66 А, следовательно выбранный кабель допускает передачу всей нагрузки в аварийном режиме.

Кабель типа ААБ предназначен для прокладки в траншее в почве.

6. Расчет токов короткого замыкания

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

Для правильного выбора и проверки необходимо выполнить расчет, при котором нужно определить наибольшие возможные значения токов короткого замыкания.

Источником питания всегда можно считать систему бесконечной мощности Sc=? так как мощность любого конкретного потребителя электроэнергии неизмеримо меньше мощности питающей электросистемы. Расчет токов короткого замыкания можно произвести в относительных единицах, при котором сопротивления всех элементов схемы, связывающих точку короткого замыкания с источником питания, приводятся к базисным условиям. Необходимо при этом задаться базисной мощностью Sб и базисным напряжением Uб. За Sб обычно принимают величину , удобную для расчета. Чаще всего

Sб=100 мВА. За Uб принимается напряжение той ступени, где произошло короткое замыкание, причем при расчете используют средние номинальные напряжения по шкале Uср.н= 0,4;6,3;10,5;37;115;230 кВ.

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

В качестве примера возьмем расчетную схему, в которой питание ТП осуществляется от ГПП главной понизительной подстанции завода по кабельным линиям, которые выбраны в пункте 6. В свою очередь ГПП завода связана с питающей энергосистемой Sc=? по воздушным линиям ВЛ.



Uсрн1=115 кВ

Х0=0,4 Ом/км

l= 22 км

Sнт1=16 МВА

Uкз=10,5%

Uсрн2=10,5 кВ

Х0=0,08 Ом/км

l= 1,2 км

Sнт2=1 МВА

Uкз=5,5%

?Pкз=10,8 кВт

Uсрн3=0,4 кВ

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

Для обеспечения выбираемого электрооборудования желательно принять такой режим работы схемы, при котором величины токов короткого замыкания будут наименьшими.

В реальных схемах электроснабжения для ограничения величин токов короткого замыкания принимается раздельная работа трансформаторов на подстанции и питающих линий, то есть в нормальном режиме работы секционные аппараты на шинах подстанции отключены. Поэтому схема помещения составляется только для одной цепи и рассчитываются в относительных единицах сопротивление всех элементов.

Определяем в относительных единицах сопротивление воздушной линии:

Х*бВЛ=Х0•l• [1, с.19]

Х*бВЛ=0,4•22•=0,066

Определяем в относительных единицах сопротивление трансформатора ГПП:

Х*бТ1= [1, с.19]

Х*бТ1= =0.656

Для кабельной линии сечение которой определено в пункте 6 S=25 мм2 рассчитываем в относительных единицах активное и индуктивное сопротивления:

Х*бКЛ=Х0•l• [1, с.20]

Х*бКЛ=0,08•1,2• =0,087

R*бКЛ= [1, с.20]

R*бКЛ= = 1,36

г=32 - удельная проводимость для алюминия.

Определяем в относительных единицах активное и индуктивное сопротивления трансформатора ТП.

R*бТ2= [1, с.20]

R*бТ2==1,08

Х*бТ2= [1, с.20]

Х*бТ2==5,39

Производим расчет тока короткого замыкания в точке К-1.

Определяем результирующее сопротивление для точки К-1.

Х*бру= Х*бВЛ+ Х*бТ1 [1, с.20]

Х*бру=0,066+0,656=0,722

Определяем базисный ток:

[1, с.20]

кА

Определяем действующее значение периодической составляющей тока короткого замыкания:

[1, с.20]

кА

Определяем амплитудное значение тока короткого замыкания - ударный ток:

[1, с.21]

кА

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

Расчет тока короткого замыкания в точке К-2.

Определяем результирующее индуктивное сопротивление:

Х*брез=Х*бВЛ+Х*бТ1+Х*бКЛ [1, с.21]

Х*брз=0,066+0,656+0,087=0,809

Результирующее активное сопротивление:

R*брз=R*бКЛ=1,36

Полное результирующее сопротивление:

[1, с.21]

Для точки из К-2, Iб=5,5 кА

Определяем периодический ток короткого замыкания в точке К-2:

[1, с.21]

кА

Для определения Ку находим отношение:

По кривой из (Л-4 стр.228) определяем Ку=1,01

Ударный ток короткого замыкания:

[1, с.21]

кА

Расчет тока короткого замыкания в точке К-3.

Определяем результирующее индуктивное и активное сопротивления:

Х*брез=Х*бВЛ+Х*бТ1+Х*бКЛ+Х*бТ2 [1, с.22]

Х*брез=0,066+0,656+0,087+5,39=6,2

R*брез=R*бКЛ+R*бТ2 [1, с.22]

R*брез=1,36+1,08=2,44

Полное результирующее сопротивление:

[1, стр.22]

Определяем базисный ток:

[1, стр.22]

кА

Определяем периодический ток короткого замыкания:

[1, стр.22]

кА

Для определения Ку находим отношение:

Ударный ток короткого замыкания: Ку=1,38 определяем из (Л-4 стр.228)

[1, с.22]

кА

На основании выполненных расчетов для точек К-1 и К-2 необходимо определить tпр - приведенное время короткого замыкания, которое необходимо для проверки ЭО на термическую устойчивость.

Определяем tпр для точки короткого замыкания К-1:

tпр=tпра+tпрп [1, с.22]

Для определения обеих составляющих tпр необходимо знать

А) Коэффициент затухания

[1, с.23]

Так как источником в схеме является система бесконечной мощности Sс=?, то I?=I?+IП, следовательно в?=1

Б) Действительное время протекания Ку

tд=tзащ+tвыкл [1, с.22]

tзащ - время работы релейной защиты

tвыкл - время отключения цепи выключателя.

Приняв tзащ =0,1 сек, tвыкл=0,09 сек

tд=0,1+0,09=0,19 сек

Апериодическая составляющая приведенного времени

tапр= 0,05•в?2 [1, с.23]

tапр= 0,05•12=0,05 сек

Периодическая составляющая времени определяется по кривым (Л-4, стр.244) в зависимости от в? и tд tпрп=0,21 сек, следовательно tпр=0,05+0,21=0,26 сек.

Для точки из К-2

В”=1 tд=0,08 сек

tпра= 0,05•12=0,05 сек

tпрп=0,1 сек

tпр=0,05+0,1=0,15 сек

7. Выбор схемы электроснабжения

Схемы внутреннего электроснабжения могут быть радиальными, магистральными или смешанными. Выбираем радиальную схему, в которой все электроприемники цеха присоединены к силовым распределительным пунктам СП.

Применяют в основном два вида силовых пунктов у которых в качестве защитных аппаратов используют предохранители или автоматические выключатели.

Наиболее современным типом СП являются силовые пункты с автоматическими выключателями новых серий ВА-51, ВА-52 типа ПР8501, которые рассчитаны на 8,10 или 12 присоединений. Характеристики СП даны в таблицах Л5 таблица 7 приложений.

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

Шинопроводы выбираются серии:

ШМА - магистральные

ШРА - распределительные

К которым через ответвительные коробки с предохранителями или автоматами присоединяют электроприемники цеха.

8. Расчет и выбор электрооборудования при U>1000 В

Для питания КТП от серии U>1000 В применяют 3 варианта выполнения высоковольтного ввода.

А) глухое присоединение кабеля.

Б) подключение трансформатора через разъединитель и предохранитель.

В) подключение трансформатора при помощи выключателя нагрузки.

Производим выбор и проверку разъединителя и предохранителя. Расчетной точкой короткого замыкания для проверки этих аппаратов является точка К-2. Для сравнения расчетных величин и допустимых параметров разъединителя и предохранителя составляется таблица.

[1, с.25]

мм2

Выбранный ранее кабель не обеспечивает условия термической устойчивости, поэтому сечение кабеля необходимо увеличить. Окончательно выбираем кабель:

ААБ-10-(3х50) Iдоп =140 А

Таблица 9.1. Параметры разъединителя и предохранителя

Расчетные данные	Данные разъединителя РВ-10-400/У3	Данные предохранителя ПКТ-103-10-80-20 У3
Uк=10 кВ	Uном=10 кВ	Uном=10 кВ
Iрмах=61,66 А	Iном=400 А	Iном=80 А
Iу=4,95 кА	Iмах=41 кА	-
Iп2 •tпр=3,482•0,15=1,82 кА2•с	It2• t=1024 кА2с	-
Iп=3,48 кА	-	Iотк=20 А

9. Расчет распределительной сети при напряжении 0,4 кВ

При расчете распределительной сети необходимо выбрать аппараты защиты предохранители или автоматы, сечение проводов или кабелей для всех электроприемников и произвести проверку их на потерю напряжения. Порядок расчета выполняем для двух силовых пунктов СП-2 и СП-5.

СП серии ПР8501 с автоматами на 10 присоединений.

Питание электроприемников от СП-2 выполнено проводами серии АПВ, которые проложены в трубах. К рассчитанному СП присоединены: 2 токарных полуавтомата (М7, М8); 2 токарных станка (М9, М10); 4 слиткообдирочных станка (М11-М14); 2 вентилятора (М15, М16). При разработке схемы желательно иметь резервные ячейки для присоединения переносного электрооборудования или для питания вновь установленных объектов при реконструкции. Для расчета распределительной сети необходимо знать величину расчетных токов на всех её участках, поэтому в начале определяем для всех работающих от этого СП электродвигателей номинальные и пусковые токи.

 [1, с.27]

Iпуск= Iндв• Kп [1, с.28]

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

Таблица 10.1. Характеристики электродвигателей СП-2

Рн, кВт	cos?	з %	K=	Iном, А	Iпуск, А
15	0,88	88,5	7,0	29,3	205,1
11	0,87	87,5	7,5	21,98	164,85
7,5	0,86	87,5	7,5	15,16	113,7
5,5	0,85	85,5	7,0	11,51	80,57
2,2	0,83	80,0	6,0	5	30
0,12	0,66	63,0	3,5	0,44	1,54

Аналогично выполняем расчет для прочих электродвигателей

Выбираем автоматические выключатели и сечение питающих проводов для всех присоединений СП-2.

1. Для токарных полуавтоматов М7, М8.

Iдл определяем как суммарный номинальный ток электродвигателей, одновременно работающих на станке, а Iп определяется при пуске наибольшего электродвигателя, при условии, что остальные работают в номинальном режиме. На токарных полуавтоматах установлено два электродвигателя мощностью 15 и 2,2 кВт.

Iдл=29,3+5=34,3 А

Iпуск=205,1+5=210,1 А

Выбираем автоматические выключатели серии ВА-51 с тепловым и электромагнитным расцепителями типа ВА 51-31, Iн а= 100 А, Iнрасц=40 А то есть Iнрасц>Iном, 40 А>34,3 А

Автомат необходимо проверить по току срабатывания электромагнитного расцепителя, для того чтобы исключить ложное срабатывание при пуске электродвигателя:

Iсрэл> K•Iкрмах

Iкрмах - кратковременный максимальный ток, для одиночного электродвигателя принимаем

равным IП

К=1,25 - коэффициент запаса

Iсрэл задается в каталогах кратностью по отношению к Iнтрасц, которая может быть равна 3,7,10.

Принимаем для выбранного автомата кратность равную 7.

Определяем Iсрэл=7•40=280 А, следовательно

280>1,25•210,1=262,62 А

Условие выполнено, следовательно, автомат не отключится при пуске электродвигателя. При выборе сечения провода необходимо обеспечить выполнение двух условий:

А) по условию нагрева длительным расчетным током Iдоп? Iдл

Б) по условию соответствия выбранному автомату защиты Iдоп> Iнзащап

Кроме этого необходимо учесть поправочные коэффициенты в случаях, когда условия прокладки отличается от нормальных.

Для питания трехфазного электродвигателя нужно положить в одной трубе 3 одножильных провода типа АПВ, а для присоединения к сети заземления может быть использована металлическая труба, в которой эти провода прокладываются. По условию механической прочности, согласно ПУЭ сечение алюминиевых проводов для питания силовой нагрузки должно быть не менее 10 мм2, поэтому выбираем провод АПВ-3 (1х10) Iдоп=47А

2. Для токарных станков М9, М10.

На токарных станках установлено три электродвигателя мощностью 11, 2,2 и 0,12 кВт.

Iдл=21,98+5+0,44=27,42 А

Iпуск=164,85+5+0,44=170,29 А

Выбираем автомат ВА 51-31 Iна=100 А; Iнрасц=31,5 А;

Iсрэл=7•31,5=220,5 А>1,25•170,29=212,86 А

Выбираем провод АПВ-3 (1х6) Iдоп=32 А

3. Для слиткообдирочных станков М11-М14.

На этих станках установлен один электродвигатель мощностью 5,5 кВт.

Iдл=11,51 А

Iпуск=80,57 А

Выбираем автомат ВА 51-25 Iна=25 А; Iнрасц=12,5 А;

Iсрэл=10•12,5=125 А>1,25•80,57=100,71 А

Выбираем провод АПВ-3 (1х2,5) Iдоп=19 А

4. Для вентиляторов М15, М16.

На них установлен один электродвигатель мощностью 7,5 кВт.

Iдл=15,16 А

Iпуск=113,7 А

Выбираем автомат ВА 51-25 Iна=25 А; Iнрасц=16 А;

Iсрэл=10•16=160 А>1,25•113,7=142,12 А

Выбираем провод АПВ-3 (1х2,5) Iдоп=19 А

Результаты расчетов заносим в таблицу.

Таблица 10.2. Для силового щитка СП-2

№	Наименование потребителя	Р, кВт	Iдл, А	Iкр, А	Тип автомата	Iна, А	Iнр, А	Iсрэл, А	Тип провода	S, мм2	Iдоп А
1	Станки 7, 8	17,2	34,3	262,62	ВА51-31	100	40	280	АПВ	10	47
2	Станки М9, М10	13,32	27,42	212,86	ВА51-31	100	31,5	220,5		6	32
3	Станки М11-М14	5,5	11,51	100,71	ВА51-25	25	12,5	125		2,5	19
4	Вентиляторы 15, 16	7,5	15,16	142,12	ВА51-25	25	16	160		2,5	19

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

I?=2•34,3+2•27,42+3•11,51+2•15,16=199,8 А

Расчетный ток Iр=Кс•I? [1, с.32]

Принимаем Кс=0,8, который учитывает одновременность работы электроприемников и степень их загрузки

Iр=0,8•199,8=159,84 А

Iкр определяем как максимальный кратковременный ток одного из потребителей плюс длительный ток прочих

Iкр=262,62+34,3+2•27,42+3•11,51+2•15,16=416,61 А

Выбираем групповой аппарат серии ВА 51-35 Iна=250 А; Iнрасц=160 А; Iсрэл=12•160=1920 А>416,61 А

Этот автомат установлен в РУ 0,4 кВ КТП.

Выбираем питающий кабель АВВГ (3х120+1х50) Iдоп=200 А.

Выполняем расчет для СП-5.

СП серии 8501 с автоматами на 10 присоединений.

Питание электроприемников от СП-5 выполнено проводами АПВ, которые проложены в трубах. К рассчитываемому СП присоединены: тельфер (М34); 2 токарных станка (М35, М36), 3 слиткообдирочных станка (М37-М39); 2 анодно-механических станка (М40, М41); часть осветительной нагрузки (ЩО). Составляем таблицу с характеристиками электродвигателей, рассчитываем и заносим в эту же таблицу токи.

Таблица 10.3. Характеристики электродвигателей СП-5

Рн, кВт	cos?	з %	K=	Iном, А	Iпуск, А
30	0,9	91	6,5	55,72	362,18
11	0,87	87,5	7,5	21,98	164,85
4	0,84	84	6,0	8,62	51,72
3	0,83	82	6,0	6,7	40,2
2,2	0,83	80	6,0	5	30
0,12	0,66	63	3,5	0,44	1,54
3,5	0,75	67,5		10,52	32

Для щитка освещения:

Выбираем автоматические выключатели и сечение питающих проводов для всех присоединений СП-5.

1. Для тельфера М34.

На тельфере установлен один электродвигатель мощностью 3,5 кВт.

Iдл=6,19 А

Iпуск=32 А

Выбираем автомат ВА 51-25 Iна=25 А; Iнрасц=6,3 А;

Iсрэл=7•6,3=44,1 А>1,25•32=40 А

Выбираем провод АПВ-3 (1х2,5) Iдоп=19 А

2. Для токарных станков М35, М36.

На них установлено 3 электродвигателя мощностью 11, 2,2 и 0,12 кВт.

Iдл=21,98+5+0,44=27,42 А

Iпуск=164,85+5+0,44=170,29 А

Выбираем автомат ВА 51-31 Iна=100 А; Iнрасц=31,5 А;

Iсрэл=7•31,5=220,5 А>1,25•170,29=212,86 А

Выбираем провод АПВ-3 (1х6) Iдоп=32 А

3. Для слиткообдирочных станков М37-М39.

На этих станках установлен один электродвигатель мощностью 4 кВт.

Iдл=8,62 А

Iпуск=51,72 А

Выбираем автомат ВА 51-25 Iна=25 А; Iнрасц=10 А;

Iсрэл=7•10=70 А>1,25•51,72=64,65 А

Выбираем провод АПВ-3 (1х2,5) Iдоп=19 А

4. Для анодно-механических станков М40, М41.

На них установлено 2 электродвигателя мощностью 30 и 3 кВт.

Iдл=55,72+6,7=62,42 А

Iпуск=362,18+6,7=368,88 А

Выбираем автомат ВА 51-31 Iна=100 А; Iнрасц=80 А;

Iсрэл=7•80=560 А>1,25•368,88=461,1 А

Выбираем провод АПВ-3 (1х25) Iдоп=80 А

5. Для щитка освещения мощностью 7,5 кВт.

Iдл=12 А

Выбираем автомат ВА 51-25 Iна=25 А; Iнрасц=12,5 А; Iсрэл=3•12,5=37,5 А

Выбираем провод АПВ-3 (1х2,5) Iдоп=19 А

Результаты расчетов заносим в таблицу.

Таблица 10.4. Для силового щитка СП-5

№	Наименование потребителя	Р, кВт	Iдл, А	Iкр, А	Тип автомата	Iна, А	Iнр, А	Iсрэл, А	Тип провода	S, мм2	Iдол, А
1	Тельфер 34	1,75	6,19	40	ВА51-25	25	6,3	44,1	АПВ	2,5	19
2	Станки 35, 36	13,32	27,42	212,86	ВА51-31	100	31,5	220,5		6	32
3	Станки 37-39	4	8,62	64,65	ВА51-25	25	10	70		2,5	19
4	Станки 40, 41	33	62,42	461,1	ВА51-31	100	80	560		25	80
5	ЩО	7,5	12		ВА51-25	25	12,5	37,5		2,5	19

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

I?=6,19+2•27,42+3•8,62+2•62,42+12=223,73 А

Расчетный ток Iр=Кс•I? [1, с.32]

Принимаем Кс=0,8, который учитывает одновременность работы электроприемников и степень их загрузки

Iр=0,8•223,73=178,98 А

Iкр определяем как максимальный кратковременный ток одного из потребителей плюс длительный ток прочих

Iкр=461,1+6,19+2•27,42+3•8,62+62,42+12=622,41 А

Выбираем групповой аппарат серии ВА 51-35 Iна=250 А; Iнрасц=200 А;

Iсрэл=12•200=2400 А>622,41 А

Этот автомат установлен в РУ 0,4 кВ КТП.

Выбираем питающий кабель АВВГ (3х150+1х70) Iдоп=235 А.

Выбираем защитные аппараты, установленные на КТП в цепи силового трансформатора, секционный автомат и питающий кабель для конденсаторной установки. Для выбора автомата в цепи силового трансформатора определяем максимальный расчетный ток. Этот ток определяется в режиме аварийного отключения одного из двух работающих трансформаторов. Считая, что оставшийся в работе трансформатор перегружен на 40%.

[1, с.33]

Выбираем автоматический выключатель ВА 53-43 Iна=2500 А. Проверяем выбранный автомат по отключающей способности в режиме короткого замыкания. Расчетной точкой короткого замыкания является точка К-3, для которой в пункте 7 определена величина тока короткого замыкания IП=21,7 кА.

Для выбранного автомата действующее значение тока отключения Iоткл=36 кА, так как Iоткл> IП, 36 кА>21,7 кА, следовательно, выбранный автомат обеспечит надежное отключение цепи в режиме короткого замыкания.

Выбираем секционный автомат, для которого принимаем

Iрасч=0,6•Iмахрасч [1, с.33]

Iрасч=0,6•2023,12=1213,87 А

Выбираем групповой автомат серии ВА 55-41 Iном=1600А; Iоткл=31 кА>IП=21,7 кА;

Выбираем автомат в цепи питания конденсаторной установки.

 [1, с.34]

Выбираем автомат ВА 53-39 Iном=630А; Iоткл=25 кА>IП=21,7 кА

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

Выбираем 2 кабеля АВВГ (3х150+1х95) Iдоп=235А

В заключении делаем проверку распределительной сети на потерю напряжения и нужно убедиться, что величина этой потери не превышает 5% допустимых согласно ПУЭ.

Для выполнения этого расчета по плану цеха определяем длину кабелей и проводов.

Производим расчет для силового пункта СП-2.

По выбранным сечениям кабеля и проводов определяем величины r0 и х0.

Таблица 10.5. Сопротивление кабеля и проводов СП-2

S, мм2	r0, Ом/км	x0, Ом/км
2,5	12,5	0,116
6	5,21	0,100
10	3,12	0,099
120	0,261	0,080

Определяем величину потери напряжения к индивидуальным потребителям по формуле:

[1, с.35]

Потеря напряжения в проводе, питающем токарный полуавтомат станки:

Аналогично выполнен расчет для прочих потребителей СП-2.

Для определения ?Uоб в кабеле, питающим СП-2, определяем среднее значение cos ср:

[1, с35]

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

Таблица 10.6. Потеря напряжения в проводах на СП-2

Потребитель	?U%	?Uобщ%	??U%
Токарный полуавтомат 7	0,21	0,25	0,46
Токарный полуавтомат 8	0,1		0,35
Токарный станок 9	0,26		0,51
Токарный станок 10	0,08		0,33
Слиткообдирочный станок 11	0,44		0,69
Слиткообдирочный станок 12	0,28		0,53
Слиткообдирочный станок 13	0,56		0,81
Слиткообдирочный станок 14	0,48		0,73
Вентилятор 15	1,18		1,43
Вентилятор 16	1,04		1,29

Производим расчет для силового пункта СП-5.

По выбранным сечениям кабеля и проводов определяем величины r0 и х0.

Таблица 10.7. Сопротивление кабеля и проводов СП-5

S, мм2	r0, Ом/км	x0, Ом/км
2,5	12,5	0,116
6	5,21	0,100
25	1,25	0,091
150	0,208	0,079

Определяем величину потери напряжения в проводах питающих станки:

Определяем среднее значение cos?ср:

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

Таблица 10.8. Потеря напряжения в проводах на СП-5

Потребитель	?U%	?Uобщ%	??U%
Тельфер 34	0,25	0,51	0,76
Токарный станок 35	0,18		0,69
Токарный станок 36	0,3		0,81
Слиткообдирочный станок 37	0,05		0,56
Слиткообдирочный станок 38	0,07		0,58
Слиткообдирочный станок 39	0,2		0,71
Анодно-механический станок 40	0,13		0,64
Анодно-механический станок 41	0,2		0,71
Щиток освещения	0,42		0,93

Поскольку во всех цепях ??U<5%, значит сечение проводов выбрано правильно.

10. Учет и экономия электроэнергии

Расчетным учетом электроэнергии называется учет выработанной, а также отпущенной потребителям электроэнергии для денежного расчета за нее. Счетчики, устанавливаемые для расчетного учета, называются расчетными счетчиками (класса 2), с классом точности измерительных трансформаторов - 0,5.

Техническим (контрольным) учетом электроэнергии называется учет для контроля расхода электроэнергии электростанций, подстанций, предприятий, зданий, квартир и т. п. Счетчики, устанавливаемые для технического учета, называются контрольными счетчиками (класса 2,5) с классом точности измерительных трансформаторов -1.

При определении активной энергии необходимо учитывать энергию: выработанную генераторами электростанций; потребленную на собственные нужды электростанций и подстанций; выданную электростанциями в распределительные сети; переданную в другие энергосистемы или полученную от них; отпущенную потребителям и подлежащую оплате.

Кроме того, необходимо контролировать соблюдение потребителями заданных им режимов потребления и баланса электроэнергии, установления удельных норм расхода электроэнергии и проведения хозрасчета.

Расчетные счетчики активной электроэнергии на подстанции энергосистемы должны устанавливаться:

1.для каждой отходящей линии электропередачи, принадлежащей потребителям;

2.для межсистемных линий электропередачи - по два счетчика со стопорами, 3.учитывающих полученную и отпущенную электроэнергии;

4.на трансформаторах собственных нужд;

5.для линий хозяйственных нужд или посторонних потребителей (поселок и т. п.), 6.присоединенных к шинам собственных нужд.

Расчетные счетчики активной электроэнергии на подстанциях потребителей должны устанавливаться:

1.на вводе (приемном конце) линии электропередачи в подстанцию;

2.на стороне ВН трансформаторов при наличии электрической связи с другой 3.подстанцией энергосистемы;

4.на границе раздела основного потребителя и субабонента.

Учет реактивной электроэнергии должен обеспечивать возможность определения количества реактивной электроэнергии, полученной потребителем от электроснабжающей организации или переданной ей, только в том случае, если по этим данным производятся расчеты или контроль соблюдения заданного режима работы компенсирующих устройств.

Счетчики реактивной электроэнергии должны устанавливаться:

1.На тех элементах схемы, на которых установлены счетчики активной электроэнергии для потребителей, рассчитывающихся за электроэнергию с учетом разрешенной реактивной мощности;

2.На присоединениях источников реактивной мощности потребителей, если по ним производится расчет за электроэнергию, выданную энергосистеме. В качестве примера показана схема включения трехфазного счетчика для измерения электроэнергии в трехфазной сети напряжением выше 1000В.

Мероприятия по экономии электроэнергии

Передача электрической энергии от источников питания к потребителям связана с потерей части мощности и энергии в системе электроснабжения (трансформаторах, линиях, реакторах). Эти потери определяются током, протекающим по линии, и величиной передаваемого напряжения. Применение повышенного напряжения в электрических сетях, например, 10 кВ (вместо 6 кВ), 380 В и ·380 В = 660 В, а также глубокого ввода напряжения 35 кВ и выше, значительно снижает потери мощности и электроэнергии.



Схемы подключения трёхфазного счётчика активной энергии.

Повышение коэффициента мощности, или уменьшение потребления реактивной мощности элементами системы электроснабжения, снижает потери активной мощности и повышает напряжение. Применение устройств, компенсирующих реактивную мощность, несколько удорожает эксплуатацию электрических установок. Кроме того, в них создаются некоторые дополнительные потери активной мощности АРК, которые, однако, значительно меньше потерь активной мощности ЛР. Компенсация реактивной мощности, или повышение коэффициента мощности электроустановок промышленных предприятий, имеет большое народнохозяйственное значение и является частью общей проблемы повышения КПД работы систем электроснабжения и улучшения качества отпускаемой потребителю электроэнергии. По данным на 1990 г., повышение коэффициента мощности на 0,01 в масштабе СССР давало бы возможность дополнительного полезного отпуска электроэнергии в 500 млн. кВт ч в год.

Следовательно, умение правильно рассчитать потери во всех звеньях системы электроснабжения, выявить определяющие их составляющие и установить основные направления по снижению потерь и экономии электроэнергии - основные условия правильного проектирования и эксплуатации электрической сети.

11. Охрана труда и защита окружающей среды

Для всех групп станков общие требования безопасности заключаются в правильном размещении оборудования в соответствии с технологией производства, соблюдением допустимых расстояний между станками и от станков до стен и колонн здания. Во избежание захвата одежды движущимися частями станка, одежда не должна иметь рванных ниток и на рабочем должна быть застегнута, а движущиеся части станков должны иметь ограничения и кожухи. Также во избежание ранения лица и глаз рабочего в зоне резания устанавливают защитные щитки из прочного прозрачного материала.

Во избежание поражения электрическим током необходимо применять заземляющие устройства. Заземлению подлежат: корпуса электрических машин и аппаратов, светильники, ручные приводы, коммутационные аппараты, корпуса распределительных щитков и пультов управления, металлические конструкции РУ и КЛ, металлические трубы.

В интересах настоящего и будущих поколений в России принимаются необходимые меры для охраны и научного обоснованного рационального использования земли и её недр, водных ресурсов, растительного и животного мира, для сохранения в чистоте воздуха и воды, обеспечения воспроизводства природных богатств и улучшение окружающей среды. Эти положения нашли свое отражение в Конституции России.

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

Использование природных ресурсов следует осуществлять при соблюдении правил, выработанных научно-техническими исследованиями:

· охрану природы нужно строить на научной основе;

· местные интересы должны подчиняться общенародным;

· интересы текущего момента - интересам будущего;

· проводить немедленно в жизнь регламентирующие указания по использованию природных ресурсов.

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

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

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

· удаление оксидов серы из дымовых газов;

· улучшение сжигания топлива;

· удаление серы из топлива;

· переход на малосернистое топливо;

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

· переход в больших городах на электрификацию быта, включая отопление;

· внедрение безотходных технологий в промышленности и транспорте;

· строго соблюдение санитарных норм для всех источников, загрязняющих атмосферу.

На Земле водой занято около 3/4 всей поверхности. Основным ресурсом для промышленности и быта является пресная вода, распределенная неравномерно.

В России большое количество воды течет в малонаселенных местах и уходит в Северный Ледовитый океан с малым использованием для народного хозяйства Самым большим хранилищем пресной воды самого высокого качества является озеро Байкал, в котором заключено 10 % мирового запаса пресной воды.

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

Основными мероприятиями по борьбе с загрязнением воды являются:

· внедрение оборотных систем водоснабжения;

· создание надежных очистительных сооружений;

· создание и внедрение новых безотходных технологий;

· разработка и применение новых санитарных норм.

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

Мероприятия по борьбе с убыванием полезной территории и ухудшением ландшафта неукоснительно базируются на соблюдении «Основ земляного законодательства России», где говорится, что предприятия, организации и учреждения, разрабатывающие месторождения полезных ископаемых открытым или подземным способом, производящие геологоразведочные, строительные или иные работы на предоставленных во временное пользование сельскохозяйственных землях или лесных угодьях, обязаны за свой счет приводить эти земляные участки в состояние, пригодное для использования в сельском, лесном или рыболовном хозяйстве.

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

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

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

Заключение

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

· Расчет и выбор компенсирующей установки.

Выбрано 2 установкиУКЛН-0,38-300-150 У3 необходимо принять меры для повышения cosц до принятого нормируемого значения. Для проектируемого цеха должен быть принят ряд мероприятий, которые обеспечивают повышение cosц естественным путём, т.е. не требует дополнительных установок и затрат. Но естественных способов повышения cosц недостаточно, поэтому необходимо выбрать компенсирующее устройство. Наиболее распространенным методом компенсации реактивной мощности является применение конденсаторных установок, которые устанавливают на подстанции на шинах 0,4 кВ.

· Определена максимальная расчетная мощность =1066,8 кВА.

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

· Построен суточный и годовой графики.

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

· Выбраны мощность и число трансформаторов. 2 трансформатора ТМЗ-1000/10, так как.

При наличии потребителей 2 категории, а также при наличии неравномерного графика берём два трансформатора. Число трансформаторов более двух применяется в исключительных случаях принадлежащим обосновании. Каждый трансформатор должен быть рассчитан на покрытие всех нагрузок 1 и основных нагрузок 2 категории при аварийном режиме.

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

· Выбрана схема электроснабжения. В нашем примере выбираем радиальную схему, в которой все электроприёмники цеха присоединены к силовым распределительным пунктам СП. Применяют в основном 2 вида СП, у которых в качестве защитных аппаратов используют автоматические выключатели.

· Произведен расчёт распределительной сети, выбрал кабеля. Питание цеховых ТП выполняется от главной понизительной подстанции ГПП завода. Напряжение в сети внешнего электроснабжения принимается 10 кВ.

· Выбрал автоматы в цепи конденсаторной установки и секционный аппарат ВА55-41.

· В заключение сделана проверка распределительной сети на потерю напряжения и убедился, что величина этой потери не превышает 5%, допустимых ПУЭ.

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

Литература

энергопотребление подстанция электромеханический

1. Иванова Г.А., Методическое пособие для курсового и дипломного проектирования, 2006г.

2. Ред. Барыбин Ю.Г. и др. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования, М, Энергоатомиздат, 2006г.

3. Электротехнический справочник, том 3,М, Энергоатомиздат, 2008г.

4. Липкин Б.Ю., Электроснабжение промышленных предприятий и установок, М, Энергоатомиздат, 2010г.

5. Зимин Е.Н. и др., Электрооборудование промышленных предприятий и установок, М, Энергоатомиздат, 2006г.

6. Неклепаев Б.Н. и Крючков И.П., Электрическая часть электростанций и подстанций, справочник материалы, М, Энергоатомиздат, 2009г.

7. Ипатов И.И. и др. Организация и планирование машиностроительного производства, М, Машиностроение. 2008г.

8. Правила устройства электроустановок, М, Энергоатомиздат, 2010г.

Размещено на Allbest.ru