Електропостачання механічної дільниці

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Дніпропетровський коледж ракетно-космічного машинобудування

Дніпропетровського національного університету імені Олеся Гончара

Предметна комісія: «Електротехнічних і спеціальних дисциплін 5.05070104»

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до курсового проекту з дисципліни

“Електропостачання промислових підприємств та цивільних споруд”

студента ІІ курсу групи ЕП-11у-1 денного відділення

спеціальності: 5.05070104 “Монтаж і експлуатація

електроустаткування підприємств і цивільних споруд”

Розробив Гоцало В. Ю.

Керівник проекту Бондаренко Л.І.



Дніпропетровський коледж ракетно-космічного машинобудування

Дніпропетровського національного університету ім. Олеся Гончара

Циклова комісія «Електротехнічних та спеціальних дисциплін 5.05070104»

ЗАТВЕРДЖУЮ

Заступник директора з НМР

______________ Мирошник В.Г.

«31» серпня 2012 року

З А В Д А Н Н Я

на виконання курсового проекту

з дисципліни «Електропостачання промислових підприємств

та цивільних споруд

Студенту Гоцало В.Ю.

Відділення механічне

фах 5.05070104

Курс ІІ № групи ЕП-11у-1

Тема проекту «ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ МЕХАНІЧНОЇ ДІЛЬНИЦІ»

Розглянуто і ухвалено на засіданні циклової комісії, протокол № 1 від 30 серпня 2012 року

Термін здачі студентом закінченого проекту «25» грудня 2012 року

Варіант № 5



Таблиця 1 - вихідні дані

№	Назва електроприймача	шт	Рном, кВт	n,об/хв
1	Одностояковий карусельний токарний верстат 1512	3	38.8	1460
2	Універсальний координато-фрезерний верстат 6Р82	3	25.7	1460
3	Плоскомліфудний верстат 3Е711В	3	6.15	1500
4	Багато постовий зварювальний трансформатор	1	SП = 57.3 ВА	-
5	Електричний кран - ПВ = 40%	1	32.2	750
6	Вентилятор	5	9.5	960
7	Електрична пичка	5	21	-

Розмір дільниці (50x18)м² висота 3.5м

Зміст курсового проекту (перелік питань, що підлягають розробці)

Вступ

1. Характеристики споживачів електроенергії і визначення категорій електропостачання

2. Аналіз електричних навантажень підприємства

3. Вибір роду струму і напруги

4. Вибір структури і конструктивного виконання внутрішньої цехової мережі

5. Розрахунок електричних навантажень

6. Вибір кількості світильників і розрахунок навантаження загального електричного освітлення дільниці

7. Розрахунок реактивної потужності і вибір компенсуючого пристрою

8. Вибір кількості і потужності трансформаторів

9. Розрахунок перетину і вибір марки дротів, кабелів і шино проводів мереж живлення

10. Розрахунок струмів короткого замикання

11. Вибір електричних апаратів і узгодження вибраного перетину дротів, кабелів і шинопроводів з вибраними апаратами захисту

12. Електробезпека та заземлення

13. Розрахунок заземлення цехової трансформаторної підстанції

Висновок

Перелік використаної літератури.

Графічна частина (формат А1 листів 2):

- лист 1 (формату А1) - однолінійна схема електропостачання електроспоживачів на механічній дільниці.

- лист 2 (формату А1) - план -схема розташування електроспоживачів на механічній дільниці.

Дата видачі завдання «05» вересня 2012 року

Голова циклової комісії _________________________ Бондаренко Л.І.

Керівник курсового проекту ______________________Бондаренко Л.І.

Завдання одержав «05» вересня2012 року

Підпис студента_______________

1. Пояснювальна записка

КП12.0104.ЕП-11У-1.у104.0500

2. Графічна частина

Лист 1 формат А1- однолінійна схема електропостачання

електроспоживачів на механічній дільниці.

КП12.0104. ЕП-11У-1. у104.0503

Лист 2 формат А1 - План-схема розташування електроприймачів

механічної дільниці цеху

КП12.0104. ЕП-11У-1. у104.0504



Графік

виконання курсового проекту

Назва розділів проекту	Об'єм роботи в %	Термін виконання	% виконання на 29.09.12р.	% виконання на 20.10.12 р.	% виконання на 10.11.12 р.	% виконання на 26.12.12 р.
Вступ.	5		20
Пункти 1,2,3	15
Пункт 4	20			40
Пункти 5,6,7	10
Пункт 8	20				60
Пункти 9, 10	20
Пункти 11, 12	10					100

27 і 28 грудня відкритий захист курсового проекту в аудиторії 305 об 14³⁰ голова комісії

Переходник М.Г., члени комісії Бондаренко Л.І. і Соловйов Д.С.

Студент Гоцало В.Ю.

Керівник проекту Бондаренко Л.І.



Вступ

Електропостачання - важлива складова частина електроенергетики. Сучасна електроенергетика є сукупність електричних станцій і підстанцій, ліній електропередачі та споживачів, які об'єднані одночасно процесами виробництва, передачі, розподілу та споживання електричної енергії. Спільне функціонування суб'єктів повинно бути не тільки технічно можливим, а і високоефективним з економічного погляду. Для ефективного керування суб'єкти енергетики об'єднані в енергетичні системи та компанії. Зв'язуючою ланкою між джерелами енергії і споживачами є електричні мережі.

Електрична енергія - найбільш уживаний вид енергії у діяльності людини. Це зумовлено відносною простотою її отримання, передачі, розподілу і можливістю перетворення у різні види енергії: механічну, електричну, теплову, світлову та інші із високим коефіцієнтом корисної дії. Крім цього, електроенергія проявляється у вигляді потоку, який роздробити на частки значно легше ніж інші енергетичні потоки (вугілля, газу, нафти). Тому електрична енергія - це енергія, яка найбільш придатна для передачі і споживання. Водночас мати електричну енергію у промислових обсягах можливо тільки від генераторів електростанцій.

У теперішній час досягти значних величин ККД генераторів можливо на обладнанні великих габаритних і вагових розмірів. Екологічні проблеми та місце знаходження первинних енергоресурсів зумовило те, що електростанції розташовані на значній відстані від електричних споживачів. Це привело до потреби передавати значну кількість електричної енергії від джерел живлення до місць споживання. Нині накопичувати енергію поки не можливо. Частково це має місце в конденсаторах, але у дуже малих обсягах. Накопичувачі, що побудовані на явищі надпровідності, ще не мають промислового застосування. Ця обставина зумовлює практично одночасне виробництво і споживання електричної енергії. А це можливо у тому разі, якщо джерело енергії і споживачі будуть з'єднанні електрично між собою. Такі з'єднання виконують електричні мережі.

Вирішення технічних, економічних та екологічних проблем електроенергетики зумовлює необхідність об'єднання між собою електростанцій як джерел енергії та споживачів. Таке об'єднання зменшує вартість енергії підвищує її якість, робить більш надійним електропостачання. Тому зараз практично всі вагомі джерела енергії об'єднані в електрогенеруючі компанії, передавальні мережі - у транспортувальні компанії, а розподільчі мережі та споживачі - у енергетичні компанії обленерго. Експорт та імпорт електроенергії веде до міжнародного об'єднання електроенергетичних мереж різних країн.



1. Характеристика споживачів електроенергії і визначення категорії електропостачання

Надійність електроживлення залежить від схеми електропостачання, ступеню резервування окремих елементів схеми електропостачання (ліній, трансформаторів, електричних апаратів і т.п.).

Надійність електропостачання - це здатність системи електропостачання забезпечити виробництво електроенергією високої якості, без зривів плану виробництва і не допускати аварійної перерви у електропостачанні.

ЗА НАДІЙНІСТЮ ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ електричні приймачі поділяють на три категорії:

- електричні приймачі, перерва у електропостачанні яких може викликати безпеку для життя людини, ушкодженню цінного основного обладнання, масовий брак продукції, розладнання складного технологічного процесу; електричні приймачі 1 категорії -повинні забезпечуватися живленням від двох незалежних джерел живлення, перерва можлива тільки на час автоматичного відновлювання живлення.

- електричні приймачі, перерва у електропостачанні яких може призвести до масового недовипуску продукції, простоям робочих місць, механізмів і

промислового транспорту, порушенню нормальної діяльності значної кількості міських і сільських мешканців; для електричних приймачів 2 категорії рекомендується забезпечення електроживленням від двох незалежних джерел живлення, для них допустима перерва на час, який необхідний для включення резервного живлення діями чергового персоналу або в'їзної оперативної бригади. Перерва у живленні від одного трансформатору дозволяється не більше ніж 24 години.

- електричні приймачінесерійного виробництва продукції, допоміжні цехи, комунально-господарських споживачі, сільськогосподарські заводи. Для електричних приймачів 3 категорії -електропостачання може виконуватися від одного джерела живлення при умові, що перерва у електропостачанні (час на ремонт і заміні ушкодженого елементу системи електропостачання) не перевищуватиме 24 години.

Проаналізувавши усі три категорії споживачів і на основі аналізу вибираю - за споживанням електроенергії механічна дільниця належить до третьої категорії надійності, оскільки на ній розташовані електроприймачі які можуть живитись від одного джерела живлення, перерва в електропостачанні не більше 24 годин (час на ремонт і заміні ушкодженого елементу системи електропостачання).



2. Аналіз електричних навантажень підприємства

Електричні навантаження промислових підприємств визначають вибір усіх елементів системи електропостачання: потужності, районних трансформаторних підстанцій, питомих і розподільних мереж енергосистеми, заводських трансформаторні підстанції і їх мережі. Тому правильне визначення електричних навантажень є вирішальним фактором при проектуванні і експлуатації електричних мереж.

Електрона вантаження визначають за графіками навантаження, тобто по кривій, яка показує споживання електричної енергій за визначений інтервал часу.

Зробивши аналіз електрообладнання, згрупував електричних приймачі за коефіцієнтом використання, тобто за технологічним процесом і занесла дані у таблицю 2.

Таблиця 2 - Розташування електроприймачів за технологічними процесами і характеристика електроприймачів

	Найменування електроприймачів	шт	Рном, кВт	n,об/хв	з	cosц	tgц
1	2	3	4	5	6	7	8
ШРА1
1	Одностояковий карусельний токарний верстат 1512	3	38,8	1460	0,9	0,8	1,32
2	Універсальний карусельно - фрезерний верстат 6Р82	3	25,7	1460	0,89	0,8	1,32
ШРА 2
3	Плоскошліфувальний верстат 3Е711В	3	6,15	1500	0,74	0,65	1,17
4	Вентилятор	5	9,5	960	0,65	0,8	0,75
СРШ 1
5	Електрчна пічка	5	21	-	0,9	0,95	0,53
ШРА 3
6	Електричний кран ПВ=40%	1	Sном=32,2кВА	750	0,89	0,45	1,98
7	Балансировочний зварювальний трансформатор	1	Sном=57,3кВА	-	0,9	0,4	2,2



Перераховую повну потужність електричного крану S_ном в активну потужність за формулою:

Перераховую повну потужність балансировочного зварювального трансформатора S_ном в активну потужність за формулою:



3. Вибір роду струму і напруги

За напругою - електричні приймачі поділяють на дві групи:

- електричні приймачі, які можуть одержувати живлення від мережі 3.6 і 10 кВ. До цієї групи належать потужні електродвигуни, потужні пічки опору і дугові пічки для плавлення чорних і кольорових металів, які живляться від власних трансформаторів;

- електричні приймачі, живлення яких економічно вигідно на напругу 380-660 В.

На промислових підприємствах розповсюджені споруди напругою 380/220 із глухим заземленням нейтралі. Вибір такої напруги забезпечує можливість використання трансформаторів для сумісного живлення силових і освітлювальних навантажень. Найбільша потужність трифазних електричних приймачів, які живляться від системи напругою 380/220 В, не повинна перевищувати величин, які допускають застосування контакторів на струм 600

Напруга 660 В у порівнянні із напругою 380 В дає деяку економію кольорового металу, але збільшується вартість захисної і пуско - регульованої апаратури на 10 - 15% і необхідність встановлення окремих трансформаторів для освітлювального навантаження знижує ці переваги.

Напругу 380/220 В необхідно застосовувати у всіх випадках, якщо техніко-економічними розрахунками не доказана доцільність застосовувати більш високі напруги.

Для живлення механічної дільниці вибираю напругу 380/220 В із глухим заземленням нейтралі тому, що вибір її забезпечує можливість використання трансформаторів для сумісного живлення силових і освітлювальних навантажень.

За родом струму - електричні приймачі поділяють на такі, які працюють:

- від мережі змінного струму нормальної промислової частоти 50 Гц;

- від мережі змінного струму підвищеної або зниженої частоти;

- від мережі постійного струму.

Обираю електричні приймачі, які працюють від мережі змінного струму нормальної промислової частоти 50 Гц.



4. Вибір структури і конструктивного виконання внутрішньої цехової мережі

Вибір структури мережі і конструктивного виконання її елементів виконуються враховуючи завдання на курсове проектування, характеру середовища виробничих приміщень, вид виконання елементів внутрішньої мережі, категорії безперебійності електропостачання.

При цьому треба враховувати, що резервне живлення електричних приймачів повинно виконуватися із мінімальними затратами засобів і обладнання. Для виконання цих вимог необхідно:

- ділянки цеху або окремі електричні приймачі, які вимагають різний ступень надійності живлення електроенергією, розглядати як об'єкти із різними вимогами резервування;

- детально вивчити технологічні процеси і виявити найбільш відповідальних споживачів, які вимагають підвищеної надійності живлення;

виділити взаємно резервовані паралельні технологічні потоки і агрегати для живлення їх від незалежних джерел;

- передбачити використання перенавантаженої здібності трансформаторів, кабелів і іншого електрообладнання при після аварійних режимах;

- прийняти схеми електропостачання із виділенням живлення навантаження третьої категорії (якщо вони є) для можливості їх відключення ( вручну або автоматично) за аварійним графіком.

При магістральних схемах, які виконуються за допомогою шино проводів типу ШМА або ШРА - переміщеннятехнологічного обладнання не викликає переробки мережі. Наявність перемичок міжмагістралями окремих підстанцій забезпечує надійність електропостачання при мінімальних затратах на улаштування резервування.Магістральні схеми застосовують при рівномірному розташуванні навантаження на площадці цеху.

До недоліків магістральних мереж належить те, що при ушкоджені магістральної мережі відключаються усі споживачі, які живляться від цієї мережі (для верстатів із програмним управлінням передбачене резервне живлення).

Проаналізувавши вище викладене і користуючись навчальною літературою обираю магістральну схему живлення електропостачання механічної дільниці. Однолінійна магістральна схема живлення електричних приймачів механічної дільниці цеху наведена рисунку 1. План-схема розташування електричних приймачів механічної дільниці цеху наведена на рисунку 2.



5. Розрахунок електричних навантажень

5.1 Розрахунок електричних навантажень електричних приймачів, які відносяться до першого рівня електронавантаження

Таблиця 3 - Характеристика електроприймачів, які належать до першого рівня електропостачання

№	Найменування електроприймачів	Шт	Рном , кВт	n об/хв	kв		cosц	tgц
1	Шестишпиндельний токарний автомат	3	55,8	1460	0,12	0,88	0,4	1,32
4	Багатопостовий зварювальний трансформатор	1	26,92	-	0,5	0,9	0,4	2,2
5	Електричний кран - ПВ = 40%	1	20,49	750	0,15	0,89	0,45	1,98
6	Вентилятори	5	67,5	960	0,65	0,87	0,8	0,75

1) Активне силове розрахункове навантаження шестишпиндельного токарного пруткового автомата 1Б256-К

Реактивне силове розрахункове навантаження шестишпиндельного токарного пруткового автомата 1Б256-К

Повне силове розрахункове навантаження шестишпиндельного токарного пруткового автомата 1Б256-К

Розрахунок струму шестишпиндельного токарного пруткового автомата 1Б256-К

4) Активне силове розрахункове навантаження багато постового зварювального трансформатора

Реактивне силове розрахункове навантаження багато постового зварювального трансформатора

Повне силове розрахункове навантаження багато постового зварювального трансформатора

електричний шинопровід кабель мережа

Розрахунок струму багато постового зварювального трансформатора

5)Активне силове розрахункове навантаження електричного крана

Реактивне силове розрахункове навантаження електричного крана

Повне силове розрахункове навантаження електричного крана

Розрахунок струму електричного крана

6) Активне силове розрахункове навантаження вентиляторів

Реактивне силове розрахункове навантаження вентиляторів

Повне силове розрахункове навантаження вентиляторів

Розрахунок струму вентиляторів

5.2 

5.2 Розрахунок електричних навантажень електричних приймачів, які відносяться до другого рівня електронавантаження

Таблиця 4 - Характеристика електроприймачів, які належать до другого рівня електропостачання

№	Найменування електроприймачів	Шт	Рном , кВт	n об/хв -	kв		cosц	tgц
2	Координато - свердлильний верстат 2554Ф2	3	21	1500	0,93	0,88	0,6	1,32
3	Вертикально - фрезерний верстат 6Р13Ф3-37	3	21,4	1450	0,14	0,88	0,8	1,32
7	Електрична пічка	5	11,3	-	0,5	0,9	0,9	0,6

2) Групова середня активна потужність за максимально завантажену зміну групи електроприймачів Координато - свердлильний верстат визначається за формулою:

Середньо виважений коефіцієнт використання активної потужності К_с.св Координато - свердлильний верстат визначається за формулою:

.

Величина ефективного числа електроприймачів Координато - свердлильний верстат n = n_еф = 3 .

k_ра знаходиться за таблицею у відповідності n_еф і k_св дорівнює k_ра = 2,89 .

На другому рівні електропостачанні розрахункове силове активне навантаження Координато - свердлильний верстат визначається за формулою:

Розрахункове силове реактивне навантаження Координато - свердлильний верстат визначається за формулою:

Розрахункове силове повне навантаження Координато - свердлильний верстат визначається за формулою:

Розрахунковий струм Координато - свердлильний верстат визначається за формулою:

3) Групова середня активна потужність за максимально завантажену зміну групи електроприймачів Вертикально - фрезерний верстат визначається за формулою:

Середньо виважений коефіцієнт використання активної потужності К_с.св Вертикально - фрезерний верстат визначається за формулою:

Величина ефективного числа електроприймачів Вертикально - фрезерний верстат n = n_еф = 3 .

k_ра знаходиться за таблицею у відповідності n_еф і k_св дорівнює k_ра = 2,89 .

На другому рівні електропостачанні розрахункове силове активне навантаження Вертикально - фрезерний верстат визначається за формулою:

Розрахункове силове реактивне навантаження Вертикально - фрезерний верстат визначається за формулою:

Розрахункове силове повне навантаження Вертикально - фрезерний верстат визначається за формулою:

Розрахунковий струм Вертикально - фрезерний верстат за формулою:

7)Групова середня активна потужність за максимально завантажену зміну групи електроприймачів Електрична пічка визначається за формулою:

Середньо виважений коефіцієнт використання активної потужності К_с.св Електрична пічка визначається за формулою:

Величина ефективного числа електроприймачів Електрична пічка n = n_еф = 5 .

k_ра знаходиться за таблицею у відповідності n_еф і k_св дорівнює k_ра = 1,16 .

На другому рівні електропостачанні розрахункове силове активне навантаження Електрична пічка визначається за формулою:

Розрахункове силове реактивне навантаження Електрична пічка визначається за формулою:

Розрахункове силове повне навантаження Електрична пічка визначається за формулою:

Розрахунковий струм Електрична пічка за формулою:

5.3 Розрахунок електричних навантажень електричних приймачів, які одержують живлення від розподільчого шинопроводу 3 рівня

Таблиця 5 - Характеристика електроприймачів, які належать до третього рівня електропостачання

	Найменування електроприймачів	шт	Рном, кВт	n,об/хв	з	cosц	tgц
ШРА1
1	Одностояковий карусельний токарний верстат 1512	3	38,8	1460	0,9	0,8	1,32
2	Універсальний карусельно - фрезерний верстат 6Р82	3	25,7	1460	0,89	0,8	1,32
ШРА 2
3	Плоскошліфувальний верстат 3Е711В	3	6,15	1500	0,74	0,65	1,17
4	Вентилятор	5	9,5	960	0,65	0,8	0,75
ШРА 3
5	Електричний кран ПВ=40%	1	22,9	750	0,89	0,45	1,98
6	Балансировочний зварювальний трансформатор	1	14,5	-	0,9	0,4	2,2

ШРА1

Величина ефективного числа електроприймачів ШРА1 n_еф яке на третьому рівні визначається за формулою:

k'_ра визначається з таблицею у залежності від n_еф і kв .

k'_ра = 0,8

Коефіцієнт потужності ШРА1 середнє визначається за формулою:

Коефіцієнт використання ШРА1 середнє визначається за формулою:

Групова середня активна потужність за максимально завантажену зміну групи ШРА1 визначається за формулою:

Групова середня реактивна потужність за максимально завантажену зміну групи ШРА1 визначається за формулою:

На третьому рівні електропостачання розрахункове силове активне навантаження ШРА1 визначається за формулою:

Розрахункове силове реактивне навантаження ШРА1 визначається за формулою:

Розрахункове силове повне навантаження ШРА1 визначається за формулою:

Розрахунковий струм ШРА1 визначається за формулою:

ШРА2

Величина ефективного числа електроприймачів ШРА2 n_еф яке на третьому рівні визначається за формулою:

k'_ра визначається з таблицею у залежності від n_еф і kв .

k'_ра = 0,85

Коефіцієнт потужності ШРА2 середнє визначається за формулою:

Коефіцієнт використання ШРА2 середнє визначається за формулою:

Групова середня активна потужність за максимально завантажену зміну групи ШРА2 визначається за формулою:

Групова середня реактивна потужність за максимально завантажену зміну групи ШРА2 визначається за формулою:



На третьому рівні електропостачання розрахункове силове активне навантаження ШРА2 визначається за формулою:

Розрахункове силове реактивне навантаження ШРА2 визначається за формулою:

Розрахункове силове повне навантаження ШРА2 визначається за формулою:

Розрахунковий струм ШРА2 визначається за формулою:

ШРА3

Величина ефективного числа електроприймачів ШРА3 n_еф яке на третьому рівні визначається за формулою:

k'_ра визначається з таблицею у залежності від n_еф і kв .

k'_ра = 0,8

Коефіцієнт потужності ШРА3 середнє визначається за формулою:

Коефіцієнт використання ШРА3 середнє визначається за формулою:

Групова середня активна потужність за максимально завантажену зміну групи ШРА3 визначається за формулою:

Групова середня реактивна потужність за максимально завантажену зміну групи ШРА3 визначається за формулою:

На третьому рівні електропостачання розрахункове силове активне навантаження ШРА1 визначається за формулою:

Розрахункове силове реактивне навантаження ШРА1 визначається за формулою:

Розрахункове силове повне навантаження ШРА1 визначається за формулою:



Розрахунковий струм ШРА1 визначається за формулою:



6. Вибір кількості світильників і розрахунок навантаження загального електричного освітлення дільниці

Як джерела світла сприймаються лампи типу ДРЛ

Для лампи типу ДРЛ, які використовується в механічному цеху.

Потужність загального освітлення , коефіцієнт

Установлене (номінальне) навантаження загального освітлення цеху визначається за формулою:

Коефіцієнт попиту загального освітлення приймається для окремих великих прогонів , оскільки механічний цех входить до складу блоку цехів.

Для ламп типу ДРЛ приймається коефіцієнт активної потужності , потужності .

Розрахункове активне навантаження загального освітлення цеху визначається за формулою:

Розрахункове реактивне навантаження загального освітлення цеху визначається за формулою:

Розрахункове повне навантаження загального освітлення цеху визначається за формулою:



Розрахунковий струм загального освітлення цеху визначається за формулою:



7. Розрахунок реактивної потужності і вибір компенсуючого пристрою

Розрахункова реактивна потужність визначається за формулою:

За розрахунковою потужністю [Л3] визначається потужність компенсу-ючого приладу за шкалою:

За таблицею [Л3] визначається тип і потужність компенсуючого приладу

УК-6,3- 680 П(Л)УЗ



8. Вибір кількості і потужності трансформаторів

Для визначення повного розрахункового навантаження яке необхідно для вибору потужності трансформатора спочатку визначаються загальні розрахункові активне і реактивне навантаження.

Загальне розрахункове активне навантаження ЦТП визначається за формулою:

Загальне розрахункове реактивне навантаження ЦТП визначається за формулою:

Загальне розрахункове повне навантаження ЦТП визначається за формулою:

Розрахунковий струм ЦТП визначається за формулою:

Вибір трансформатора для цехової трансформаторної підстанції

Максимальне навантаження на шинах складає 2000 кВа

Час максимуму t=2 години

Розрахункове навантаження дорівнює

Споживачі першої і другої категорії складають 75%

Вибрати тип і потужність трансформатора

Розрахункова потужність трансформатора визначається за формулою:

Вибирається стандартна потужність трансформатора ( таблиця 1 додаток Л )

За розрахунковою потужністю вибирається трифазний трансформатор масляний двообмотковий трансформатор напругою кВ

Типу ТМФ - 630 / 10

Номінальна потужність S_ном = 630 кВА

Витрати ?Р_хх кВт ; ?Р_кз = 8,5 кВт

Напруга U_кз=5.5%

Струм І_хх=2,0%



9. Розрахунок перетину і вибір марки дротів,кабелів і шинопроводів мереж живлення

9.1 Вибір магістрального шинопроводу

Номінальний вторинний струм трансформатора визначається за формулою;

]

За номінальним струмом[Л..] вибирається комплектний магістральний шинопровід типу ШМА 73ПУ3 із ].

Виходячи із від умови = 1 ^. 1515 = 1515 А.

Умова виконується

Таблиця 11 - Технічні характеристики магістрального шинопроводу змінного струму типу ШМА73У3

Характеристики	Значення
Номінальний струм,А	1600
Електродинамічна стійкість(амплітудне значення),кА, не менше	90
Термічна стійкість,кА	35
Опір на фазу,Ом/км: - активне при температурі шин 20°С - індуктивне	0,031 0,022
Опір петлі «фаза-нуль»(повне), Ом/км	0,016
Лінійна втрата напруги на 100м при номінальному струмі(навантаження зосереджене в кінці лінії,cosц=0,8),В	11,5
Поперечний переріз прямої секції(ширинависота),мм	300160
Ступінь захисту	ІР 20
Типи автоматичних вимикачів, які встановлені у відглужувальних секціях	А 3736 Ф 400А 380В



9.2 Вибір типу розподільчих шино проводів ШРА

При розрахунках у п.5 розрахункове повне навантаження на другому рівні S =101 кВ^.А, повний розрахунковий струм І_р = 1375,56 А.

За цими даними[Л..] вибирається комплектний розподільчий шинопровід типу ШРА73У3 і перевіряється на дотримання умови:

І = 250 АІ_р = 1375,56 А.

Умова виконується

Таблиця 12 - Технічні характеристики розподільчого шинопроводу змінного струму типу ШРА73У3

Характеристики	Значення
Номінальний струм,А	250
Електродинамічна стійкість(амплітудне значення),кА, не менше	15
Термічна стійкість,кА	7
Опір на фазу,Ом/км: - активне - індуктивне	0,21 0,21
Лінійна втрата напруги на 100м при номінальному струмі,cosц=0,8 і рівномірно розподіленому навантаженні,В	6,5
Поперечний переріз ,мм	26080
Ступінь захисту	ІР 20
	ПН2-100
Типи комунікаційно-захисної апаратури, яка встановлена у відгалужу вальних коробках:запобіжники автомати(струм,А).	А 3710(160); А 3120 (100); АЕ 2050 (100).
Наявність відгалужу вальних коробок з рубильниками на струми: 160А 250А	є немає

9.3 Вибір типу ШРО

При розрахунках у п.6 розрахунковий струм освітлення цеху І_р.о. = 60,9 А.

За цими даними вибирається шинопровід робочого освітлення [Л.12]

Тип	Номіальний струм автомата Іном.а А	Кількість полюсів	Вид максимального розчеплювача	Номінальний струм максимальних теплових і комбінованих розчеплювачів,А
АЕ 2056	100	3	Комбінований або електромагнітний	80

9.4 Вибір типу ШАО

При розрахунках у п.6 розрахунковий струм освітлення цеху І_р.о.= 60,9 А, оскільки аварійне освітлення дорівнює 5% від освітлення цеху, то І_р.а.о.= 3 А

За цими даними вибирається шинопровід аварійного освітлення [Л.12]

Тип	Номіальний струм автомата Іном.а А	Кількість полюсів	Вид максимального розчеплювача	Номінальний струм максимальних теплових і комбінованих розчеплювачів,А
АЕ 2026	16	3	Комбінований або електромагнітний	5,6,3

9.5 Вибір типу ККУ

Комплектні конденсаторні установки застосовуються для зниження втрат на електроенергію і підвищення ефективності використання існуючих електромереж.

Виходячи із вище сказаного я вибираю комплектну конденсаторну установку [Л.13]

Тип	Номіальний струм автомата Іном.а А	Кількість полюсів	Вид максимального розчеплювача	Номінальний струм максимальних теплових і комбінованих розчеплювачів,А
ВА 5235	250	3	Комбінований або електромагнітний	160

9.6 Вибір типу тролейного шинопроводу

Споживана активна потужність при номінальному ККД визначається за формулою:

]

Розрахункові максимальні (30хв) активна і реактивна потужності визначаються за формулою:

]

]

Струм 30 хвилинного навантаження визначається за формулою:

]

За одержаним струмом вибирається [Л..] стальна смуга, яка має ], розміром 254 і перевіряється вибрана смуга на додержання умови

І_ном І_30,

Умова дотримана.

9.7 Вибір перетину дротів та марки провідникового матеріалу

Електроприймачі встановлені на дільниці цеху і працюють у нормальних умовах, тому для прокладання дротів до електроприймачів вибираємо прокладання у стальних тонкостінних трубах відкритим способом. Оскільки для електричних мереж застосовуються дроти із алюмінієвими жилами, вибираємо марку дроту АПВ [Л..]

Вибір перетину дротів та марки провідникового матеріалу, які мають пускові струми.

Розрахунковий струм електроприймачів, які мають пускові струми визначається за формулою:

]

1. Розрахунковий струм для одностоякового карусельного токарного верстату:

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для одностоякового карусельного токарного верстату:, який має ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

2. Розрахунковий струм для універсального консольно-фрезерного верстату:

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для універсального консольно-фрезерного верстату:, який має ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

3. Розрахунковий струм для плоскошліфувального верстату:

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для плоскошліфувального верстату, який має ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

4. Розрахунковий струм для вентиляторів:

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для вентиляторів, який має ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

5. Розрахунковий струм для багатопускового зварювального трансформатора:

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для багатопускового зварювального трансформатора, який має ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

6. Розрахунковий струм для електричного крану:

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для електричного крану, який має ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

7. Розрахунковий струм для електричних пічок:

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для електричних пічок, який має ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

9.8 Вибір типу і перетину кабелів

1. Вибір типу і перетину кабелів які живлять карусельні токарніверстати:

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для карусельних токарних верстатів, які мають ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

2. Вибір типу і перетину кабелів які живлять універсальні консольно-фрезерні верстати:

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для електричних пічок, які мають ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

3. Вибір типу і перетину кабелів які живлять плоскошліфувальні верстати:

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для плоскошліфувальних верстатів, які мають ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

4. Вибір типу і перетину кабелів які живлять вентилятори:

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для вентиляторів, які мають ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

5. Вибір типу і перетину кабелів які живлять електричні пічки:

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для електричних пічок, які мають ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

6. Вибір типу і перетину кабелів які живлять ШРА1 :

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для ШРА1, який має ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

7. Вибір типу і перетину кабелів які живлять ШРА2 :

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для ШРА2, який має ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

8. Вибір типу і перетину кабелів які живлять ШРА3 :

]

За довідниковою таблицею 2 вибираємо перетин дроту для ШРА3, який має ] вибираємо один трьохжильний кабель із допустимим струмом ] і перетином дроту ].

9. 

10. Для живлення електричних пічок вибираю шафу розподільну силову СПА77-8 ] ] тип автомату А3710

10.1 Розрахунок струмів короткого замикання

Для визначення струмів однофазного короткого замикання розглядаємо схему з точками К1,К2,К3 у яких і відбуваються короткі замикання.

Схема представлена на рисунках а)розрахункова схема;б)схема заміщення;

Для трансформаторів із номінальною потужністю = 1000 кВА із схемою з'єднання обмоток трансформатора «?/ Yн» находимо повний опір струму однофазного короткого замикання Z_тр⁽¹⁾=26,4м Ом[Л.Н3]

Струм однофазного металевого короткого замикання в точці К1 визначається за формулою:

Струм однофазного металевого короткого замикання в точці К2 визначається за формулою:

Питомий опір ланцюга «фаза-нуль» для Кб1,Кб2 і дроту до ЕП 35 дорівнюють:

= 0,52 м Ом/м

= 0,52 м Ом/м

= 7,41 м Ом/м

Кб1=:ПВ(1203+1) L_кб1= 8 м

Кб2=:ПВ(1203+1) L_кб2= 15 м

Провід до ЕП 35=:АПВ(103+1) L_ЕП= 6 м

Повний опір петлі «фаза-нуль» до точки К2 визначається за формулою:

Z_др = Z_кб1L_кб1 + Z_кб2L_кб2 = 0,528+0,5215 = 11,96 м Ом

Тоді

Повний опір Z_др петлі «фаза-нуль» до точки К3 визначається за формулою:

Z_др = Z_кб1L_кб1 + Z_кб2L_кб2 + Z_ЕП35L_ЕП35 = 0,528+0,5215+7,416 = 56,42 м Ом

Тоді

Результати розрахунку струмів однофазного К3 в електричній мережі напругою до 1кВ у точці К1, К2, К3 наводиться в таблиці

Таблиця 14 - Результати розрахунку струмів однофазного у різних точках електричної мережі до 1кВ

Точка К3	Струм однофазного К3,кА
	25
	10,6
	3,37



11.Вибір електричних апаратів і узгодження вибраного перетину дротів,кабелів і шино проводів з вибраними апаратами захисту

11.1 Вибір запобіжників

Вибір запобіжника, що захищає лінію яка живить одно стояковий карусельний токарний верстат

]

]

]

Із таблиці вибираємо тип запобіжника виходячи із умови

Вибираємо тип запобіжника ПП

Вибір запобіжника, що захищає лінію яка живить універсальний консольно-фрезерний верстат

]

]

]

Із таблиці вибираємо тип запобіжника виходячи із умови

Вибираємо тип запобіжника ПП

Вибір запобіжника, що захищає лінію яка живить плоскошліфувальний верстат

]

]

]

Із таблиці вибираємо тип запобіжника виходячи із умови

Вибираємо тип запобіжника ПП 31

Вибір запобіжника, що захищає лінію яка живить вентилятори

]

]

]

Із таблиці вибираємо тип запобіжника виходячи із умови

Вибираємо тип запобіжника ПП 31

Вибір запобіжника, що захищає лінію яка живить електричні пічки

]

]

]

Із таблиці вибираємо тип запобіжника виходячи із умови

Вибираємо тип запобіжника ПП 31



11.2 Вибір автоматичних вимикачів

Вибір автоматичного вимикача, який захищає лінію живлення, що живить карусельний токарний верстат

]

Із таблиці вибираємо тип автоматичного вимикача

Тип вимикача	Вид розчіплювача максимального струму	Номінальний струм вимикача	Номінальний струм розчіплювача максимального струму	Граничний струм відключення при
А3720Б	Електромагнітні	250	160,200, 250	75

Вибір автоматичного вимикача, який захищає лінію живлення, що живить універсальний консольно-фрезерний верстат

]

Із таблиці вибираємо тип автоматичного вимикача

Тип вимикача	Вид розчіплювача максимального струму	Номінальний струм вимикача	Номінальний струм розчіплювача максимального струму	Граничний струм відключення при
А3720Б	Електромагнітні	250	160,200, 250	75

Вибір автоматичного вимикача, який захищає лінію живлення, що живить плоскошліфувальний верстат

]

Із таблиці вибираємо тип автоматичного вимикача

Тип вимикача	Вид розчіплювача максимального струму	Номінальний струм вимикача	Номінальний струм розчіплювача максимального струму	Граничний струм відключення при
А3710Б	Напівпровідникові і електромагнітні	160	80,100,125,160	75

Вибір автоматичного вимикача, який захищає лінію живлення, що живить вентилятори

]

Із таблиці вибираємо тип автоматичного вимикача

Тип вимикача	Вид розчіплювача максимального струму	Номінальний струм вимикача	Номінальний струм розчіплювача максимального струму	Граничний струм відключення при
А3710Б	Напівпровідникові і електромагнітні	160	80,100,125,160	75

Вибір автоматичного вимикача, який захищає лінію живлення, що живить електричні пічки

]

Із таблиці вибираємо тип автоматичного вимикача

Тип вимикача	Вид розчіплювача максимального струму	Номінальний струм вимикача	Номінальний струм розчіплювача максимального струму	Граничний струм відключення при
А3720Б	Електромагнітні	250	160,200, 250	75

Вибір автоматичного вимикача, який захищає лінію живлення, що живить електричний кран

]

Із таблиці вибираємо тип автоматичного вимикача

Тип вимикача	Вид розчіплювача максимального струму	Номінальний струм вимикача	Номінальний струм розчіплювача максимального струму	Граничний струм відключення при
А3710Б	Напівпровідникові і електромагнітні	160	80,100,125,160	75

Вибір автоматичного вимикача, який захищає лінію живлення, що живить багато постовий зварювальний трансформатор

]

Із таблиці вибираємо тип автоматичного вимикача

Тип вимикача	Вид розчіплювача максимального струму	Номінальний струм вимикача	Номінальний струм розчіплювача максимального струму	Граничний струм відключення при
А3710Б	Напівпровідникові і електромагнітні	40	40,50,63,80	36



12. Електорбезпека та заземлення

Ушкодження ізоляції електроустаткування може спричинити появу на корпусах та інших металевих частинах (потенційно небезпечних)потенціалів, які небезпечні для життя людини. Гранично допустимі рівні напруг дотику й струмів через тіло людини при аварійному режимі виробничих ЕУ напругою до 1 кВ і частотою 50 Гц із заземленою або ізольованою нейтраллю не повинні перевищувати величин, наведених у таблиці 15

Таблиця 15. Гранично допустимі рівні напруг дотику й струмів через тіло людини при аварійному режимі.

Нормована величина	Гранично допустимі рівні (не більше) при тривалості впливу струму t, c
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1	?1
U, B I, мА	500 500	250 250	165 165	125 125	100 100	85 85	70 70	65 65	55 55	50 50	36 6

Тому всі потенційно небезпечні частини мають бути заземлені або занулені. Відповідно до пункту 1.7.38 ПУЭ [10] у чотири провідних мережах трифазного струму глухе заземлення нейтралі є обов'язковим, а згідно з пунктом 1.7.34 ПУЭ у трифазних мережах до 1 кВ із глухо заземленою нейталлю (пункт 1.7.41 ПУЭ) має бути виконане заземлення.

Таким чином, у курсовому проекті потрібно розробити заземлення для потенційно небезпечних частин з напругою понад 1 кВ і для глухого заземлення нейтралі трансформатора. Захисне заземлення забезпечує зниження напруги дотику при замиканні на корпус до відносно безпечних значень шляхом зменшення потенціалу заземленого обладнання; вирівнювання потенціалів підвищенням потенціалів місця, на якому стоїть людина, до значень, що близькі до потенціалу заземлених конструктивних частин обладнання. Захисне заземлення використовується в трифазних три провідних мережах до 1 кВ з ізольованою нейтраллю (напруга 0,66 кВ).

13. Розрахунок заземлення цехової трансформаторної підстанції

1) Намічається ПЗ для внутрішньо цехової КТП із зовнішнього боку цеху з розташування вертикальних заземлювачів за контуром з відстанню між ними а=5м. Матеріал вертикальних заземлювачів - кругло сталь (електрод) діаметром d = 18мм і довжиною l_в= 5м. Метод занурення вертикальних заземлювачів - вкручування. Верхні кінці вертикальних заземлювачів занурені на глибину = 0,7м і приварені до горизонтального заземлювача із сталевої смуги шириною b= 40мм і висотою h= 4мм.

2) ВЕУ напругою 10 кВ, якщо ПЗ одночасно використовується і для ЕУ з напругою до 1кВ, опір ПЗ визначається за формулою причому приймається U_з=125В, і його величина має бути не більшою ніж 10 Ом. З урахуванням вихідних даних

При виконанні ПЗ одночасно для заземлення ЕО до і понад 1кВ приймається опір ПЗ тієї установки, де він є мінімальним. Зі сторони напруги 0,38/0,22 кВ R_з ? 4 Ом . Остаточно приймається R_{з норм} ? 4 Ом.

3) Величина питомого опору ґрунту с ( Омм) у місці спорудження ПЗ, який рекомендується для розрахунків, береться з таблиці[Л.Р1] та додатку [Л.Р] (для суглинку с=100 Омм). Коефіцієнт вертикальної прокладки К_в горизонтальної прокладки К_г приймається з таблиці [Л.Р2] та додатку [Л.Р] (для 3-го кліматичного району К_в =1,3; К_г = 2,5 ).

Розрахункові питомі опори ґрунту для вертикальних і горизонтальних заземлювачів визначається відповідно так:

с= К_в с Омм

с= К_г с Омм

Таким чином для суглинку

=1,3100 = 130 Омм

=2,5100 = 250 Омм

4) Визначається опір розтікання одного вертикально електрода діаметром d=18мм і довжиною =5м при зануренні на глибину = 0,7 м за формулою із таблиці [Л.Р3] додатка [Л.Р] як = = ( lg + lg ) [Ом]

= ( lg +lg ) =27,82 [Ом]

5) З таблиці [Л.Р4] та додатку [Л.Р] без урахування горизонтальних смуг при попередньо вибраний кількості електродів у контурі n=20шт та відношенні а/lв=1 вибирається коефіцієнт використання вертикальних заземлювачів з урахуванням екранування = 0,47 (середня величина).

Наближена кількість вертикальних заземлювачів обчислюється за формулою



n = [шт]

n= = 14,8 [шт]

Приймається більша ціла кількість вертикальних заземлювачів n=15шт.

6) Визначається опір розтікання горизонтального заземлювача зі сталевої смуги шириною b і висотою h за формулою із таблиці та додатку як:

= lg [Ом]

= lg = 6,84 [Ом]

7) З таблиці [Л.Р5] та додатку [Л.Р] при кількості вертикальних зварювачів у контурі n=15шт і при визначеному відношенні а/lв=1 вибір коевіцієнту використовуються горизонтальні смуги = 0,3 (середня величина). Тоді опір розтікання горизонтального заземлення з урахуванням екранування визначається так:

8)

= [Ом]

= = 22,8 [Ом]

9) Визначається уточнений опір вертикальних електродів з урахуванням горизонтального струму

= [Ом]

= = 4,85 [Ом]

10) Уточнена кількість вертикальних електродів визначається урахування n=15шт,а а/lв=1, = 0,5 (з таблиці [Л.Р4] та додатку [Л.Р]) за формулою

= [шт]

= = 11,5[шт]

Остаточно приймається 12 вертикальних електродів. Приклад розташування контуру заземлення цехової КТП дивитись нижче на малюнку.



Висновок

В результаті виконання курсової роботи були проведені розрахунки електричних навантажень та апаратів захисту для різних споживачів електричної енергії. При розрахунку електричних навантажень у мережах визначаються наступні значення:

- знайдено мінімальна та максимальна потужність одного електроприймача;

- знайдено змінну потужність за найбільш завантажену зміну;

- визначено сумарну активну та реактивну потужності;

- розраховане навантаження загального освітлення;

- визначена кількість потрібних трансформаторів та розрахована їх потужність;

- розрахований компенсуючий пристрій;

- обрані та розраховані дроти живлення;

- розраховане коротке замикання та обране заземлення.

У графічній частині накреслені монтажна схема та принципова електрична схема захисного управління



Література

1. В.Г.Рудницький. Внутрішньоцехове електропостачання. Курсове проектування. Навчальний посібник. Суми. Університетська книга.2007.

2. Б.Ю.Липкина. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. Москва. «Высшая школа». 1990.

3. Російсько-український словник основних термінів та визначень з електротехніки та електричних машин. Дніпропетровськ. НГУ. 2001.

4. Методичний посібник до курсового проекту.

Размещено на Allbest.ru