Электроснабжение участка кузнечно-прессового цеха

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Воронежский промышленно-экономический колледж

Курсовая работа

по теме: Электроснабжение участка кузнечно-прессового цеха

Дисциплина: Электроснабжение отрасли

Выполнил: студент 3 курса группы 114

Кузнецов Евгений Олегович.

Проверил преподаватель: Кизима П.Г.

Воронеж 2013

Введение

Участок кузнечно - прессового цеха (КПЦ) предназначен для штамповки и ковки металла.

Он имеет станочное отделение, в котором установлено оборудование: обдирочные станки типа РТ - 21001 и РТ - 503, электротермические установки, кузнечно - прессовые машины, мостовые краны и др. Участок предусматривает наличие помещений для цеховых: Тепловых подстанций, вентиляторной, инструментальной кладовой, складов, для бытовых нужд и пр.

ЭСН осуществляется от ГПП. Расстояние от ГПП до цеховой ТП - 1.4 км, а от ЭНС до ГПП - 12 км. Напряжение на ГПП - 10 кВ.

Количество рабочих смен - 2. Потребители участка имеют 3 категории надежности ЭСН.

Грунт в районе КПЦ - суглинок с °t +15 °C. От этой же цеховой ТП намечается ЭСН при расширении станочного парка.

Дополнительная нагрузка КПЦ в перспективе составит: Рдоп = 685 кВТ, Qдоп=828 квар, Кn=0.5.

Каркас здания смонтирован из блоков - секций длинной 8м каждая.

Размеры участка А?В?h=96х56х10м.

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4м

Перечень оборудования КПЦ дан в таблице 1.

Мощность электропотребления (Рэл)

Таблица 1. Приложение к заданию на курсовое проектирование ЭО инструментального цеха

№ на плане	Наименование ЭО	Рэп, кВт	Примечание
1	Вентилятор вытяжной	55
2	Вентилятор приточный	75
3…5	Электрические установки	20
6,17,36	Краны мостовые	20 кВА
7…16	Обдирочные станки типа РТ-503	4.7
18…20	Кривошыпные КПМ	15
21...23	Фрикционные КПМ	7.5
24…35	Обдирочные станки типа РТ-21001	10

1. Расчет электрических нагрузок

электроснабжение кузнечный прессовый цех

Все электроприемники группы работают в длительном режиме работы, поэтому Рн = Рпасп.

ШРА-1

Электроприемники группы разбивают на однородные по режиму работы подгруппы с одинаковыми значениями коэффициентов использования и коэффициентов мощности

В данной группе электроприемников - 8

1 подгруппа - Вентиляторы 2 шт.;

2 подгруппа - Краны мостовые 3 шт.

3 подгруппа - Электротермические установки 3 шт.

1.1 По таблицам для каждой группы определяем: Ки, cosц

1 подгруппа Ки1 = 0,6 cosц1 = 0,8 tgц1 = 0,75

2 подгруппа Ки1 = 0,1 cosц1 = 0,5 tgц1 = 1,73

3 подгруппа Ки1 = 0,8 cosц1 = 0,95 tgц1 = 0,33

1.2 Определяем суммарную активную мощность электроприемников по подгруппам

?Ру1 = 130 кВт ?Ру2 = 60 кВт ?Ру3 = 60 кВт

1.3 Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену

Рсм1 = Ки1 * ?Ру1; 0,6 * 30 = 78 кВт Рсм2 = Ки1 * ?Ру2; 0,1 * 60 = 6 кВт

Рсм3 = Ки1 * ?Ру3; 0,8 * 60 = 48 кВт

Qсм1 = Рсм1 * tgц1; 78 * 0,75 = 58,5 квар Qсм2 = Рсм2 * tgц1; 6 * 1.73 = 10,38 квар

Qсм3 = Рсм3 * tgц1; 48 * 0,33 = 15,84 квар

Где Рсм1 - среднесменная активная мощность

Qсм1 - среднесменная реактивная мощность

1.4 Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену в целом по группе

Рсм = Рсм1 + Рсм2 + Рсм3; 78 + 6 + 48 = 132 кВт

Qсм = Qсм1 + Qсм2 + Qсм3; 58,5 + 10,38 + 15,84 = 84,74 квар

1.5 Определяем значение числа «m» - модуля силовой сборки

m = Рн max / Pн min; 40/2,5 = 16

Где Рн max - максимальная номинальная мощность электропиемника в группе;

Рн min - минимальная номинальная мощность электроприемника в группе.

1.6 Так как m >3, Ки < 0,2, n > 5 то эффективное значение электроприемников nэ определяем, используя относительные величины n* и Р*

n* = n1 / n; 6/18 = 0,33

где n1 - число элекртоприемников, мощность которых больше 0,5 номинальной мощности самого мощного электроприемника.

n - общее число электроприемников.

Р* = Р1 / ?Рн; 180/314 = 0,57

где Р1 - суммарная мощность n1 элект;роприемников;

?Рн - суммарная мощность всех электроприемников группы.

n* = 0,37

P* = 0,57

1.7 По значению Ки и nэ определяем из таблицы Кмакс

Кмакс = 2

По этим значениям из таблицы определяем величину nэ* = 0,81

nэ = n * nэ*; 0,81 * 18 = 14,58 ? 15

1.8 Определяем максимальную расчетную активную мощность

Рмакс = Рсм * Кмакс; 132 * 2 = 264 кВт

1.9 Определяем максимальную расчетную реактивную мощность

Qмакс = К?макс * Qсм; 1,1 * 84,74 = 93,2 квар

где К?макс = 1,1; если nэ ? 10; Ки ? 0,2 и nэ ? 100, в остальных случаях К?макс = 1,1

1.10 Определяем полную максимальную расчетную мощность

Sмакс = vР2макс + Q2макс; v2642 + 93,22 = 280 кВА

1.11 Определяем максимальный расчетный ток

Iмакс = Sмакс / (v3 * Uн); 280/1,73 * 0,38 = 430 А

ШРА-2

В данной группе электроприемников - 28

1 подгруппа: пресса - 6 шт.

2 подгруппа: станки - 22 шт.

1.1.1 По таблицам для каждой группы определяем: Ки, cosц

1 подгруппа Ки1 = 0,25 cosц1 = 0,65 tgц1 = 1,17

2 подгруппа Ки1 = 0,17 cosц1 = 0,65 tgц1 = 1,17

1.1.2 Определяем суммарную активную мощность электроприемников по подгруппам

?Ру1 = 67,5 кВт ?Ру2 = 167 кВт

1.1.3 Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену

Рсм1 = Ки1 * ?Ру1; 0,25 * 67,5 = 16,9 кВт Рсм2 = Ки1 * ?Ру2; 0,17 * 167 = 28,4 кВт

Qсм1 = Рсм1 * tgц1; 16,9 * 1,17 = 19,8 квар Qсм2 = Рсм2 * tgц1; 28,4 * 1,17 = 33,2 квар

Где Рсм1 - среднесменная активная мощность

Qсм1 - среднесменная реактивная мощность

1.1.4 Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену в целом по группе

Рсм = Рсм1 + Рсм2; 16,9 + 28,4 = 45,3 кВт

Qсм = Qсм1 + Qсм2; 19,8 + 33,2 = 53 квар

1.1.5 Определяем значение числа «m» - модуля силовой сборки

m = Рн max / Pн min; 20/5,5 = 3,63

где Рн max - максимальная номинальная мощность электропиемника в группе;

Рн min - минимальная номинальная мощность электроприемника в группе.

1.1.6 Так как m >3, Ки < 0,2, n > 5 то эффективное значение электроприемников nэ определяем, используя относительные величины n* и Р*

n* = n1 / n = 6/24 = 0,25

где n1 - число элекртоприемников, мощность которых больше 0,5 номинальной мощности самого мощного электроприемника.

n - общее число электроприемников.

Р* = Р1 / ?Рн = 0,43

где Р1 - суммарная мощность n1 электроприемников;

?Рн - суммарная мощность всех электроприемников группы.

1.1.7 По значению Ки и nэ определяем из таблицы Кмакс

Кмакс = 2,5

1.1.8 Определяем максимальную расчетную активную мощность

Рмакс2 = Рсм * Кмакс; 45,3 * 2,5 = 113,2 кВт

1.1.9 Определяем максимальную расчетную реактивную мощность

Qмакс2 = К?макс * Qсм = 1,1 * 53 = 58,3 квар

где К?макс = 1,1; если nэ ? 10; Ки ? 0,2 и nэ ? 100, в остальных случаях К?макс = 1,1

1.1.10 Определяем полную максимальную расчетную мощность

Sмакс = vР2макс + Q2макс; v113,22 + 58,32 = 127,3 кВА

1.1.11 Определяем максимальный расчетный ток

Iмакс = Sмакс / (v3 * Uн); 127,3/1,73 * 0,38 = 181,9 А

2. Расчет распределительной сети

Цеховые сети должны:

Обеспечивать необходимую надежность электроснабжения приемников электроэнергии в зависимости от их категории;

Быть удобными и безопасными в эксплуатации;

Иметь оптимальные технико-экономические показатели;

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

На практике наиболее распространение имеют смешанные схемы, сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем и пригодные для любых категорий электроснабжения.

В проектируемом цехе - магистральная схема.

Приведем расчет распределительной сети цеха. Распределительная сеть отдаленного электроприемника имеет вид:

ШРА-1

2.1.1 Расчет распределительной сети: Вентилятор приточный

2.1.2 Определяем номинальный ток

Iн = Рн / (v3 * Uн * cosц) = 55/(1,73 * 0,38 * 0,8) = 110 А

2.1.3 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву

Iн ? Iд.

110 ? 140

Выбираем провод АВВГ сечением 50 мм 2 с Iд = 140 А.

2.1.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

Iпв ? Iр;

Iпв ? Iпик /б;

Iпик = к * Iн;

б = 2,5;

Iпв > к * Iн / 2,5 = 5 * 110/2,5 = 220 А

Выбираем предохранитель ПН-2-250 с Iпв = 220 А.

2.1.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

Iдоп ? кз * Iза;

140 ? 0,33 * 220 = 72,8

Условие выполняется, значит, плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

2.2 Расчет распределительной сети: Вентилятор приточный

2.2.1 Определяем номинальный ток

Iн = Рн /(v3 * Uн * cosц) = 75/(1,73 * 0,38 * 0,8) = 150 А

2.2.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву

Iн ? Iд.

150 ? 170

2.2.3 Выбираем провод АВВГ сечением 95 мм 2 с Iд = 170 А.

2.2.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

Iпв ? Iр;

Iпв ? Iпик /б;

Iпик = к * Iн;

б = 2,5;

Iпв > к * Iн / 2,5 = 5 * 150/2,5 = 300 А

Выбираем предохранитель ПН-2-400 с Iпв = 300 А.

2.2.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

Iдоп ? кз * Iза;

170 ? 0,33 * 300 = 99

Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

2.3 Расчет распределительной сети: Электрические установки

2.3.1 Определяем номинальный ток

Iн = Рн / (v3 * Uн * cosц) = 20/(1,73 * 0,38 * 0,95) = 33,3 А

2.3.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву

Iн ? Iд.

33,3 ? 42

2.3.3 Выбираем провод АПВ сечением 10 мм2 с Iд =42 А.

2.3.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

Iпв ? Iр;

Iпв ? Iпик /б;

Iпик = к * Iн;

б = 2,5;

Iпв > к * Iн / 2,5 = 5 * 33,3/2,5 = 66,6 А

Выбираем предохранитель ПН-2-100 с Iпв = 70 А.

2.3.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

Iдоп ? кз * Iза;

42 ? 0,33 * 70 = 23,1

Условие выполняется, значит, плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

2.4 Расчет распределительной сети: Краны мостовые

2.4.1 Определяем номинальный ток

Iн = Рн / (v3 * Uн * cosц) = 20/(1,73 * 0,38 * 0,5) = 66,6А

2.4.2. Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву:

Iн ? Iд.

66,6 ? 75

2.4.3 Выбираем провод АВВГ сечением 25 мм 2 с Iд = 75 А

2.4.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

Iпв ? Iр;

Iпв ? Iпик /б;

Iпик = к * Iн;

б = 2,5;

Iпв > к * Iн / 2,5 = 5 * 66,6/2,5 = 133,2 А

Выбираем предохранитель ПН-2-200 с Iпв = 140 А.

2.4.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

Iдоп ? кз * Iза;

75 ? 0,33 * 140 = 46,2

Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

ШРА-2

2.5 Расчет распределительной сети: Обдирочные станки РТ-503

2.5.1 Определяем номинальный ток

Iн = Рн / (v3 * Uн * cosц) = 4,7/(1,73 * 0,38 * 0,65) = 11,8 А

2.5.2. Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву:

Iн ? Iд.

11,8 ? 19

2.5.3 Выбираем провод АПВ сечением 2,5 мм 2 с Iд = 19 А

2.5.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

Iпв ? Iр;

Iпв ? Iпик /б;

Iпик = к * Iн;

б = 2,5;

Iпв > к * Iн / 2,5 = 5 * 11,8/2,5 = 23,6 А

Выбираем предохранитель ПН-2-100 с Iпв = 30 А.

2.5.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

Iдоп ? кз * Iза;

19 ? 0,33 * 30 = 100

Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

2.6 Расчет распределительной сети: Кривошипные КПМ

2.6.1 Определяем номинальный ток

Iн = Рн / (v3 * Uн * cosц) = 15/(1,73 * 0,38 * 0,65) = 37,2 А

2.6.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву

Iн ? Iд.

37,2 ? 42

2.6.3 Выбираем провод АПВ сечением 10 мм 2 с Iд = 42 А

2.6.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

Iпв ? Iр;

Iпв ? Iпик /б;

Iпик = к * Iн;

б = 2,5;

Iпв > к * Iн / 2,5 = 5 * 37,2/2,5 = 74,4 А

Выбираем предохранитель ПР-2-100 с Iпв = 80 А.

2.6.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

Iдоп ? кз * Iза;

42 ? 0,33 * 80 = 26,4

Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

2.7 Расчет распределительной сети: Фрикционные КПМ

2.7.1 Определяем номинальный ток

Iн = Рн / (v3 * Uн * cosц) = 7,5/(1,73 * 0,38 * 0,65) = 18,8 А

2.7.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву:

Iн ? Iд.

18,8 ? 19

2.7.3 Выбираем провод АПВ сечением 2,5 мм 2 с Iд = 19 А

2.7.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

Iпв ? Iр;

Iпв ? Iпик /б;

Iпик = к * Iн;

б = 2,5;

Iпв > к * Iн / 2,5 = 5 * 18,8/2,5 = 37,6 А

Выбираем предохранитель ПН-2-100 с Iпв = 40 А.

2.7.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

Iдоп ? кз * Iза;

19 ? 0,33 * 40 = 13,2

Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

2.8 Расчет распределительной сети: Обдирочные станки РТ - 21001

2.8.1 Определяем номинальный ток

Iн = Рн / (v3 * Uн * cosц) = 10/(1,73 * 0,38 * 0,65) = 25 А

2.8.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву

Iн ? Iд.

25 ? 27

2.8.3 Выбираем провод АПВ сечением 4 мм 2 с Iд = 27 А

2.8.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

Iпв ? Iр;

Iпв ? Iпик /б;

Iпик = к * Iн;

б = 2,5;

Iпв > к * Iн / 2,5 = 5 * 25/2,5 = 50 А

Выбираем предохранитель ПН-2-100 с Iпв = 55 А.

2.8.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

Iдоп ? кз * Iза;

27 ? 0,33 * 55 = 18,15

Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

3. Выбор шинопровода

по ШРА-1

Выбираем шинопровод ШРА - 500 - 44 - У3 с номинальным током 430А и r0 = 0,21Ом/км, х0 = 0,21 Ом/км

по ШРА-2

Выбираем шинопровод ШРА - 250 - 32 - У3 с номинальным током 181,9А и r0 = 0,21 Ом/км, х0 = 0,21 Ом/км

4. Расчет силовой сети от КТП до ШРА

Силовая питающая сеть от КТП до ШРА имеет следующий вид:

КТП ШРА

4.1.1 Производим расчет силовой питающей линии для шинопровода: ШРА- 1

4.1.2 Максимальный расчетный ток для линии берем: Iмакс = 200 А

4.1.3 Выбор сечения кабеля и его марку производим по максимальному расчетному току

Принимаем кабель марки АВВГ сечением 150 мм 2 с Iдоп = 235 А.

Iмакс ? Iдоп;

200 ? 235

4.1.4 Для защиты от токов КЗ предусмотрены предохранители с плавкими вставками. Расчет токов плавких вставок ведем по следующим условиям:

Iпик = Iпуск + (Iмакс - Ки * Iном);

Iпв ? Iпик / б;

Iпв ? Iр;

где Iном и Iпуск - номинальный и пусковой ток самого мощного электроприемника, питающийся от данной силовой сети; Ки - коэффициент использования.

Iпик = 150*5 + (200 - 0,6 * 150) = 860 А

Iпв ? 860/2,5 = 334 А

Принимаем предохранитель ПР-2-1000 с Iпв = 380 А.

4.1.5 Выбранный предохранитель должен удовлетворять условию

Iдоп ? кз * Iза;

235 ? 0,33 * 380 = 125,5А.

4.1.6 В качестве распределительного устройства на КТП принимаем распределительную панель одностороннего обслуживания типа ЩО - 70М с рубильником на номинальный ток Iном = 125,4 А

4.2 Производим расчет силовой питающей линии для шинопровода: ШРА-2

4.2.1 Максимальный расчетный ток для линии берем Iмакс = 181,9 А

4.2.2 Выбор сечения кабеля и его марку производим по максимальному расчетному току

Принимаем кабель марки АВВГ сечением 120 мм 2 с Iдоп = 200 А.

Iмакс ? Iдоп; 181,9 ? 200

4.2.3 Для защиты от токов КЗ предусмотрены предохранители с плавкими вставками. Расчет токов плавких вставок ведем по следующим условиям

Iпик = Iпуск + (Iмакс - Ки * Iном);

Iпв ? Iпик / б;

Iпв ? Iр;

где Iном и Iпуск - номинальный и пусковой ток самого мощного электроприемника, питающийся от данной силовой сети; Ки - коэффициент использования.

Iпик = 37,5*6 + (181,9 - 0,25 * 37,5) = 396,6 А

Iпв ? 396,6/2,5 = 158,6 А

Принимаем предохранитель ПН-2-250 с Iпв = 200 А.

4.2.4 Выбранный поредохранитель должен удовлетворять условию

Iдоп ? кз * Iза;

200 ? 0,33 * 200 = 66

4.2.5 В качестве распределительного устройства на КТП принимаем распределительную панель одностороннего обслуживания типа ЩО - 70М с рубильником на номинальный ток Iном = 200 А

4.3.1 Производим расчет силовой питающей линии для шинопровода: РП-1

4.3.2 Максимальный расчетный ток для линии берем: Iмакс = 230 А

4.3.3 Выбор сечения кабеля и его марку производим по максимальному расчетному току

Принимаем кабель марки АВВГ сечением 150 мм 2 с Iдоп = 235 А.

Iмакс ? Iдоп;

230 ? 235

4.3.4. Для защиты от токов КЗ предусмотрены предохранители с плавкими вставками. Расчет токов плавких вставок ведем по следующим условиям

Iпик = Iпуск + (Iмакс - Ки * Iном);

Iпв ? Iпик / б;

Iпв ? Iр;

где Iном и Iпуск - номинальный и пусковой ток самого мощного электроприемника, питающийся от данной силовой сети; Ки - коэффициент использования.

Iпик = 150*5 + (230 - 0,6 * 150) = 890 А

Iпв ? 890/2,5 = 356 А

Принимаем предохранитель ПР-2-1000 с Iпв = 380 А.

4.3.5 Выбранный предохранитель должен удовлетворять условию

Iдоп ? кз * Iза;

235 ? 0,33 * 380 = 125,4А.

4.3.6 В качестве распределительного устройства на КТП принимаем распределительную панель одностороннего обслуживания типа ЩО - 70М с рубильником на номинальный ток Iном = 125,4 А

5. Расчет освящения

Находим площадь помещения: А = а?в; 56·96=5376 м2

Находим значения удельной мощности по справочнику для ДРЛ с высотой n=7м.

W - удельная мощность лампы 15,5 Вт. Прикидывваем число светильников в помещении. N=62

Определяем мощность лампы: Pл=А·W/N;

5376·15,5/62=1344Вт

Следовательно осветительную установку ДРЛ выбираем мощность 1500Вт.

Определяем количество светильников:

N - количество светильников

Кс - табличная величина (0,9)

Росв - мощность освещения

М - момент

q - сечение провода

Ku - коэффициент использования

L - длина провода

Росв = N·Pл ном

62·1500 = 93кВт;

Pрас=1,25·Kс·Pосв

1,25·0,9·93=104,6кВт;

Pсм=Pрас·Kc

104,6·0,9=94,14кВт

Находим максимальную активную мощность:

Pмакс=Рсм/cosц

94,14/0,9=104,6кВт

Qмакс=Рсм·tgц

94,14·0,33=31,1квар

Sмакс=vР2макс+Q2макс

v104,62+31,12=109,1кВА

6. Расчет осветительной установки вспомогательных помещений

6.1 Трансформаторная подстанция (ТП)

S=12*6=72м2

N =W*S/Pл, где W f (h, S, E), W f (4м; 72м2; 100лк); тогда W=10

N =10*72/80=9св

6.2 Вентиляционная

S=12*6=72м2

N =W*S/Pл, где W f (h, S, E); W f (4м; 72м2; 50лк); тогда W=5

N =5*72/80?5св

6.3 Комната отдыха

S=12*6=72м2

N =W*S/Pл, где W f (h, S, E); W f (4м; 72м2; 50лк); тогда W=5

N =5*72/80?5св

6.4 Контора

S=12*6=72м2

N =W*S/Pл, где W f (h, S, E); где W f (h, S, E); W f (4м; 72м2;150лк); тогда W=15

N =15*72/80?14св

6.5 Бытовка

S=12*6=72м2

N =W*S/Pл, где W f (h, S, E); W f (4м; 72м2; 50лк); тогда W=5

N =5*72/80?5св

6.6 Инструментальная

S=12*6=72м2

N =W*S/Pл, где W f (h, S, E), W f (4м; 72м2; 100лк); тогда W=10

N =10*72/80=9св

6.7 Склад

S=18*18=324м2

N =W*S/Pл, где W f (h, S, E), W f (3,2м; 324м2; 418,5лк); тогда W=15,5

N =15,5*324/418,5?9

Все табличные значения взяты из книги “Расчет и проектирование осветительных установок” Шеховцов В.П.

7. Аварийное освещение

В данном цехе в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ), правилами технологической эксплуатации (ПТЭ) и строительными нормами и правилами (СН и П) предусмотрено аварийное освещение. Рабочее и аварийное освещение во всех помещениях, на рабочих местах, открытых пространствах должно обеспечивать освещенность в соответствии с установленными требованиями.

Применяемые при эксплуатации ЭУ светильники рабочего и аварийного освещения должны быть только заводского изготовления и соответствовать требованиям государственных стандартов и технических условий. Светильники аварийного освещения должны отличаться от светильников рабочего освещения знаками и окраской.

Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное. Освещение безопасности предназначено для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Светильники рабочего освещения и светильники освещения безопасности в производственных и общественных зданиях и на открытых пространствах должны питаться от независимых источников.

Светильники и световые указатели эвакуационного освещения в производственных зданиях должны быть присоединены к сети, не связанной с сетью рабочего освещения, начиная распределительного пункта освещения или, при наличии только одного ввода, начиная от вводного распределительного устройства.

При отнесении всех или части светильников освещения безопасности и эвакуационного освещения к особой группе первой категории по надежности электроснабжения необходимо предусматривать дополнительное питание этих светильников от третьего независимого источника. Применение для рабочего освещения, освещения безопасности и эвакуационного освещения общих групповых щитков, а также установка аппаратов управления рабочим освещением, освещением безопасности и эвакуационным освещением, за исключением аппаратов вспомогательных цепей (например сигнальных ламп, ключей управления), в общих шкафах не допускается.

8. Выбор компенсирующей установки

Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, является вопрос о компенсации реактивной мощности.

Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Компенсация реактивной мощности с одноимённым улучшением качества электроэнергии непосредственно в сетях промышленных предприятий является одним из основных направлений сокращений потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок предприятий.

С точки зрения экономии электроэнергии и регулирования напряжения компенсацию реактивной мощности наиболее целесообразно осуществлять у его потребителей.

К сетям напряжением до 1 кВ на промышленных предприятиях подключается большая часть потребителей реактивной мощности. Коэффициент мощности нагрузки низкого напряжения обычно не превышает 0,8. Сети напряжением 380 В электрически более удалены от источников питания, поэтому передача реактивной мощности в сети НН требует увеличения сечений проводов и кабелей, повышения мощности трансформаторов и сопровождается потерями активной и реактивной мощности.

Затраты, обусловленные перечисленными факторами, можно уменьшить или даже устранить, если осуществлять компенсацию реактивной мощности в сети НН с помощью синхронных двигателей и конденсаторных батарей.

В данном проекте для компенсации реактивной мощности применяются статические конденсаторные установки.

Компенсации реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosц = 0,92 ? 0,95.

8.1 Находим величину реактивной мощности компенсирующей установки

Qку = б * Pmax * (tgц - tgцк)=0,9 * 104,6 * (0,93-0,36)=53,6 квар.

где б - коэффициент, учитывающий повышение cosц естественным образом, принимается 0,9

tgц - коэффициент реактивной мощности до компенсации

tgцк - коэффициент реактивной мощности после компенсации. Если задаемся cosцк = 0,94, то тогда tgцк = 0,36

Qку = б * Pmax * (tgц - tgцк) = 0,9 * 104,6 * (0,93-0,36)=53,6 квар.

По полученному значению Qку выбираем конденсаторную установку

УК2 - 0,38 - 150 мощностью 53,6 квар

8.2 Определяем общую максимальную реактивную мощность цеха с учётом компенсирующей установки

Qобш = Qmax - Qку =93,2 - 53,6 = 39,6 квар

8.3 Определяем полную мощность цеха с учётом компенсирующей установки

Smax = v Pmax2 + Qобш2 = v104,62+ 39,62 =111,8 кВА

8.4 Определяем коэффициент мощности cosц

cosц = Pmax/ Smax = 104,6/111,8 = 0,93

Что удовлетворяет требованиям ПУЭ, следовательно, компенсирующая установка выбрана верно.

9. Выбор трансформаторной подстанции

Выбор мощности цеховых трансформаторов должен быть технически и экономически обоснован. Для питания цеховых электроприемников применяются комплектные трансформаторные подстанции. Обычно применяются внутрицеховые пристроенные подстанции, т.к. источник питания выгодно держать ближе к центру нагрузок. Отдельно стоящие подстанции, строят, если от КТП потребители других цехов, помещение цеха взрывоопасно, или нельзя по технологии.

Для питания цеховых потребителей применяются трансформаторы следующих мощностей:

Осуществляется по формуле:

St=v(P1+P2+Pосв)2+(Q1+Q2+Qосв)=v(264+113,2+93)2+(93,2+58,3+31,1)2=504,4кВА

S0=St/N•K3=504,4/1•0,65=776кВА

Где St - суммарная максимальная мощность по ШРА 1-2

Iт - максимальная сила тока по ШРА 1-2

Uном - номинальное напряжение на подводке к подстанции принято 10кВ

N - число трансформаторов

К3 - коэффициент загрузки трансформатора

I0=St/v3•Uном=504,4/1,73•10=29,1A

Выбор трансформатора: 2 трансформатор, рассчитанный на 630кВА марки ТМФ - 630|10 шкаф ВН - ВВ - КР.

Проверка загрузки трансформатора:

К3=Sном/SКТП=504,4/630=0,8

Т.к. коэффициент нагрузки 0,8 подключать к этому КТП дополнительные потребители электроэнергии не рекомендовано. ААБ - 3(3?25) рассчитанный на 10кВ.

КТП 630/10/0,4

10. Расчёт заземляющего устройства

При расчёте заземляющего устройства определяются тип заземлителей, их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников. Этот расчёт производится для ожидаемого сопротивления заземляющего устройства в соответствии с существующими требованиями ПУЭ.

В качестве заземлителя применяем металлические прутки диаметром 12 мм и длиной 5м.

Расстояние между прутками 5м.

Располагаем, прутки по периметру здания и соединения между собой стальными полосами 40х4 мм сечением.

Почва - суглинок (сизм = 100 Ом * м)

Грунт средней влажности, х = 1

Периметр контура заземления.

P = 2 * (a + b)

P - периметр здания

a - длина здания

b - ширина здания

P = 2 * (a + b) = 2 * (96 + 56) = 304м2

Определяем число электродов для контура заземления.

N =P/L

N - число электродов

L - растояние между электродами

L = 5м.

N = P/L = 304/5 = 61 шт.

Определяем сопротивление одиночного заземлителя.

R1 = 0,227 * с1

с1 = сизм * ш

ш = 1,5

R1 - сопротивление одного электрода

с1 - удельное сопротивление грунта с учётом повышения.

сизм - измеренное сопротивление грунта.

ш - коэффициент повышения сопротивления.

с1 = 100 * 1,5 = 150 Ом * м

R1 = 0,227 * 150 = 34,05

R = R1/N * з

з - коэффициент экранирования

з = 0,37

R = 34,5/61 * 0,37 = 1,53 Ом.

Контур заземления имеет сопротивление 1,53 Ом, что соответствует нормативам (норма не более 4 Ом).

11. Расчет токов короткого замыкания

Вычислить токи Ikmax,Ikr,iy в конце кабельной линии с алюминиевыми жилами сечением(3*120+1*50) мм2 L=100м напряжением 0,4 кВ питание кабеля производится от ПТС трансформатором мощностью 630 кВА, и К%=5,5%; Uвн =10 кВ, соединением обмоток звездой Y/Y. Ток трехфазного КЗ на стороне ВН трансформатора Iк максВН=11,42кА

Ток трехфазного КЗ на стороне ВН трансформатора

По справочным материалам находят параметры элементов схемы электроснабжения приведенные к ступени напряжения 0,4 кВ

Трансформатора: X1t =X2t=i7,1 мОм; Хот=148,7 мОм

Rit=R2t=5,5 мОм;Rот=55,6 мОм;

Кабельной линии: удельное сопротивление фаз Rуд = 0,32 мОм/м:

Худ=0,064 мОм/м петли фаза нуль

Вычисляют сопротивление питающей системы, приведенное к Uрасч = 630В

Хс=U2расч*10-3/v3*Imax*Ucp=0,8

то есть Хс можно считать равным 0

Сопротивление кабельной линии.

Фаз Хкл=Худ*I=0,064*100=6,4 мОм;Rкл=Rуд*I=0,32100=32мОм

Петли фаза - нуль I=0,62*100=62мОм

Полное сопротивление тока трехфазного КЗ в максимальном режиме:Zmax=v(xemax)2+(Remax)2=v(2+17,1+6,4)2+(32+5,5)2=45,3мОм

Полное сопротивление цепи тока двухфазного КЗ в минимальном режиме:Zmin=v(xemax)2+(Remax+Rq)2=v(23,3)2+(37,5+15)2=57,52мОм

Полное сопротивление системы и трансформатора тока однофазного КЗ (можно полагать, что) Zmшт=v(x1т+х2т+2хс)2 +(Rit+R2t+Rot+3Rq)2=v(17,1+17,1+148,7+4)2+(5,5+5,5+55,6+3*15)2=217,6 мОм

Ток трехфазного КЗ в максимальном режиме:Ikmax=UРасч/v3*zemax=630/1,7*44,25=16,4кА

Ток двухфазного КЗ с учетом электрической дуги:IkR=UРасч/2*Emin=630/2*57,52=18,1кА

Ток однофазного КЗ с учетом электрической дуги на зажимах наиболее удаленного электроприемника: IkR=UРасч/v3*(Zmax+Zmin)=34,1кА

Ударный ток трехфазного КЗ в максимальном режиме:Iymax=v2*ky*Imax=v2*1,5*34,1=10кА

Полученные значения токов КЗ позволяют проводить выбор коммутационных аппаратов, предохранителей, установок расцепителей автоматов и проверку обеспеченности быстрого отключения при пробе изоляции фазы электроприемника на корпус.

12. Потери напряжения

По ШРА-1

?U=v3•100/Uном•(r0•cosц+x0•sinц)•Iк•L=1,73•100/380•(3,14•0,54+0,4•0,3)•480•0,022=7,6%

Где,

L-длина шинопровода

R0-табличная величина

X0-табличная величина

Sin-это отношение cos выбирается по таблице Брадиса

По ШРА-2

?U=v3•100/Uном(r0•cosц+x0•sinц)•Iк•L=1,73•100/380(3,14•0,53+0,4•0,3)•181,9•0,023==2,8%

Где,

L-длина шинопровода

R0-табличная величина

X0-табличная величина

Sin-это отношение cos выбирается по таблице Брадиса

Заключение

В данном курсовом проекте мною была проделана следующая работа:

1. Разбив электроприемники на однородные по режиму работы подгруппы, произвел расчет электрических нагрузок на каждом шинопроводе. Полученные результаты занес в таблицу.

2. Выполнил расчет распределительной сети, выбрав к каждому ЭП провод, и предохранитель.

3. По максимальному току нагрузки выбрал шинопровод.

4. Произвел расчет силовой питающей линии для ШРА-1, ШРА-2 и РП-1.

5. Совершил расчет мощности осветительной установки

6. Выбор компенсирующей установки. Для компенсации реактивной мощности применяются статические конденсаторные установки.

7. Выбрал силовой трансформатор типа КТП 630/10/0,4

8. Выполнил расчет заземляющего устройства, при этом определив тип заземлителей, их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников.

Список литературы

1. Александоров К.К. Электротехнические чертежи и схемы. 2000г

2. Ангарова Т.В. справочник по электроснабжению промышленных предприятий. 1991г

3. Астахов Б.А справочник по электроустановкам высокого напряжения 1999г

4. Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооуружений РД 34.21.122-87

5. Шеховцов В.П. справочник-пособие по ЭО и ЭСН 1994г

6. Смирнов А.Д справочник книжка энергетика 1997г

7. Рожкова Л.Д., Козулин В.С электрооборудование станций и подстанций. 1997г

Размещено на Allbest.ru