Электрооборудование вентилятора

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

ФГОУ СПО “Мончегорский политехнический колледж”

Курсовой проект

на тему: «Электрооборудование вентилятора»

г. Мончегорск 2012г.

Содержание

Введение

1. Расчет мощности, выбор и проверка двигателя

2. Расчет и выбор электрооборудования

2.1 Расчет токов короткого замыкания

2.2 Выбор высоковольтного оборудования

3. Выбор и проверка питающих проводников

4. Выбор тиристорного возбудителя

5. Расчет и выбор защиты электродвигателя

6. Техника безопасности при эксплуатации электропривода

7. Техническая эксплуатация электродвигателя

8. Расчет электрического освещения

8.1 Светотехнический расчет

8.2 Электротехнический расчет

Заключение

Список использованных источников

Введение

Вентилятором называется устройство, предназначенное для создания избыточного давления воздуха или другого газа при организации воздухообмена, транспортировании аэросмесей по трубопроводам и пр.

Наибольшее применение находят осевые и центробежные вентиляторы.

Осевым вентилятором называется вентилятор, в котором воздух (или газ) перемещается вдоль оси рабочего колеса, приводимого в движение электродвигателем.

В центробежных вентиляторах перемещение воздуха происходит под воздействием центробежных сил, которые возникают при вращении рабочего колеса. Преобразование кинетической энергии воздуха в потенциальную, то есть повышение давления воздуха при уменьшении скорости, обеспечивается расширяющейся частью корпуса - диффузором.

Вентиляторы соединяются с электродвигателем непосредственно (жесткое соединение, эластичная муфта) или через передачу (клиноременная, механическая регулируемая).

Центробежный вентилятор состоит из спирального кожуха и рабочего колеса с лопатками. При вращении рабочего колеса воздух попадает в каналы между его лопатками и вытесняется ими к периферии колеса. Под действием центробежных сил воздух отбрасывается в спиральный кожух и далее направляется в нагнетательное отверстие.

Изготавливаются вентиляторы одностороннего и двухстороннего всасывания, правого и левого вращения.

1. Расчёт мощности, выбор и проверка двигателя

где P_р -- расчетная мощность двигателя, кВт

k_з -- коэффициент запаса, равный 1,1

Q -- производительность, м³/сек

Н -- полный напор,

з_H -- КПД насоса,

з_П -- КПД передач

Выбирается двигатель типа СДН-2 16-36-6 напряжением 6 кВ, со следующими техническими данными:

Р = 1000 кВт; n = 1000 об/мин; з =95,5%; I_п/I_ном = 5,7; cosц = 0,9; М_max/М_ном = 1,8; М_п/М_ном= 0,85; М_S/М_ном= 1,5

Производится проверка двигателя. Для этого нужны следующие данные:

Мощность трансформатора питающей подстанции = 10000 кВА, трансформатор ТДНС-- 10000/35; U_кз = 10,5%

Определяеся падение напряжения при пуске для выбора способа пуска:

где ДU -- падение напряжения, %,

К_п -- кратность пускового тока,

S_дв -- полная мощность двигателя, кВА,

УS_ост -- мощность остальных электроприемников, кВА,

S_кз.тр -- мощность короткого замыкания трансформатора, кВА.



Мощность приемников, подключенных к трансформатору:

0,7S_н.тр = 0,7 * 10000 = 7000 кВА

Мощность остальных электроприемников:

УS_ост= 0,7S_н.тр - S_дв = 7000 - 1163,5 = 5836,5 кВА

Момент двигателя при сниженном напряжении:

где М_п' -- пусковой момент двигателя при сниженном напряжении, Н·м

М_п -- пусковой момент двигателя, Н·м

U_н -- номинальное напряжение, %

U' -- напряжение при пуске в %, равное Uн% -ДU%

где щ_Н - угловая скорость, рад/с

где n - частота вращения, об/мин

где К_м - кратность пускового момента

М_н - номинальный момент двигателя, Н·м

Статический момент двигателя:

Проверка двигателя по условиям пуска

Вывод

При30% пуск при нагрузке допустим только для механизмов с вентиляторным моментом, что найдет дальнейшее отражение при проработке схемы управления.

электродвигатель трансформатор релейный

2. Расчет и выбор электрооборудования

2.1 Расчет токов короткого замыкания

Рис. 1

S_Н.ТР = 10000 кВА

U_КЗ = 10,5 %

U_Н = 6,3 кВ

Задаемся базисными величинами

S_б = 100 МВА

U_б = 6,3 кВ

где S_б - базисная мощность, МВА,

U_б - базисное напряжение, кВ,

I_б - базисный ток, кА

До точки к1

Индуктивное сопротивление внешней сети определяется по формуле:

где x_*C - относительное сопротивление системы,

S_кз - мощность отключения короткого замыкания трансформатора, определяется мощность отключения выключателя на ГПП, МВА

Сопротивление трансформатора определяется по формуле:

где x _*тр - относительное сопротивление трансформатора,

U_кз - напряжение короткого замыкания трансформатора, %,

S_нт - номинальная мощность трансформатора на ГПП, МВА

Сопротивление в точке к1определяется по формуле:

где x_*К1 - индуктивное сопротивление до точки к1,

Ток к.з. в точке к 1 определяется по формуле:

(1)

где I_к1 - ток короткого замыкания в точке к1,кА

(2)

где - ударный ток короткого замыкания,

k_у - ударный коэффициент равный 1,8.

(3)

где I_уд1 - действующее значение ударного тока.

(4)

гдеS_к1 - мощность короткого замыкания, МВА

Определить F_min - минимально допустимое сечение кабеля по термической устойчивости

где С - коэффициент, зависящий от допустимой температуры, от к.з. и от материала проводника

t_пр - приведенное время к.з., с

t_пр =t_откл + t_сз + Т_а

где t_откл - собственное время отключения выключателя, с,

t_сз - время срабатывания защиты, с,

Т_а - время затухания апериодической составляющей, с

t_откл = 0,055 с

t_сз = 0,22 с

Т_а = 0,05 с

t_пр = 0,055 + 0,22 + 0,05 = 0,325 с

Определить расчетный ток двигателя

Выбираем кабель АВвВГ (3х95) I_д = 165 А

По справочнику определяются и - удельные индуктивное и активное сопротивление кабеля

= 0,078 Ом/м

= 0,329 Ом/м

Сопротивление кабельной линии

где и - индуктивное и активное сопротивление кабельной линии

До точки к2



где - результирующее сопротивление в точке к2

По формуле (1)

По формуле (2)

По формуле (3)

По формуле (4)

2.2 Выбор высоковольтного оборудования

Выбирается высоковольтный выключатель по условию:

U_устU_ном 6,3 ? 10 кВ,

I_p < I_н 111,95 < 630 А,

I_кз < I_{ном.откл} 4,36 < 12,5 кА,

i_уд ? i_{ном.откл} 11,1 ? 32 кА

468,75 > 6,18 кА²· с

Выбирается выключатель ВВ/TEL-10-12,5/630 У2

Выбирается трансформатор тока по условию

U_тт ? U_н 10 > 6,3 кВ

I_тт ? I_р 150 > 111,95А

где I_тт - номинальный первичный ток, А

250 52,36

где - кратность динамической устойчивости

60 9,57

где - односекундная термическая устойчивость

Выбор по нагрузке вторичной обмотки

Таблица 1 - расчет нагрузки вторичной обмотки

Наименование прибора	Тип прибора	Нагрузка, ВА
		Фаза А	Фаза С
Амперметр	Э762	3
Ваттметр	D772	5	5
Счетчик	СА3У	0,525	0,525
Итого		8,525	5,525

где r_приб - сопротивление приборов, Ом,

S_приб - мощность приборов в фазе А,ВА,

I_н - вторичный ток трансформатора тока, А



где - сопротивление проводов Ом,

- удельная проводимость 1/Ом·м,

- сечение мм²,

= = + +

где - общее сопротивление Ом,

- сопротивление контактов равное 0,1 Ом

= 0,341 + 0,075 + 0,1 = 0,516 Ом

?

где - номинальная нагрузка вторичной обмотки Ом

0,8 > 0,516

Выбирается трансформатор ТПЛ-10У3-150/5

Выбирается трансформатор напряжения

Таблица 2 - Выбор трансформатора напряжения

Условия выбора	Каталог	Расчет
Uн? Uр	6	6
Sн2 ? S2р	150	47,7

Трансформатор напряжения НТМИ-6-66 S_2н = 150 ВА

P_сч = S_кат1 · 2 · n · cosц, Вт

где S_кат1 - мощность одной катушки, Вт,

n - количество приборов шт.,

P_н - активная мощность прибора, Вт

P_сч = 1,75 · 2 · 5 · 0,38 = 6,65 Вт

Q_н = Р_н · tgц, ВАр

где Q_н - реактивная мощность прибора ВАр

Q_н = 6,65 · 2,43 = 16,16Вар

Таблица 3 Результаты расчета нагрузки трансформатора

Наименование прибора	Тип прибора	Мощность потребляемая 1 катушкой	cosц	n, шт.	Потребляемая мощность
					Р, Вт	Q, ВАр
Вольтметр	Э377	9	1	1	9	-
Счетчик	СА3У	1,75	0,38	5	6,65	16,16
Реле	РН-53	5	1	5	25	-
Итого					40,6	16,16

3. Выбор и проверка питающих проводников

Определить F_min - минимально допустимое сечение кабеля по термической устойчивости

где С - коэффициент, зависящий от допустимой температуры, от к.з. и от материала проводника

t_пр - приведенное время к.з., с

t_пр = t_откл + t_сз + Т_а

где t_откл - собственное время отключения выключателя, с,

t_сз - время срабатывания защиты, с,

Т_а - время затухания апериодической составляющей, с

t_откл = 0,055 с

t_сз = 0,22 с

Т_а = 0,05 с

t_пр = 0,055 + 0,22 + 0,05 = 0,325 с

Определить расчетный ток двигателя

Выбираем кабель АВвВГ (3х95) I_д = 165 А.

4. Выбор тиристорного возбудителя

Выбирается возбудитель типа ТЕ-320/48Т со следующими параметрами:

- номинальный ток 320 ± 19 А

- номинальное выпрямленное напряжение 48 В

- номинальная мощность 15,4 кВт

- максимально выпрямленное напряжение при U_н сети 80 В

- схема выпрямления: трехфазная с нулевым выводом

- КПД при номинальной нагрузке 0,91

- коэффициент мощности 0,43

- величина пускового сопротивления 0,8 Ом

- трансформатор ТС38 100/0,5

- типовая мощность 61,2 кВА

- расчетная мощность 51кВА

- первичное напряжение 380±19 В

- вторичное напряжение 150 В

- группа соединения Y/Y с нулем

- напряжение к.з. 4ч6 %

- ток холостого хода 3,1 А

- потери холостого хода 0,3 Вт

- потери короткого замыкания 1,13 Вт

- масса 300 кг

Выбирается автомат и кабель к ТВУ

Выбирается автомат ВА 88-32 I_н.расц. = 80 А

Проверка токовой отсечки автомата

I_отс ? 1,25 · I_пик

I_пик = 2,5 · I_р, А

I_пик = 2,5 · 77,5 = 193,75 А

500 > 242,19

Выбирается кабель ВВГ (3Ч10) I_д = 90 А

Проверка кабеля по условиям

I_д > I_н.расц., А

90 > 80

5. Расчет и выбор защиты электродвигателя

Максимально-токовая защита

где - ток срабатывания реле, А

-коэффициент надёжности, равный 1,2,

- кратность пускового тока,

- номинальный ток двигателя, А,

- коэффициент схемы,

- коэффициент возврата, равный 0,85,

- коэффициент трансформации трансформатора тока.

Выбирается реле РТ 40/50

где - коэффициент чувствительности

Защита от перегрузки

Выбирается реле РТ 40/6

Защита от асинхронного хода

Выбирается реле РТ 40/6

Защита минимального напряжения

Где - номинальное напряжение сети, В,

- коэффициент трансформации трансформатора напряжения.

Выбирается реле РН-53/100

Форсировка возбуждения

Форсировка возбуждения предотвращает выход из синхронизма при снижении напряжения

Выбирается реле РН-53/100

6. Техника безопасности при эксплуатации электропривода

Работы, связанные с обслуживанием электрических устройств, считаются работами повышенной опасности, поэтому к ремонту и эксплуатации электроустановок допускаются только те работники, которые прошли специальное обучение, проверку знаний правил эксплуатации электроустановок потребителей и правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей и имеющие на руках удостоверение на право обслуживания электроустановок.

Лица, допущенные к работе по обслуживанию электротехнических установок, а также персонал, работающий с электроинструментом и водители машин и электрокранов, должны пройти обучение по электробезопасности, правилам оказания первой помощи пострадавшему от действия электрического тока и иметь соответствующую квалификационную группу по электробезопасности.

При работе, связанной с прикосновением к вращающимся частям электродвигателя или к частям приводимого им в движение механизма, отключение и принятие мер, препятствующих подаче напряжения на место работы, должно выполнятся электротехническим персоналом по заявке в установленном порядке. Порядок оформления заявок на отключение электрооборудование определяет лицо, ответственное за электрохозяйство цеха.

При обнаружении электрических проводов с нарушенной изоляцией или оборванных, немедленно сообщите мастеру или дежурному персоналу электрослужбы.

К оборвавшемуся и лежащему на полу или земле электрическому проводу подходить запрещается: в помещении ближе 4 м, вне помещений 8 м. Место обрыва необходимо оградить и вывесить на ограждении предупредительный плакат «Стой напряжение».для переносного напряжения применяются светильники:

- в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных -- напряжением не выше 42 В;

- в особо неблагоприятных условиях (в металлических ёмкостях и аппаратах, в котлованах, траншеях) -- напряжением не выше 12 В.

Переносные лампы должны быть исправными:

- провод -- в резиновом неповрежденном шланге;

- лампа должна иметь предохранительную сетку.

Должны быть приняты меры для предотвращения включения токоприёмников напряжением 12 и 36 В сеть 127 и 220 В. штепсельные розетки напряжением 12 и 36 В должны конструктивно отличатся от розеток более высокого напряжения. При наличии в производственных помещениях розеток одного конструктивного исполнения для различных напряжений они должны окрашиваться в разные цвета и иметь чётко различимые надписи с указанием величины напряжения.

Вся пусковая аппаратура оборудования, имеющего электропривод, должна иметь хорошо различимые надписи о своём назначении и положении («вкл.» и «откл.» или «пуск» и «стоп»).

Перед сверлением или пробиванием отверстий и борозд в стенах и перекрытиях необходимо удостоверится, что в этом месте не проходит скрытая электропроводка.

При производстве любых работ, в ходе которых имеется возможность повреждения изоляции электрических проводов, необходимо обеспечить предварительное отключение этих проводов и принять меры против ошибочной подачи напряжения.

Запрещается:

- прикасаться к электропроводкам, клеммам и другим токоведущим частям;

- снимать или перевешивать предупредительные и запрещающие плакаты;

- открывать крышки пускателей и щитков, открывать двери электрических щитов, сборок, распределительных устройств, снимать ограждения с токоведущих частей электрооборудования;

- заходить в помещение электроустройств и производить там какие либо работы без специального на то разрешения и наблюдающего лица из оперативного персонала электрослужбы;

- подвешивать ан электрические провода и кабели, а также класть на них и прислонять к ним различные предметы;

- пользоваться неисправными рубильниками, пусковыми кнопками, выключателями, штепсельными розетками, переносными лампами, переносным электроинструментом.

- включать в работу электрооборудование, на пусковой аппаратуре которого вывешены запрещающие плакаты--«Не включать - работают люди» или «Не включать - работа на линии»;

- тушить водой горящее электрооборудование, электрические провода, кабели, находящиеся под напряжением;

- касаться электросварочных проводов и переносить их во время работы электросварщика

- производить замену перегоревших лампочек, предохранителей, эту работу должны производить работники электрослужбы;

- пользоваться защитными средствами, срок испытаний которых истёк.

При работе, не связанной с прикосновением к токоведущим частям эл. двигателя или к вращающимся частям электродвигателя и приводимого им в движение механизма, необходимо остановить электродвигатель и на его пусковом устройстве или ключе управления повесить плакат «Не включать. Работают люди»

При работе на электродвигателе заземление накладывается на кабеле (с отсоединением или без его от электродвигателя) или на его присоединение в РУ.

Обслуживать щёточный аппарат на работающем электродвигателе допускается единолично лицу из оперативного персонала или выделенному для этой цели обученному лицу с группой по электробезопасности не ниже III. При этом необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:

- пользоваться диэлектрическим калошами или резиновыми перчатками;

- не касаться руками одновременно токоведущих частей двух полюсов или токоведущих и заземляющих частей.

7. Техническая эксплуатация электродвигателя

Таблица 4 - Техническая эксплуатация электрооборудования

Возможные неисправности	Причины	Способы устранения
Перегрев активной стали при нормальной нагрузке.	Машина работает с повышенным напряжением, повышены потери в стали.	Снизить напряжение до номинального значения.
Равномерный перегрев обмоток статора.	Машина перегружена или недогружена.	Проверить нагрузку и вентиляцию.
Напряжение на зажимах двигателя ниже номинального.	Установить номинальное напряжение.
Обмотки возбуждения нагревается выше нормы.	Машина работает с повышенным напряжением, межвитковое замыкание обмотки возбуждения.	Установить номинальное напряжение. Проверить и устранить дефект.
Напряжение между фазами генератора не равномерное.	Одина или несколько катушек обмоток статора соединены неправильно.	Проверить правильность соединения и неправильные соединения удалить.
Напряжение генератора колеблется.	При постоянной частоте вращения плохой контакт в цепи возбуждения.	Проверить и устранить дефект.
Намагничивание вала.	Нарушена симметрия магнитного поля вследствие межвиткового замыкание обмотки возбуждения.	Проверить сопротивление обмоток и устранить дефект размагничивания вал.
Двигатель не разгоняется до номинальной частоты вращения.	Напряжение при пуске слишком мало.	Проверить напряжение.
Нагрузка на двигателе при пуске слишком велика.	Снизить нагрузку.
Межвитковое замыкание некоторых катушек обмотки возбуждения.	Проверить сопротивление обмоток, при наличии замыкания устранить.
При пуске двигателя в роторе появляется искрения.	Плохой контакт в пусковой обмотке соединительных колец со стержнями.	Проверить все контакты пусковой обмотки, при необходимости пропаять соединения стержней с кольцами.

8. Расчет электрического освещения

8.1 Светотехнический расчет

Размеры помещения:

длина -- a = 25 м.,

ширина -- b = 20м.,

высота -- H = 7 м,

расстояние от подстанции до щитка 40 м.

Выбирается тип светильников в зависимости от условий окружающей среды и характера помещения:

- РСП 07 250/Л 00 - 01,

- ДРЛ - 250, Р_н = 250 Вт,

- световой поток лампы -- Ф_л= 11000 лм.,

- нормируемая освещенность -- Е_н = 150 лк.,

- коэффициент запаса -- К_зап = 1,3.

Находится индекс помещения по формуле:

где - индекс помещения,

- высота подвеса светильника над рабочей поверхностью м

где = 0,7 м - высота свеса;

= 0 м - высота рабочей поверхности (пол).

Коэффициент использования светового потока (з = 70%) выбирается в зависимости от индекса помещения, типа светильника и отражающих поверхностей потолка (с_п = 50%), стен (с_с = 30%), рабочей поверхности (с_р = 10%)

Находится количество ламп по формуле:

где - количество ламп, шт.,

- поправочный коэффициент, равный 1,2 ,

- площадь помещения, м²

8.2 Электротехнический расчет

Светильники размещаются в 4 ряда по 4 светильников в каждом

Рис. 2

Расстояние между светильниками

Расстояние от края светильника до стен:

Количество светильников в ряду:

Количество рядов:

Общее количество светильников:

Расстояние между светильниками в одном ряду:

Расстояние между рядами:



Рис. 3 Расчетная схема электросетей

Расстояние от осветительного щитка ЩО до первой лампы ряда с учетом высоты места установки щитка. Щиток установлен на высоте 1,7 метра над уровнем пола.

где - высота от пола до ЩО, м,

- высота от ЩО до потолка, м.

где - длина кабеля от ЩО до первой лампы ряда, в первом, втором и третьем рядах м,

- длина кабеля от ЩО до потолка равна , м,

- длина кабеля проложенного по потолку до ряда, м

где - длина кабеля от первой до последней лампы ряда, м

Расчет моментов нагрузок линий

где - момент нагрузки линии, кВт•м,

- сумма мощностей ламп в ряду, Вт

Расстояние до подстанции = 40м

Рассчитывается сечение кабеля по минимуму расхода

где = 72 - коэффициент для проводов (медь)

= 4,1% - дополнительные потери напряжения в сетях

- момент нагрузки линии АВ

= 1,85 - коэффициент применения моментов

Выбирается кабель ВВГ (4 Ч 1,5) I_д = 17 А

Находятся потери напряжения на участке АВ



Находится сечение на групповых линиях

Выбирается кабель ВВГ (4 Ч 1,5) I_д = 17А

Рассчитывается расчетный ток групповой линии

Выбирается автомат по условию

I_расц= 1,1 Ч I_P = 1,1 Ч 8,68 = 9,55 А

DPX-E 125 I_н.расц = 16 A

Заключение

Рассчитан курсовой проект по электрооборудованию на тему "Электрооборудование вентилятора". В данном курсовом проекте выбраны и проверены синхронный двигатель номинальной мощностью 1000 кВт на напряжение 6 кВ для привода насоса, выбран тиристорный возбудитель ТЕ - 320/48Т, выбран и проверен кабель АВвВГ (3Ч95) по экономической плотности тока и по термической устойчивости к токам К.З., выбран высоковольтный выключатель BB/TEL10-12,5/630 У2, трансформатор тока типа ТПЛ-10У3-150/5, трансформатор напряжения типа НТМИ 6 - 66УЗТЗ. Так же произведен расчет релейной защиты электродвигателя в ходе которого выбрано реле тока типа РТ40 и реле напряжения типа РН53/100. Рассчитано освещение и получено к установке 16 светильников РСП 07 250/Л 00 - 01 с лампами типа ДРЛ - 250.

Список использованных источников

1. Справочник по электрическим машинам под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова, т. 1, М., Энергоатомиздат, 1988

2. Куликов А.А., Беленький А.А., Электрооборудование предприятий цветной металлургии, М., Металлургия, 1972

3. Правила устройства электроустановок, Новосибирск, Сибирское университетское издательство, 2005

4. Межотраслевые Правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок, С.Пб., ДЕАН, 2004

5. Справочная книга для проектирования электрического освещения под ред. Кнорринга Г.М., Л., Энергия, 1976

Размещено на Allbest.ru