Электроснабжение инструментального цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ

Монтаж и эксплуатация электрооборудования

Пояснительная записка к курсовому проекту

по предмету: Электроснабжение промышленных предприятий и гражданских зданий

на тему: «Электроснабжение инструментального цеха»

Разработал:

В.С. Побатин

Проверила:

А.В. Дробов

Гомель, 2020 г.



Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Характеристики потребителей электроэнергии

3. Расчет электрических нагрузок

4. Расчет мощности компенсирующего устройства реактивной мощности

5. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанции

6. Выбор электрооборудования КТП и питающей сети

7. Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ от токов к.з. и перегрузки

8. Расчет параметров и выбор распределительной сети

9. Расчет заземляющего устройства подстанции



Введение

Электроснабжение является одной из составных частей обеспечения народного хозяйства страны. Без электроснабжения в настоящее время не обходится ни одна промышленность, город и т.д. Одной из задач электроснабжения является обеспечение электроэнергией какого-либо объекта для нормальной работы и жизнедеятельности.

Основными потребителями электрической энергии являются промышленные предприятия. Они расходуют более половины всей энергии, вырабатывающейся в нашей стране. Система распределения столь большого количества электроэнергии на промышленных предприятиях должна обладать высокими техническими и экономическими показателями и базироваться на новейших достижениях современной техники. Поэтому электроснабжение промышленных предприятиях должно основываться на использовании современного конкурентоспособного электротехнического оборудования, надежных экономичных аппаратах, прогрессивных конструкциях схем питания, широком применении автоматизации.

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

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

Основной задачей в электроснабжении является автоматизация с целью обеспечения бесперебойной работы предприятия. Автоматизация позволяет перевести большинство подстанций на работу без постоянного дежурного персонала, что уменьшает эксплуатационные расходы и способствует сокращению числа аварий по вине персонала.

Цель данной работы провести расчет системы внутреннего электроснабжения промышленного электрооборудования инструментального цеха.



1. Исходные данные

Проектируемый инструментальный цех имеет следующие размеры: длинна 72м, ширина 24м, площадь 1728м². На его территории располагается разнообразное технологическое оборудование.

Исходными данными для нашего курсового проекта является: план цеха с размещением на нём электрооборудования и отдельных помещений; описание технологического процесса; данные по составу и характеру электрических нагрузок и электроприёмников.

Перекрытия выполнены из железобетона несущими конструкциями являются железобетонные колоны. Ширина пролетов 6 метров. Полы на участке бетонные. электроэнергия реактивный трансформатор сеть

Перечень электрооборудования участка приведён в таблице 1.1

Таблица 1.1 Перечень электрооборудования

Позиции станка	Наименование станка, агрегата	Кол-во	Мощность Рном, кВт
1	Токарно-винторезный станок	3	11,5
2	Вентилятор	2	7,5
3	Станок для заточки резцов	2	3,4
4	Токарно-винторезный станок	3	13
5	Сверлильный станок	5	11,5
6	Зубонарезной станок	3	12,6
7	Фрезерный станок	2	11,5
8	Консольно-фрезерный станок	3	12,6
9	Круглошлифовальный станок	5	10,5
10	Поперечно-строгальный станок	1	8,6
11	Вертикально-фрезерный станок	3	9,2
12	Поперечно-строгальный станок	4	11,1
13	Станок для заточки свёрл	2	1,8
14	Моечная машина	1	6,8
15	Станок для заточки резцов	3	4,2
16	Заточной станок	2	2,2
17	Резьбонарезной станок	3	2,2
18	Плоскошлифовальный станок	3	37,5
19	Сварочный аппарат	4	16,6
20	Вертикально-сверлильный станок	1	1,1
21	Карусельный станок	2	12,8
22	Горизонтально-расточной станок	2	13,2
23	Кран-балка	1	4,2

Всего в цехе размещено 60 единицы электрооборудования.

2. Характеристики потребителей электроэнергии

Приемником электрической энергии (электроприемником) называется аппарат, агрегат, механизм, предназначенный для преобразования электрической энергии в другой вид энергии для ее использования.

Потребителем электрической энергии называется электроприемник или группа электроприемников, объединенных технологическим процессом и размещающихся на определенной территории.

В соответствии с ПУЭ в отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории:

Электроприемники I категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, значительный ущерб народному хозяйству, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства. Из состава электроприемников I категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

Электроприемники I категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания. Для электроснабжения особой группы электроприемников I категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

Электроприемники II категории - электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Для таких приемников также должно предусматриваться резервное питание, но переключение на него может производиться вручную дежурным персоналом или оперативной выездной бригадой.

Электроприемники III категории - все остальные электроприемники, не подходящие под определения I и II категорий. Это приемники вспомогательных цехов, несерийного производства продукции и т.п. Для них электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, связанные с необходимостью ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превысят 2.

Важной характеристикой электроприемника является коэффициент мощности cos(ц). Номинальное значение cosц электродвигателя зависит от его типа, номинальной мощности, частоты вращения и других характеристик. При эксплуатации электродвигателей их cosц в основном зависит от загрузки.

По надежности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ электроприемники данного цеха относятся к III категории. Так как данный цех используется для мелкосерийного производства, его остановка не приведет к массовому простою рабочих и не допуску продукции и не нанесет значительный вред народному хозяйству. Данный цех может запитываться от одного источника питания.

По роду тока все потребители электрической энергии данного цеха относятся к группе работающих от сети трехфазного переменного тока промышленной частоты 50 Гц. Цех получает питание от цеховой трансформаторной подстанции.

Характеристика электрооборудования приведена в таблице 2.1

Таблица 2.1 Характеристика электрооборудования

Поз.	Наименование станка, агрегата	Двиг. АИР	Кол-во	, кВт	Коэф. исп. КИ	, кВт	Коэф. мощ. cosц	Коэф. пуска КП	КПД, ?, %
1	Токарно-винторезный станок	160S4	3	11,5	0,12	15	0,5	6,5	89,5
2	Вентилятор	132S4	2	7,5	0,7	7.5	0,8	7,5	86
3	Станок для заточки резцов	100L4	2	3,4	0,12	4	0,5	7	85
4	Токарно-винторезный станок	160S4	3	13	0,12	15	0,5	6,5	89,5
5	Сверлильный станок	160S4	5	11,5	0,12	15	0,5	6,5	89,5
6	Зубонарезной станок	132M4	3	12,6	0,12	11	0,5	6,5	87,5
7	Фрезерный станок	160S4	2	11,5	0,12	15	0,5	6,5	89,5
8	Консольно-фрезерный станок	160S4	3	12,6	0,12	15	0,5	6,5	89,5
9	Круглошлифовальный станок	132M4	5	10,5	0,12	11	0,5	7,5	87,5
10	Поперечно-строгальный станок	132M4	1	8,6	0,12	11	0,5	7,5	87,5
11	Вертикально-фрезерный станок	132M4	3	9,2	0,12	11	0,5	7,5	87,5
12	Поперечно-строгальный станок	160S4	4	11,1	0,12	15	0,5	6,5	89,5
13	Станок для заточки свёрл	90L4	2	1,8	0,12	2.2	0,5	6	80
14	Моечная машина	132S4	1	6,8	0,6	7.5	0,7	7,5	86
15	Станок для заточки резцов	112M4	3	4,2	0,12	5.5	0,5	7	85,5
16	Заточной станок	90L4	2	2,2	0,12	2.2	0,5	6	80
17	Резьбонарезной станок	90L4	3	2,2	0,12	2.2	0,5	6	80
18	Плоскошлифовальный станок	225M4	3	37,5	0,17	55	0,65	6,5	93
19	Сварочный аппарат		4	16,6	0,2		0,4	7	90
20	Вертикально-сверлильный станок	80A4	1	1,1	0,12	1,1	0,5	5	76
21	Карусельный станок	160S4	2	12,8	0,12	15	0,5	6,5	89,5
22	Горизонтально-расточной станок	160S4	2	13,2	0,12	15	0,5	6,5	89,5
23	Кран-балка	112M4	1	4,2	0,2	5,5	0,5	7	85,5

3. Расчет электрических нагрузок

Правильное определение электрических нагрузок является основой рационального проектирования и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий. Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всех элементов системы электроснабжения: линий электропередачи, трансформаторных подстанций, питающих и распределительных сетей. Завышение расчётных нагрузок приводит к перерасходу проводникового материала, увеличению мощности трансформатора и, следовательно, к ухудшению технико-экономических показателей электроснабжения. Занижение нагрузок ведёт к уменьшению пропускной способности электрических сетей, увеличению потерь мощности, и может вызвать нарушение нормальной работы силовых и осветительных электроприёмников.

В настоящее время основным методом расчета электрических нагрузок промышленных предприятий является метод упорядоченных диаграмм. Он позволяет по номинальной мощности электроприёмника с учётом их числа и характеристик определить расчетную нагрузку нашего цеха.

Для примера произведём расчет электрических нагрузок электроприёмников, запитываемых от шинопровода ШРА-1. От шкафа запитывается 19 электроприемников.

Разбиваем все электроприёмники на однородные по режиму работы группы.

Группа №1: Станок фрезерный, токарно-винторезный, сверлильный, зубонарезной, консольно-фрезерный, круглошлифовальный, вертикально-сверлильный, станок для заточки резцов:

Количество - 17 шт. Ки=0,12 Cosц = 0,5 tgц = 1,732

Группа №2: Плоскошлифовальный станок:

Количество - 1 шт. Ки=0,17 Cosц = 0,65 tgц = 1,168

Группа №3: Вентилятор:

Количество - 1 шт. Ки=0,7 Cosц = 0,8 tgц = 0,75

В каждой группе ЭП и по узлу в целом находим пределы их номинальных мощностей, при этом все ЭП приводим к ПВ 100%:

Р_ном1 = 11,5 + 11,5 + 11,5 + 11,5 + 3,4 + 3,4 + 11,5 + 11,5 + 11,5 + 9,6 + + 9,6 + 12,6 + 12,6 + 10,5 + 10,5 + 10,5 + 1,1 = 164,3 кВт;

Р_ном2 = 37,5 кВт;

Р_ном3 = 7,5 кВт;

Тогда суммарная мощность узла равна:

(3.1)

Номинальные мощности наибольшего и наименьшего электроприёмников узла соответственно составляют: P_ном.max = 37,5 кВт и P_ном.min = 1,1 кВт.

Определим их соотношение (величину m) по формуле:

m = (3.2)

m = = 34,1

Определяем средние активные мощности групп приёмников за наиболее загруженную смену:

P_см = P_н • К_и (3.3)

где: К_и - коэффициент использования (приведён в таблице 2.1);

Р_н - суммарная мощность электроприёмников группы.

Подставляя данные в формулу (3.3) получаем, что средние активные мощности приёмников за наиболее загруженную смену составляют:

P_см1 = 164,3 • 0,12 = 19,72 кВт;

P_см2 = 37,5 • 0,17 = 6,38 кВт.

P_см3 = 7,5 • 0,7 = 5,25 кВт.

Находим среднюю активную нагрузку за наиболее нагруженную смену для узла:

P_см.узл= P_см1 + P_см2 + P_см3 (3.4)

P_см.узл = 19,72 + 6,38 + 5,25 = 31,35 кВт.

Определяем среднюю реактивную нагрузку за наиболее нагруженную смену:

Q_см = P_см • (3.5)

где: tg можно определить, зная коэффициент мощности cosц.

Подставляя в формулу (3.5) наши данные, получаем, что средние реактивные нагрузки за наиболее нагруженную смену для наших групп составляют:

Q_см1 = 19,72 • 1,732 = 34,16 квар;

Q_см2 = 6,38 • 1,168 = 7,45 квар.

Q_см2 = 5,25 • 0,75 = 3,94 квар.

Находим среднюю реактивную нагрузку за наиболее нагруженную смену для узла по формуле:

Q_см.узл = Q_см1 + Q_см2 + Q_см3 (3.6)

Q_см.узл = 34,16 + 7,45 + 3,94 = 45,55 квар

Определяем средневзвешенное значение коэффициента использования узла:

K_и = (3.7)

K_и = = 0,15

Определяем средневзвешенное значение коэффициента мощности cosц, для этого определим средневзвешенное значение tgц по формуле:

= (3.8)

= = 1,453

Тогда cos_узл = 0,57

Определяем эффективное число электроприёмников - n_э по формуле:

(3.9)

где: ? сумма мощностей всех электроприемников узла в квадрате;

- сумма квадратов мощностей всех электроприемников узла.

Зная эффективное число электроприёмников и коэффициент использования по справочной таблице находим значение расчетного коэффициента Кр = 1,49, тогда расчетная активная нагрузка узла определится по формуле:

(3.10)

Определяем расчетную реактивную мощность узла по формуле:

(3.11)

где: Кґм - коэффициент максимума, принимаемый равным 1,1 при ? 10 и 1 при 10.

Тогда расчетная реактивная мощность узла равна:

Зная активную и реактивную расчетную мощность, мы можем определить полную мощность узла:

S_р = (3.12)

S_р =кВА.

Теперь можно определить расчётный ток по ШРА-1 по формуле:

(3.13)

где: U_ном - напряжение питающей сети и равно 0,38 кВ.

Определяем пиковый ток для шинопровода ШРА-1. Для этого выбираем самый мощный электроприемник и рассчитываем для него номинальный расчётный ток по формуле:

(3.14)

где: ? - коэффициент полезного действия, равен 0,9.

В данном узле наибольшую мощность имеет плоскошлифовальный станок (поз. №18), следовательно, номинальный расчётный ток будет равен:

Теперь определим ток i_пик.max по формуле:

(3.15)

где: К_п - пусковой коэффициент и для данного потребителя, равен 7,5.

Подставив эти данные в формулу для пикового тока, определим его величину:

(3.16)

где: -наибольший пусковой ток электроприемника группы; -расчетный по нагреву ток группы электроприемников; - номинальный ток электроприемника с наибольшим пусковым током; - коэффициент использования электроприемника с наибольшим пусковым током.

Аналогично производим расчеты для остальных распределительных устройств, а после с помощью ЭВМ производим эти же расчёты узлов (они приведены в таблице 3.2), выполняем проверку и данные заносим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Расчётные данные

Электроприемники и их группы	n	Установленная мощность, приведенная к ПВ=100%	m=Pном max/Pном min	Коэффициент использования Ки	Cos?? / tg?? до компенсаци	Средняя нагрузка	nэ	Кр	Расчетная нагрузка		Iп
		Пределы номинальных мощностей электроприемников в группе	Суммарная мощность Pном, кВт				Pсм= Kи * Pном, кВт	Qсм=P см * tg??, кВар			Pp=Kp * P см	Qp, квар
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
РУ-1 (ШРА-1)
I гр. Станок фрезерный, токарно- Винторезный, сверлильный, зубонарезной, консольно-фрез., круглошлифовальный, вертикально-сверлильный, станок для заточки резцов.	17	1,112,6	164,3		0,12	0,5/1,732	19,72	34,16
II гр. Плоскошлифовал. станок	1	37,5	37,5		0,17	0,65/1,168	6,38	7,45
III гр. Вентилятор	1	7,5	7,5		0,7	0,8/0,75	5,25	3,94
Всего по РУ-1:	19	1,137,5	209,3	34,1	0,15	0,57/1,453	31,35	45,55	14	1,49	46,71	45,55	65,2	99,1	813
РУ-2 (ШР-1)
I гр. Станок сверлильный, круглошлифовальный, токарно-винторезный, поперечно-строгальный, карусельный.	6	8,612,8	67,7		0,12	0,5/1,732	8,12	14,06
Всего по РУ-2:	6	8,612,8	67,7	1,5	0,12	0,5/1,732	8,12	14,06	6	2,37	19,24	15,47	24,7	37,5	363
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
РУ-3 (ШР-2)
I гр. Станок поперечно-строгал., станок для заточки резцов, заточной станок.	6	2,211,1	35		0,12	0,5/1,732	4,2	7,27
II гр. Плоскошлифовал. станок.	1	37,5	37,5		0,17	0,65/1,168	6,38	7,45
III гр. Вентилятор	1	7,5	7,5		0,7	0,8/0,75	5,25	3,94
Всего по РУ-3:	8		80	17	0,2	0,64/1,179	15,83	18,66	4	1,91	30,24	20,53	36,6	55,6	769,5
РУ-4 (ШР-3)
I гр. Станок сверлильный, зубонарезной, консольно-фрезерный, круглошлифовал., горизонтально-расточной.	6	9,6	68,8		0,12	0,5/1,732	8,26	14,3
II гр. Кран-балка	1	2,8	2,8		0,2	0,5/1,732	0,56	0,97
Всего по РУ-4:	7	13,2	71,6	4,5	0,13	0,5/1,732	8,82	15,27	6	2,23	19,67	16,8	25,9	39,3	360,4
РУ-5 (ШР-4)
I гр. Станок токарно-винторезный, резьбонарезной	2	2,213	15,2		0,12	0,5/1,732	1,82	3,15
II гр. Сварочный аппарат.	4	16,6	66,4		0,2	0,4/2,29	13,28	30,41
Всего по РУ-5:	6	16,6	81,6	7,5	0,19	0,41/2,223	15,1	33,56	5	1,8	27,18	36,91	45,8	69,6	560,6
РУ-6 (ШР-5)
I гр. Поперечно строгальный, станок для заточки свёрл	3	1,811,1	14,7		0,12	0,5/1,732	1,76	3,04
II гр. Моечная машина	1	6,8	6,8		0,6	0,7/1,02	4,08	4,16
Всего по РУ-6:	4	1,811,1	21,5	6,2	0,27	0,63/1,233	5,84	7,2	3	1,91	11,15	7,92	13,7	20,8	303,5
РУ-7 (ШР-6)
I гр. Станок токарно-винторез., вертикально-фрез., поперечно-строгальный, резьбонарезной, станок для заточки резцов.	9	2,213	73,3		0,12	0,5/1,732	8,8	15,24
II гр. Плоскошлифовал. станок.	1	37,5	37,5		0,17	0,65/1,168	6,38	7,45
Всего по РУ-6:	10	2,213	110,8	17	0,14	0,55/1,495	15,18	22,69	6	2,1	31,88	24,96	40,5	61,6	775,5
Всего по цеху:	60	1,137,5	642,5	34,1	0,16	0,54/1,567	100,24	156,99	41	1,1	110,3	157	191,9	291,6

Таблица 3.2 РАСЧЕТНЫЕ ДАННЫЕ

4. Расчет мощности компенсирующего устройства реактивной мощности

Одним из основных вопросов, решаемых как на стадии проектирования, так и на стадии эксплуатации систем промышленного электроснабжения, является вопрос о компенсации реактивной мощности, включающий выбор целесообразных источников в системе электроснабжения.

При выборе оптимального варианта необходимо исходить из технико-экономических расчётов, основанных на системном подходе к задаче компенсации реактивной мощности. Это означает, что оптимальное решение должно удовлетворять интересам как систем электроснабжения, так и потребителей электроэнергии с учётом эффекта во всей системе в целом.

На промышленных предприятиях уменьшение потребляемой реактивной мощности может быть достигнуто за счёт установки специальных компенсирующих устройств.

Выбор мощности компенсирующего устройства осуществляется по формуле:

(4.1)

где: tgц_опт - оптимальный коэффициент и равен 0,33;

tgц_факт - фактический коэффициент, который определяется по формуле:

(4.2)

где: ?Q_р - суммарная расчетная реактивная мощность, равная 157 квар;

?P_p- суммарная расчетная активная мощность, с учётом мощности осветительных установок, определяемая по выражению:

(4.3)

где: Р_р - расчетная активная мощность цеха, равная 110,3 кВт;

Р_р.осв - расчетная мощность освещения, которая находится по формуле:

(4.4)

где: S - площадь цеха, равная 1728 м ^2;

K_с- коэффициент спроса (равен 0,95);

P_уд - мощность удельного освещения инструментального цеха, для нашей площади 6 Вт/м² при освещённости Е =300 лк, равна:

Подставив данные в формулы (4.2 - 4.4), получим:

Тогда мощность компенсирующего устройства будет равна:

По этой мощности выбираем ближайшее стандартное компенсирующее устройство: АКУ0,4-125-25УЗ.

Определяем расчётную реактивную мощность по формуле:

(4.5)

Определяем полную мощность цеха после компенсации:

(4.6)

Определяем фактический коэффициент мощности после компенсации:

(4.7)

Определяем значение расчётного тока по КТП после компенсации:

(4.8)

5. Выбор числа и мощности трансформаторов подстанции

Подстанцией называется электроустановка, служащая для преобразования и распределения электроэнергии и состоящая из трансформаторов и других преобразователей энергии, распределительных устройств, устройств управления и вспомогательных сооружений.

Для выбора мощности трансформаторной подстанции необходимо учитывать суммарную мощность цеха, при расчете которой следует учесть активную мощность освещения и сторонних потребителей.

Расчетная нагрузка цеха определяется с учётом осветительной нагрузки и нагрузки сторонних потребителей по формуле:

(5.1)

где: - суммарная расчётная активная нагрузка цеха, равная 110,3 кВт;

- мощность освещения, равная 29,5 кВт;

- расчетная реактивная мощность после компенсации, равная 57 квар;

Выбираем по этой мощности силовой трансформатор ТМ3-160/10/0,4 и определяем коэффициент загрузки. Коэффициент загрузки равен:

(5.2)

где: S_тр - мощность трансформатора, равная 160 кВА;

S_рц- полная мощность мастерской после компенсации.

Согласно ПУЭ коэффициент загрузки для потребителей III-ей категории должен находиться в пределах 0,9ч0,95. Таким образом, выбранный трансформатор ТМ3-160/10/0,4 удовлетворяет требованиям ПУЭ для данной категории потребителей.

Определим значение расчетного тока КТП после компенсации с учетом ввода сторонних потребителей:

6. Выбор электрооборудования КТП и питающей сети

Комплектной трансформаторной подстанцией (КТП) называется подстанция, состоящая из трансформаторов и блоков, поставляемых в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.

Цеховые КТП как правило комплектуются шкафами вводными высокого напряжения (ШВВ) и шкафами вводными низкого (ШВН) напряжения.

КТП полной мощностью 160 кВА запитывается от распределительного пункта РП напряжением 10 кВ. Выбор питающего кабеля производится из условия:

(6.1)

где: S_э - экономическое целесообразное сечение, мм²;

S_табл - табличная величина сечения одной жилы кабеля.

Определяем расчётный ток КТП:

(6.2)

где: S_р.ц. - полная расчетная мощность цеха после компенсации.

Определяем экономически целесообразное сечение по выражению:

(6.3)

где: I_расч - расчётный ток нормального режима работы, А;

j_эк - нормированное значение экономической плотности тока, А/мм² (принимают в зависимости от времени использования максимальной нагрузки, вида и материала проводника).

j_эк=1,4 А/мм²

По таблице в соответствии с условием определяем сечение питающего кабеля ААШВу 3х16 мм².

КТП состоит из шкафа ввода высокого напряжения (ШВВ), силового трансформатора, шкафа ввода низкого напряжения (ШВН) и шкафов ввода линейного напряжения, так же в ней располагается компенсирующее устройство.

ШВВ комплектуется аппаратами защиты (высоковольтными предохранителями) выключателями нагрузки. Высоковольтный предохранитель служит для защиты силового трансформатора от токов короткого замыкания.

Выбор плавкой вставки предохранителя осуществляется по расчётному току и номинальному напряжению исходя из условия:

(6.4)

Выбираем высоковольтный предохранитель ПКТ 101-10 на номинальное напряжение 10 кВ, номинальный ток 20А и ток плавкой вставки 10 А.

Выключатели нагрузки служат для коммутации электрической цепи, находящейся под нагрузкой, т.е. для коммутации трансформатора. Он выбирается по номинальному напряжению и расчетному току. Выбираем выключатель нагрузки ВНП_з-17 в состав которого входит предохранитель ПК-10 на номинальное напряжение 10 кВ, номинальный ток 30А и ток плавкой вставки 12,5 А.

Шкаф ввода низкого напряжения служит для включения и отключения подстанции с низковольтной стороны, для защиты мастерской от перегрузок и короткого замыкания и для контроля над работой всего цеха. Он комплектуется автоматическими выключателем серии ВА-88, трансформаторами тока марки ТЛК, измерительными приборами.

Автоматический выключатель служит для защиты цеха от перегрузок и токов короткого замыкания. Выбираем автоматический выключатель по условию:

(6.5)

А

А

Выбираем автоматический выключатель ВА88-37 400/315.

По значению тока расцепителя выбираем трансформатор тока марки ТЛК-35 400/5, где ток первичной обмотки 400 А, ток вторичной обмотки 5 А, коэффициент трансформации 80, класс точности 0,5.

ШВН так же комплектуется амперметром серии Э 365-1.1 для измерения силы тока, вольтметром серии Э 365-1.1 для измерения напряжения. И ваттметром марки СС 301 для измерения мощности.

ШВЛ комплектуется автоматическими выключателями, трансформаторами тока и измерительными приборами.

Произведём выбор оборудования для ШВЛ-1.

Выбираем автоматический выключатель для шкафа ШР-4 с расчетным током 69,6 А по условию (6.5):

А

А

Выбираем автоматический выключатель ВА88-32 125/100.

Выбираем трансформатор тока ТЛК-35 100/5.

Выбираем амперметр серии Э 365-1.1.

Выбираем автоматический выключатель для шкафа ШР-5 с расчетным током 20,8 А по условию (2.7.5):

А

А

Выбираем автоматический выключатель ВА88-32 125/32.

Выбираем трансформатор тока ТЛК-35 40/5.

Выбираем амперметр серии Э 365-1.1.

Аналогично выбираем остальное оборудование для ШВЛ и данные заносим в таблицу 6.1.

Комплектная конденсаторная установка комплектуется автоматическим выключателем серии ВА88, трансформатором тока ТЛК-35.

Определяем расчетный ток конденсаторной установки:

(6.6)

где: Q_ку - мощность КУ равная 125 квар

I_р = = 190 А

Выбираем автоматический выключатель по условию (6.5):

I_т.р ? 1,25190 А

I_т.р ? 237,5 А

Выбираем автоматический выключатель ВА88-35 250/250;

Выбираем трансформатор тока ТЛК-35 300/5;

Выбираем амперметр Э 365-1.1.

Таблица 6.1 - Выбор электрооборудования подстанции

Вводно-распре- делительные устройства (ВРУ)	ВРУ входящие в состав КТП	Расчетный ток распределительных устройств	Оборудование ШВЛ и ШВН
			Автоматический выключатель	Трансформатор тока	Амперметр	Счётчик	Вольтметр
1	2	3	4	5	6	7	8
ШВЛ?1	ШР-4	69,6 А			Э 365-1.1	-	-
	ШР-5	20,8 А			Э 365-1.1	-	-
ШВЛ?2	ШР-6	61,6 А			Э 365-1.1	-	-
	ШРА-1	99,1 А			Э 365-1.1	-	-
ШВЛ?3	ШР-1	37,5 А			Э 365-1.1	-	-
	ШР-2	55,6 А			Э 365-1.1	-	-
ШВЛ?4	ШР-3	39,3 А			Э 365-1.1	-	-
	АКУ0,4-125-25УЗ	190 А			Э 365-1.1	-	-
ШВН	ШР-4, ШР-5, ШР-6, ШРА-1, ШР-1, ШР-2, ШР-3				Э 365-1.1	СС 301	Э 365-1.1

7. Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ от токов к.з. и перегрузки

Защита электрических сетей напряжением до 1 кВ от токов перегрузок и токов короткого замыкания осуществляется аппаратами защиты.

Аппаратом защиты называется аппарат, автоматически отключающий защищаемую электрическую цепь при анормальных режимах работы.

Аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать максимальному току короткого замыкания в начале защищаемого участка электрической сети.

Согласно ПУЭ номинальные токи плавких вставок предохранителей и токи уставок электромагнитных расцепителей автоматических выключателей, служащих для защиты отдельных участков сети, во всех случаях следует выбирать по возможности по наименьшим расчётным токам этих участков или по номинальным токам электроприёмников, но таким образом, чтобы аппараты защиты не отключали электроустановки при кратковременных перегрузках (пусковые токи, пики технологических нагрузок, токи при самозапуске и т.п.).

Шинопровод ШРА4 комплектуется автоматическими выключателями серии ВА, а также автоматическими выключателями серии ВА88 и разъединителями. Шкафы серии ШР86 комплектуются предохранителями типа ПН2 (насыпные). Шкафы серии ПР85 комплектуются автоматическими выключателями серии ВА51, ВА55, ВА56, ВА88.

Произведём выбор автоматического выключателя для токарно-винторезного станка (поз. 1), питающегося от шинопровода ШРА-1. Согласно таб. 2.1 данный электроприемник имеет мощность P_ном = 11,5 кВт, cos = 0,5.

Выбор производится в соответствии со следующим условием:

(7.1)

Для этого рассчитаем расчетный ток по формуле:

(7.2)

где: Р_ном- установленная мощность для данного потребителя (таб. 1.1);

cosц - коэффициент мощности установленного потребителя (таб. 2.1);

U_ном - номинальное напряжение распределительной сети (0,38 кВ).

? - коэффициент полезного действия.

Подставим полученные данные в условие 7.1:

А

Выбираем автоматический выключатель серии ВА88-32 .

Произведём проверку выбранного аппарата защиты по условию:

(7.3)

где: - ток отсечки, рассчитываемый по формуле:

(7.4)

где: - коэффициент отсечки автоматического выключателя, для данного выключателя равный 10;

I_{эл.расц.}- ток электромагнитного расцепителя, равный 50 А.

Определим пусковой ток по формуле:



(7.5)

где: К_п - кратность пускового тока по отношению к номинальному (для станка токарно-винторезного (согласно таб. 2.1) К_п = 6,5).

Подставив данные в условие (7.3), получим:

А

А

Условие выполняется, автоматический выключатель выбран верно.

Произведём выбор автоматический выключатель для зубонарезного станка (поз. 6), питающейся от шкафа ШР-3. Согласно таб. 2.1 данный электроприемник имеет мощность P_ном = 9,6 кВт, cos = 0,5.

Для этого рассчитаем расчетный ток по формуле (7.2):

Подставив полученные данные в условие (7.1), получим:

А

Выбираем автоматический выключатель серии ВА88-32 .

Произведём проверку выбранного аппарата защиты по условиям (7.3.?7.5):

Подставив данные в условие (7.3), получим:

А

А

Условие выполняется, автоматический выключатель выбран верно.

Аналогично выбираем автоматические выключатели для остальных электроприёмников и результаты заносим в таблицу 7.1.

При выборе предохранителя необходимо руководствоваться следующими требованиями:

1. Значение тока плавкой вставки не должно быть ниже значения тока номинального, то есть:

(7.6)

2. Плавкая вставка не должна расплавляться за время пуска электродвигателя, когда по ней проходит пусковой ток:

(7.7)

где: ??- коэффициент кратковременной тепловой перегрузки (для лёгкого пуска он равен 2,5, для тяжёлого - 1,5ч2);

Выбираем предохранитель для поперечно-строгального станка (поз. 12), питающегося от шкафа ШР-5. Согласно таб. 2.1 данный электроприемник имеет мощность P_ном = 11,1 кВт, cos = 0,5.

Для этого рассчитаем расчетный ток по формуле (7.2):

Для того чтобы выбрать предохранитель, определяем пусковой ток электроприёмника по формуле (7.5):

Тогда ток плавкой вставки будет равен:

Исходя из этого условия, выбираем предохранитель ПН2-100 .

Аналогично производим выбор предохранителей и для остальных электроприёмников, результаты заносим в таблице 7.1.

Произведём выбор автоматический выключатель для шинопровода ШРА-1. Он имеет расчётный ток99,1 А и пусковой ток813 А.

Подставив данные в условие (7.1), получим:

А

Выбираем автоматический выключатель серии ВА88-32 .

Произведём проверку выбранного аппарата защиты по условиям (7.3?7.4):

Подставив данные в условие (7.3), получим:

А

А

Условие выполняется, автоматический выключатель выбран верно.

Выбор автоматических выключателе для остальных распределительных устройств производим аналогично, результаты заносим в таблицу 7.1.

Для вентилятора (поз. 2) выбираем магнитный пускатель серии ПМЛ и тепловое реле серии РТЛ. Магнитный пускатель выбирается по условию:

(7.8)

где: I_н.тр - номинальный ток теплового реле, А;

I_расч - расчетный ток для вентилятора, равный 14,2 А;

Выбираем тепловое реле РТЛ-1021, с диапазоном регулировки от 13ч19 А. Данное тепловое реле входит в состав магнитного пускателя ПМЛ-2220, где ПМЛ - серия; 2 - величина пускателя по номинальному току; 2 - исполнение пускателя по назначению и наличию теплового реле; 2 - исполнение пускателей по степени защиты и наличию кнопок управления и сигнальной лампы; 0- число и вид контактов вспомогательной цепи.

Для кран-балки (поз.23) выберем ящик управления ЯРП-20.

Все выбранные аппараты заносим в таблицу 7.1.

8. Расчет параметров и выбор распределительной сети

Электрическая энергия к электропотребителям распределяется по сетям, имеющим различные схемы построения. Выбор схем зависит от территориального расположения электропотребителей, величины установленной мощности отдельных электроприёмников и надёжности электроснабжения. По назначению силовые сети делятся на питающие и распределительные.

Питающие сети - это сети, отходящие от источника питания (ТП, ВРУ) к щитам, распределительным шкафам или шинопроводам.

Распределительные сети - это сети, к которым непосредственно подключаются различные электроприёмники цеха. Чаще всего они выполняются по радиальным схемам.

Для электроприёмников инструментального цеха произведем выбор распределительных сетей согласно нижеприведенному примеру.

Производим выбор распределительной сети для токарно-винторезного станка (поз. №1).

Выбор проводов и кабелей производим по условию:

(8.1)

где: I_д.д.- величина длительно допустимого тока, А;

I_р- величина расчётного тока, А;

К_п1 - поправочный коэффициент для проводов и кабелей в зависимости от температуры земли и воздуха (в данном случае К_п1 = 1) ;

К_п2 - поправочный коэффициент для проводов и кабелей в зависимости от количества проходящих рядом проводов и кабелей (в данном случае К_п2 =1).

(8.2)

где: Р_ном - установленная мощность для данного потребителя (таб. 1.1);

cosц - коэффициент мощности установленного потребителя (таб. 2.1);

U_ном - номинальное напряжение распределительной сети (0,38 кВ).

По этому значению выбираем сечение провода марки АПВ в соответствии со значением длительно допустимого тока.

Кроме того, согласно ПУЭ, сечение проводника соответствующее длительно допустимому току нагрева следует сравнивать с током срабатывания аппарата защиты.

Для цеховых сетей, как правило, должны применятся провода и кабели с алюминиевыми жилами, где минимальное сечение жил проводов и кабелей
применяется с учётом их механической прочности.

Для токарно-винторезного станка (поз. №1) величина длительно допустимого тока составит:

А

В соответствии с этим условием выбираем провод марки АПВ 5(1х10) мм².

Производим выбор распределительной сети для зубонарезного станка (поз. №6), по условию (8.1 - 8.2):

А

В соответствии с этим условием выбираем провод марки АПВ 5(1х8) мм².

Производим выбор распределительной сети для поперечно-строгального станка (поз. №12), по условию (8.1 - 8.2):

А

В соответствии с этим условием выбираем провод марки АПВ 5(1х10) мм².

Аналогично производим выбор проводов для остальных электроприёмников и после проверки результаты заносим в таблицу 7.1.

Если провода или кабели прокладываются в полу, то необходимо выбирать трубу, в которой будет вложен проводник. Диаметр данной трубы выбирается в зависимости от сечения проводника и количества жил.

В соответствии с ПУЭ произведём проверку выбранного сечения по выбранному аппарату защиты по условию:

(8.3)

где: К_з - кратность длительно допустимого тока провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата, коэффициент защиты;

I_З -номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата.

Выполним проверку для токарно-винторезного станка (поз. 1), защищенного автоматическим выключателем ВА88-32 :

Так как условие не выполнено, выбираем провод с большим длительно допустимым током марки АПВ 5(1x16) мм² c I_д.д.= 55 А.

Произведём проверку для зубонарезного станка (поз. №6). Он защищен автоматическим выключателем ВА88-32 .

Так как условие не выполнено, выбираем провод с большим длительно допустимым током марки АПВ 5(1x16) мм² c I_д.д.= 55 А.

Произведём проверку для поперечно-строгального станка (поз. №12). Он защищен насыпным предохранителем ПН2-100 .

Так как условие выполнено, окончательно выбираем провод марки АПВ 5(1x8) мм² c I_д.д.= 37 А.

Распределительные провода для остальных электроприемников выбираем

по аналогии и после поверки заносим в таблицу 7.1

Выбор питающего кабеля для распределительных устройств производим по условию (8.1):

Произведем выбор питающего кабеля марки АВВГ для распределительного шинопровода ШРА-1 с :

99,1 А

110 А ? 99,1 А

В соответствии с этим условием выбираем кабель марки АВВГ 5x50 мм² с I_д.д.= 110 А.

Произведём проверку выбранного кабеля по условию 8.3:

Условие выполнено, окончательно выбираем кабель марки АВВГ5х50 мм² c I_д.д.= 110 А.

Выбор питающих кабелей для остальных распределительных устройств производим аналогично.

Полученные данные о проводах и кабелях после проверки заносим в таблицу 7.1.

Таблица 7.1 - Выбор распределительной и питающей сетей, аппаратов защиты

№	Наименование	Тип	Pном, кВт	Pдв, кВт	Iр, А	cos??	?, %	Кп	Пусковой аппарат	Защитный аппарат	Iд.д,А	Марка кабеля	Сечение, мм2	Длина участ., м	Труба
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
РУ-1	ШРА-1	ШРА4-250	65,2		99,1	0,57				ВА88-32 125/125		АВВГ	5x50	17
1	Токарно-винторезный станок		11,5	15	39	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	2	П32
1	Токарно-винторезный станок		11,5	15	39	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	6	П32
2	Вентилятор		7,5	7,5	16,7	0,8	86	7,5	ПМЛ-2220	ВА88-32 125/25	27	АПВ	5(1х5)	2	П20
3	Станок для заточки резцов		3,4	4	12,1	0,5	85	7		ВА88-32 125/16	19	АПВ	5(1х2,5)	2	П15
3	Станок для заточки резцов		3,4	4	12,1	0,5	85	7		ВА88-32 125/16	19	АПВ	5(1х2,5)	2	П15
5	Сверлильный станок		11,5	15	39	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	4	П32
5	Сверлильный станок		11,5	15	39	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	2	П32
5	Сверлильный станок		11,5	15	39	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	2	П32
6	Зубонарезной станок		9,6	11	33,1	0,5	87,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	2	П32
6	Зубонарезной станок		9,6	11	33,1	0,5	87,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	2	П32
7	Фрезерный станок		11,5	15	39	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	2	П32
7	Фрезерный станок		11,5	15	39	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	2	П32
8	Консольно-фрезерный станок		12,6	15	42,7	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/63	70	АПВ	5(1х25)	2	П32
8	Консольно-фрезерный станок		12,6	15	42,7	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/63	70	АПВ	5(1х25)	2	П32
9	Круглошлифовальный станок		10,5	11	36,2	0,5	87,5	7,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	4	П32
9	Круглошлифовальный станок		10,5	11	36,2	0,5	87,5	7,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	2	П32
9	Круглошлифовальный станок		10,5	11	36,2	0,5	87,5	7,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	2	П32
18	Плоскошлифовальный станок		37,5	55	94,2	0,65	93	6,5		ВА88-32 125/125	140	АПВ	5(1х70)	2	П70
20	Вертикально-сверлил. станок		1,1	1,1	4,4	0,5	76,5	5		ВА88-32 125/12,5	19	АПВ	5(1х2,5)	2	П15
РУ-2	ШР-1	ПР85-Ин1- 7-004	24,7		37,5	0,5				ВА88-32 125/50	42	АВВГ	5x10	14
1	Токарно-винторезный станок		11,5	15	39	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	2	П32
5	Сверлильный станок		11,5	15	39	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	7	П32
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
9	Круглошлифовальный станок		10,5	11	36,2	0,5	87,5	7,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	4	П32
10	Поперечно-строгальный станок		8,6	11	29,6	0,5	87,5	7,5		ВА88-32 125/40	55	АПВ	5(1х16)	6	П32
21	Карусельный станок		12,8	15	43,4	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/63	70	АПВ	5(1х25)	2	П32
21	Карусельный станок		12,8	15	43,4	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/63	70	АПВ	5(1х25)	9	П32
РУ-3	ШР-2	ПР85-Ин1- 7-017	36,6		55,6	0,64				ВА88-32 125/80	75	АВВГ	5x25	48
2	Вентилятор		7,5	7,5	16,7	0,8	86	7,5	ПМЛ-2220	ВА88-32 125/25	27	АПВ	5(1х5)	16	П20
12	Поперечно-строгальный станок		11,1	15	37,6	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	9	П32
12	Поперечно-строгальный станок		11,1	15	37,6	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	6	П32
15	Станок для заточки резцов		4,2	5,5	15	0,5	85,5	7		ВА88-32 125/25	27	АПВ	5(1х5)	4	П20
15	Станок для заточки резцов		4,2	5,5	15	0,5	85,5	7		ВА88-32 125/25	27	АПВ	5(1х5)	2	П20
16	Заточной станок		2,2	2,2	8,5	0,5	80	6		ВА88-32 125/12,5	19	АПВ	5(1х2,5)	2	П15
16	Заточной станок		2,2	2,2	8,5	0,5	80	6		ВА88-32 125/12,5	19	АПВ	5(1х2,5)	5	П15
18	Плоскошлифовальный станок		37,5	55	94,2	0,65	93	6,5		ВА88-32 125/125	140	АПВ	5(1х70)	6	П70
РУ-4	ШР-3	ПР85-Ин1- 7-002	25,9		39,3	0,5				ВА88-32 125/63	60	АВВГ	5x16	16
5	Сверлильный станок		11,5	15	39	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	2	П32
6	Зубонарезной станок		9,6	11	33,1	0,5	87,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	6	П32
8	Консольно-фрезерный станок		12,6	15	42,7	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/63	70	АПВ	5(1х25)	2	П32
9	Круглошлифовальный станок		10,5	11	36,2	0,5	87,5	7,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	5	П32
22	Горизонтально-расточ. станок		12,3	15	41,7	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/63	70	АПВ	5(1х25)	4	П32
22	Горизонтально-расточ. станок		12,3	15	41,7	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/63	70	АПВ	5(1х25)	7	П32
23	Кран-балка		4,2	5,5	15	0,5	85,5	7		ВА88-32 125/25	27	АПВ	5(1х5)	9	П20
											28	КГ	5(1х2,5)	5
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
РУ-5	ШР-4	ПР85-Ин1- 7-006	45,8		69,6	0,41				ВА88-32 125/100	90	АВВГ	5x35	12
4	Токарно-винторезный станок		13	15	44,1	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/63	70	АПВ	5(1х25)	2	П32
17	Резьбонарезной станок		2,2	2,2	8,5	0,5	80	6	ПМЛ-2220	ВА88-32 125/12,5	19	АПВ	5(1х2,5)	4	П15
19	Сварочный аппарат		16,6	18,5	63,8	0,4	90			ВА88-32 125/80	85	АПВ	5(1х35)	10	П50
19	Сварочный аппарат		16,6	18,5	63,8	0,4	90			ВА88-32 125/80	85	АПВ	5(1х35)	6	П50
19	Сварочный аппарат		16,6	18,5	63,8	0,4	90			ВА88-32 125/80	85	АПВ	5(1х35)	8	П50
19	Сварочный аппарат		16,6	18,5	63,8	0,4	90			ВА88-32 125/80	85	АПВ	5(1х35)	7	П50
РУ-6	ШР-5	ШР86-Ин1- 10	13,7		20,8	0,63			РБ4, 1Х400		27	АВВГ	5x4	33
12	Поперечно-строгальный станок		11,1	15	37,6	0,5	89,5	6,5		ПН2-100 100/100	37	АПВ	5(1х8)	6	П25
13	Станок для заточки свёрл		1,8	2,2	6,9	0,5	80	6		НПН2-63 63/20	19	АПВ	5(1х2,5)	3	П15
13	Станок для заточки свёрл		1,8	2,2	6,9	0,5	80	6		НПН2-63 63/20	19	АПВ	5(1х2,5)	3	П15
14	Моечная машина		6,8	7,5	17	0,7	86	7,5		НПН2-63 63/45	19	АПВ	5(1х2,5)	6	П15
РУ-7	ШР-6	ПР85-Ин1- 7-018	40,5		61,6	0,55				ВА88-32 125/80	75	АВВГ	5x25	36
4	Токарно-винторезный станок		13	15	44,1	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/63	70	АПВ	5(1х25)	7	П32
4	Токарно-винторезный станок		13	15	44,1	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/63	70	АПВ	5(1х25)	4	П32
11	Вертикально-фрезерный станок		9,2	11	31,7	0,5	87,5	7,5		ВА88-32 125/40	55	АПВ	5(1х16)	8	П32
11	Вертикально-фрезерный станок		9,2	11	31,7	0,5	87,5	7,5		ВА88-32 125/40	55	АПВ	5(1х16)	4	П32
11	Вертикально-фрезерный станок		9,2	11	31,7	0,5	87,5	7,5		ВА88-32 125/40	55	АПВ	5(1х16)	3	П32
12	Поперечно-строгальный станок		11,1	15	37,6	0,5	89,5	6,5		ВА88-32 125/50	55	АПВ	5(1х16)	7	П32
15	Станок для заточки резцов		4,2	5,5	15	0,5	85,5	7		ВА88-32 125/25	27	АПВ	5(1х5)	2	П20
17	Резьбонарезной станок		2,2	2,2	8,5	0,5	80	6		ВА88-32 125/12,5	19	АПВ	5(1х2,5)	10	П15
17	Резьбонарезной станок		2,2	2,2	8,5	0,5	80	6		ВА88-32 125/12,5	19	АПВ	5(1х2,5)	8	П15
18	Плоскошлифовальный станок		37,5	55	94,2	0,65	93	6,5		ВА88-32 125/125	140	АПВ	5(1х70)	5	П70

9. Расчет заземляющего устройства подстанции

Защитное заземление - преднамеренное электрическое соединение металлических не токоведущих частей электрооборудования с землёй, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус. Задача защитного заземления заключается в том, чтобы устранить опасность поражения током в случае прикосновения человека к корпусу, оказавшемуся под напряжением. Это достигается путём отвода через заземлитель тока и выравнивания потенциалов корпуса электрооборудования и земли возле заземлителя.

Заземление состоит из заземлителя (электрода) и заземляющего проводника.

В качестве заземлителя применяют стальные трубы, угловую сталь, стальные стержни. В качестве заземляющего проводника применяют полосовую сталь, либо стальную проволоку.

Заземляющий проводник служит для присоединения частей электрической проводки с заземлителем.

Для КТП нашего цеха предполагается установка защитного заземления. При этом заземлитель выносится на расстояние одного метра от внешней стороны стены помещения, в котором располагается КТП. В данном случае в качестве заземлителя применяют стальные стержни диаметром 12 мм и длиной 5 м. Электроды углубляются в землю методом ввёртывания.

Верхние концы электродов располагают на глубине 0,75 м от поверхности земли. К ним привариваются горизонтальные электроды из полосовой стали 40x4 мм.

Производим расчёт заземления с помощью ЭВМ.

При расчёте защитного заземления была применена следующая методика.

1. Определяем сопротивление одного вертикального заземлителя:



(9.1)

где: 0,27 - применяется как коэффициент для упрощённого расчёта пруткового электрода диаметром 12 мм и длиной 5 м;

с_расч - расчётное удельное сопротивление грунта и равен:

(9.2)

где: k_сез - коэффициент сезонности (принимаем 1,3);

с - удельное сопротивление грунта (табличная величина).

Тогда сопротивление одного вертикального заземлителя составит:

2. Определяем число вертикальных заземлителей:

(9.3)

где: R_в - сопротивление земли (принимаем равным 4 Ом);

з_в - коэффициент использования вертикальных заземлителей и зависит от расстояния между ними (з_в = 0,73). Тогда число вертикальных заземлителей составит:

3. Определяем число горизонтальных заземлителей:

(9.4)

где: - длина полосы, равна 32м;

t - глубина заложения, м;

b - ширина полосы, м.

4.

Определяем сопротивление грунта:

= (9.5)

где: з_г - коэффициент использования полосы, равен 0,53.

5. Определяем необходимое сопротивление вертикальных заземлителей:

(9.6)

Ом

(9.7)

6. Определяем уточненное количество стержней:

Тогда получаем, что уточненное количество заземлителей составляет 4.

Схема заземления подстанции цеха приведена на рисунке 9.1.

Расчёты с помощью ЭВМ приведены в таблице 9.1.



Рисунок 9.1 - Схема заземления подстанции цеха

Таблица 9.1 Расчёт заземляющего устройства для подстанции

Ксез = 1,3	расч = 71,5
rB = 19,31
= 0,73	R3 = 4
nB = 6,61 ,1
Ксез = 1,8	расч = 99
l = 32	b = 0,04	t = 0,8
rГ = 5,44
= 0,53
RГ = 10,26
RВ = 6,56
= 4,03

Марка., Поз.	Обозначение	Наименование	Кол.	Масса ед, кг	Примеча-ние
Т	ТМЗ-160-10/0,4	Трансформатор масляный силовой	1
КУ	УК4-0,38-100-УЗ	Компенсирующее устройство	1		100 квар
	ПМЛ-2220 с РТЛ-1021	Магнитный пускатель	2		Iном =25 А
ШР-1	ПР85-ИН1-7-004	Шкаф распределительный	1		Iрасч=37,5А
ШР-2	ПР85-ИН1-7-017	Шкаф распределительный	1		Iрасч=55,6А
ШР-3	ПР85-ИН1-7-002	Шкаф распределительный	1		Iрасч=39,3А
ШР-4	ПР85-ИН1-7-006	Шкаф распределительный	1		Iрасч=69,6А
ШР-5	ШР-86-ИН1-10	Шкаф распределительный	1		Iрасч=20,8А
ШР-6	ПР85-ИН1-7-018	Шкаф распределительный	1		Iрасч=61,6А
		Кабельные изделия
	ААШВу	Кабель силовой с алюминиевыми
		жилами; cечение, мм2:
		3x16	100		м
	АВВГ	Кабель силовой в
		поливинилхлоридной
		изоляции с алюминиевыми
		жилами; cечение,мм2:
		5x4	33		м
		5x10	14		м
		5x16	16		м
		5х25	84		м
		5x35	12		м
		5x50	17		м
	КГ	Кабель гибкий с медными жилами,
		сечение, мм2;
		4(1х2,5)	5		м
Марка., Поз.	Обозначение	Наименование	Кол.	Масса ед, кг	Примеча-ние
	АПВ	Провод с алюминиевыми жилами,
		в поливинилхлоридной изоляции;
		сечение, мм2;
		5(1х2,5)	52		м
		5(1x5)	35		м
		5(1x16)	107		м
		5(1x25)	41		м
		5(1x35)	31		м
		5(1x70)	13		м
		Шинопрводы
ШРА-1	ШРА4-250-32-1	Шинопровод распределительный	1		Iном =250 А
	У2030МУЗ	Секция вводная	1
	У2018МУЗ	Секция прямая 3м на 2 отв.	10
	У2022МУЗ	Секция прямая 3м на 4 отв.	1
	У2028МУЗ	Заглушка торцевая	2
		Материалы
	П	Труба винипластовая;
		условный проход, мм:
		15	43		м
		20	31		м
		32	120		м
		50	29		м
		70	11		м
	ВА88	Автоматический выключатель:
		ВА88-32 125/12,5	5
		ВА88-32 125/25	6
		ВА88-32 125/40	4
		ВА88-32 125/50	21
		ВА88-32 125/63	10
		ВА88-32 125/80	4
		ВА88-32 125/125	3

Размещено на Allbest.ru