Проектирование схемы электроснабжения ремонтно-механического цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Повышение уровня электрификации производства и эффективности использования энергии основано на дальнейшем развитии энергетической базы, непрерывном увеличении электрической энергии. В настоящее время при наличии мощных электрических станций, объединённых в электрические системы, имеющие высокую надёжность электроснабжения, на многих промышленных предприятиях продолжается сооружение электростанций. Необходимость их сооружения обуславливается большой удалённостью от энергетических систем, потребностью в тепловой энергии для производственных нужд и отопления, необходимостью резервного питания ответственных потребителей. Проектирование систем электроснабжения ведётся в ряде проектных организаций. В результате обобщения опыта проектирования вопросы электроснабжения предприятий получили форму типовых решений. В настоящее время разработаны методы расчётов и проектирования цеховых сетей, выбора мощности цеховых трансформаторов, методика определения цеховых нагрузок и т. д. В связи с этим большое значение приобретают вопросы подготовки высококвалифицированных кадров, способных успешно решать вопросы проектирования электроснабжения и практических задач.

В данном курсовом проекте будет рассмотрена схема трансформаторной подстанции описание ее работы. Так же будет произведен расчет выбора наиболее оптимального трансформатора.

Целью курсового проекта является: выбор и обоснование схемы электроснабжения и устанавливаемого электрооборудования для проектируемого объекта.

Объект исследования: ремонтно-механический цех

Предмет исследования: этапы расчета и выбор системы электроснабжения ремонтно-механического цеха.

Гипотеза: при разработке электрической схемы ремонтно-механического цеха найден оптимальный вариант, обеспечивающий надежную бесперебойную работу электрооборудования с учетом безопасности ее обслуживания.

Для реализации поставленной цели и проверки гипотезы поставлены следующие задачи:

1. Рассчитать освещение производственного цеха;

2. Рассчитать электрические нагрузки;

3. Произвести выбор числа и мощности трансформаторов питающей подстанции;

4. Рассчитать токи короткого замыкания;

5. Спроектировать однолинейную схему электроснабжения производственного цеха.



1. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Характеристика объекта

Производственный цех занимается изготовлением различных деталей и металлоконструкций, необходимых для основного производства. В состав цеха входят различные металлообрабатывающие станки, сварочное и грузоподъёмное оборудование, вентиляторы. Мощность электроприёмников цеха составляет от 5 до 30 кВт. Электроприёмники работают в длительном (металлообрабатывающие станки, вентиляторы) и в повторно кратковременном режимах (грузоподъёмное оборудование). Электроприёмники цеха работают на переменном 3-х фазном токе (металлообрабатывающие станки, вентиляторы, грузоподъёмное оборудование) и однофазном токе (освещение). Электроприёмники цеха относятся к третьей категории по требуемой степени надёжности электроснабжения. Окружающая среда в цехе нормальная, поэтому всё оборудование в цехе выполнено в нормальном исполнении. Площадь цеха составляет 367м²

Характеристика электрооборудования в табл. 1.1

Таблица 1.1

№ по плану	Наименование электроприёмников	Рном,, кВт	Uном,, кВ
1	2	3	4
7	Станок токарный	5	0,38
8	Станок токарный	5	0,38
9	Станок токарный	5	0,38
13	Станок токарный	5	0,38
14	Станок токарный	5	0.38
15	Станок токарный	5	0,38
20	Станок карусельный с ЧПУ	5	0,38
25	Станок фрезерный	5	0,38
28	Станок фрезерный	5	0,38
35	Станок фрезерный	30	0,38
37	Станок фрезерный	10	0,38
40	Вентилятор	10	0,38
43	Вентилятор	15	0,38
47	Кран - балка ПВ = 40%	11	0,38
48	Кран - балка ПВ = 40%	22	0,38
59	Вентилятор	7,5	0,38
60	Вентилятор	10	0,38

На рис.1.1 представлен план проектируемого цеха

Рис.1.1 План проектируемого цеха

1.2 Описание схемы электроснабжения

Электроснабжение производственного цеха осуществляется от однотрансформаторной подстанции 6/0,4кВ с мощностью трансформатора 160 кВА. В свою очередь ТП6/0,4 кВ питается по кабельной линии ААБ 3х10, проложенной в земле, от вышестоящей двух трансформаторной подстанции 110/6кВ с трансформаторами мощностью 2500кВА каждый, которая запитывается от энергосистемы по одноцепной воздушной линии А-70.

На стороне 6кВ ТП 6/0,4 в качестве защитного коммутационного оборудования установлены масляные выключатели и разъединители.

На стороне 0,4 кВ в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания установлены предохранители

1.3 Конструкция силовой и осветительной сети

Для приема и распределения электроэнергии в производственном цехе установлены распределительные щиты.

Электроприёмники запитываются от ШР проводом, проложенным в трубах

В качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания применены предохранители

Освещение цеха выполнено 28-ю светильниками РКУ с ртутными лампами высокого давления мощностью 400Вт

Осветительные сети выполняются проводом АПВ-2,5ммІ проложенным в трубе

Питание рабочего освещения производится от осветительного щитка ОЩВ-12, в котором в качестве аппаратов защиты от токов короткого замыкания и перегруза установлены автоматические выключатели



2. РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Расчёт освещения

Расчет освещения проводится по методу коэффициента использования светового потока. Расчет покажем на примере участка I. В качестве источника света примем к установке лампы ДРЛ мощностью 400 Вт

Число источников света определяется по формуле:

N = (2.1)

где Е_норм - нормированная освещённость, Е_норм= 300лк [1, табл. П 15]

Z - коэффициент, учитывающий снижение светового потока при эксплуатации, Z = 1,1 [1, С. 344]

К_з - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения светового потока на освещаемой поверхности, К_з= 1,5 [1, табл.19.1]

S - площадь помещения, мІ

Ф_л - световой поток одной лампы, Ф_л = 22000 лм, [2, табл.3.12]

U - коэффициент использования светового потока определяется в зависимости от типа светильника, лампы, коэффициентов отражения и показателя помещения i

Показатель помещения находим по формуле:

i = (2.2)

где i - показатель помещения

А - длина помещения, м

В - ширина помещения, м

Н_р - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м

Для светильника РКУ при с_n = 50%; с_c= 30%; с_p = 10% и i = 1,34 u =0,48 [2,прил.5,табл.3]

где с_n - коэффициент отражения от потолка, %

с_c - коэффициент отражения от стен, %

с_p - коэффициент отражения от рабочей поверхности, %

определяем по формуле (1) число ламп:

N =

Находим число светильников аварийного освещения (25% от рабочего):

8·0,25=2 шт.

Устанавливаем 8 светильников в 2 ряда по 4шт в ряду

Для остальных участков расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Наимен. участка	Eнорм Лк	Тип лампы	Площадь участка, мІ	Фл Лм	u	N	Pp кВт	Qр кВар	Pуст кВт
I	300	ДРЛ - 400	181,7	22000	0,48	8	2,82	1,75	3,2
II	300	ДРЛ - 400	110,4	22000	0,43	6	2,11	1,31	2,4
III	300	ДРЛ - 400	7,8	22000	0,34	2	0,7	0,43	0,8
IV	300	ДРЛ - 400	12,6	22000	0,34	2	0,7	0,43	0,8
V	300	ДРЛ - 400	15,1	22000	0,36	3	1,06	0,66	1,2
VI	300	ДРЛ - 400	18,4	22000	0,38	4	1,41	0,87	1,6
VII	300	ДРЛ - 400	5,8	22000	0,34	2	0,7	0,43	0,8
ТП	300	ДРЛ - 400	14,9	22000	0,31	1	0,35	0,21	0,4

2.2 Расчёт электрических нагрузок

Расчёт ведётся по узлу нагрузки методом упорядоченных диаграмм по следующему алгоритму

а) Все приёмники данного узла нагрузки делятся на характерные технологические группы

б) Для каждой группы по [3, табл. 4.1] находят коэффициент использования Ки, коэффициент активной мощности cosц и реактивной по формуле:

(2.3)

в) Находим установленную мощность для каждой группы электроприёмников по формуле:

Р_уст = N · (2.4)

где N - число приёмников

P_ном - номинальная мощность приёмников, кВт

г) Для каждой технологической группы находят среднесменную активную Р_см и среднесменную реактивную Q_см мощности по формулам:

Р_см = К_и · Р_уст(2.5)

Q_см = P_см · tgц(2.6)

д) По данному узлу нагрузки находят суммарную установленную мощность, суммарную среднесменную активную мощность и суммарную среднесменную реактивную мощность: УР_уст; УР_см; УQ_см

е) Определяют групповой коэффициент использования по формуле:

К_и.гр = УР_см/ УQ_см (2.7)

где УР_см - суммарная среднесменная активная мощность, кВт;

УQ_см - суммарная среднесменная реактивная мощность, кВар

ж) Определяют модуль нагрузки по формуле:

(2.8)

где Р_ном.max - активная номинальная мощность наибольшего приёмника в группе, кВт

Р_ном.min - активная номинальная мощность наименьшего приёмника в группе, кВт

з) Определяют эффективное число приёмников по условию:

если m ? 3, n ? 4, то n_э = n; при m> 3, К_и.гр< 0,2, эффективное число приёмников определяют в следующем порядке:

1) выбирается наибольший по мощности электроприёмник рассматриваемого узла

2) выбираются электроприёмники, мощность каждого из которых равна или больше половины наибольшего по мощности электроприёмника

3) подсчитывают их число n? и их суммарную номинальную мощность Р?_ном

4) определяют суммарную номинальную мощность всех рабочих электроприёмников рассматриваемого узла Р_ном? и их число n

5) находят n?_* и Р?_ном*:

n?_* = n? / n(2.9)

Р?_ном* = Р?_ном / Р_ном?(2.10)

6) по n?_* и Р?_ном* определяют n?_э* по графику [3, стр. 4]

7) находят n_э:

n_э = n?_э* · n (2.11)



и) Определяют, в зависимости от группового коэффициента использования и эффективного числа электроприёмников, коэффициент максимума К_м по графическим зависимостям или [4, табл. 2-7]

к) Определяют расчётную активную мощность по формуле:

Р_м = К_м · УР_см(2.12)

л) Определяют расчётную реактивную мощность по формуле:

если n_э ? 10, то Q_м = L_м · УQ_см(2.13)

если n_э> 10, то Q_м = УQ_см(2.14)

где L_м - коэффициент максимума реактивной мощности, L_м = 1,1

м) Определяют полную расчётную нагрузку S_м по формуле:

S_м =(2.15)

н) Определяем расчетный ток I по формуле:

(2.16)

где U - номинальное напряжение электроприёмников, кВ

Активная расчётная нагрузка освещения определяется по формуле:

Р_р.о = К_с · Р_уст(2.17)

где К_с - коэффициент спроса, К_с = 0,8 [2]

по формуле (2.4):

Р_уст = 28 · 0,4 = 11,2 кВт

Р_р.о = 0,8 · 11,2 = 8,96 кВт

По формуле (2.3) находим: tgц = 0,62

по формуле (2.6) находим расчётную реактивную осветительную нагрузку:

Qр.о = 8,96 · 0,62 = 5,6 кВАр

Полная нагрузка на шинах 0,38 кВ ТП определяется по формуле:

S_р = v (P_м? + Р_р.о)І + (Q_м? + Q_р.о)І (2.18)

где P_м? - суммарная силовая нагрузка на шинах 0,38 кВ ТП, кВт

Q_м? - суммарная реактивная нагрузка на шинах 0,38кВ ТП, кВАр

Результаты расчёта для всех узлов нагрузки сведены в табл. 2.2

Таблица 2.2

Наим. узла гр. ЭП	Руст кВт	N	Рном кВт	Ки	Cosц tgц	Pcм кВт	Qсм кВар	m	nэ	Км	Рм кВт	Qм кВар	S кВ·А	I А
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1) станки фрезерные	30	2	15	0,16	0,5 1,73	4,8	8,3
2) станок токарный	5	1	5	0,12	0,4 2,35	0,6	1,4
3) станок карус. с ЧПУ	30	1	30	0,16	0,5 1,73	4,8	8,3
4) кран-балка ПВ=40%	13,9	1	22	0,1	0,5 1,73	1,39	2,4
На шинах ШР-1	78,9			0,13		11,59	20,4	6	4,5	3,33	38,59	22,44	44,64	67,82
1) станки фрезерные	20	2	10	0,12	0,4 2,35	4,8	8,3
2) Вентиляторы	15	2	7,5	0,65	0,8 1,73	0,6	1,4
На шинах ШР-2	35			0,35		12,15	22,5	1,3	4	2	24,3	24,75	34,7	52,7
1) станки токарные	25	5	5	0,12	0,4 2,35	3	7,1
2) Вентиляторы	20	2	10	0,65	0,8 1,73	13	22,5
3) кран-балка ПВ=40%	17	1	11	0,1	0,5 1,73	1,7	2,9
На шинах ШР-3	62			0,29		17,7	32,5	1,5	8	1,72	30,44	35,75	47	71,2
Освещение											8,96	5,6
На шинах 0,38 ТП											103,18	89,03

2.3 Компенсация реактивной мощности

Мощность компенсирующего устройства вычисляется по формуле:

Q_ку = б · УР_расч (tgц_ср.взв -tgц_с) (2.19)

где б - коэффициент, учитывающий возможность компенсации реактивной мощности естественными способами, б = 0,9 [4]

УР_расч - суммарная расчётная активная нагрузка, кВт

tgц_с - коэффициент реактивной мощности, который необходимо достичь после компенсации реактивной мощности, по заданию: tgц_с = 0,45.

tgц_ср.взв - средневзвешенное значение коэффициента реактивной мощности, вычисляется по формуле:

(2.20)

где УQ_расч - суммарная расчётная реактивная нагрузка

=38,7 кВар

Полная расчётная нагрузка на шинах 0,38 кВ трансформаторной подстанции с учётом компенсации реактивной мощности вычисляется по формуле:



(2.21)

2.4 Выбор числа и мощности трансформаторов питающей подстанции

Так как электроприёмники производственного цеха относятся к потребителям 3 категории по требуемой степени надёжности электроснабжения, то на подстанции можно установить 1 трансформатор

В соответствии с нагрузкой намечаем 2 варианта мощности трансформаторов:

1 вар - 1 X 160 кВА

2 вар - 2 X 63 кВА

Покажем расчёт на примере 2 варианта

Проверяем трансформаторы по нормальному режиму. Находим

коэффициент загрузки трансформаторов:

(2.22)

где S_нагр- полная мощность нагрузки, кВА

N - число устанавливаемых трансформаторов

S_ном.тр - номинальная мощность одного трансформатора, кВ·А

К_з =

Проверяем работу трансформаторов в аварийном режиме. Масляные трансформаторы допускают в аварийном режиме перегрузку на 40% 6 часов в сутки в течении 5-ти суток

При отключении одного трансформатора, второй с учётом допустит перегрузки:

1,4 · 63 = 88,2 кВА

Дефицит мощности составит:

115,1 - 88,2 = 26,9 кВА

но т.к. электроприёмники являются потребителями 3-ей категории по надёжности электроснабжения, то часть их можно на время аварии отключить

Проверяем работу трансформаторов по экономически целесообразному режиму

Определяем стоимость потерь энергии по формуле:

С_n=С_о·N·T_м[(ДР_х.х+К_и.п·I_х.х·)+К_з²·(ДР_к.з+К_ип·U_к·] (2.23)

где С_о - стоимость одного кВт?ч, на текущий 2013г, С_о = 0,81 тн/кВт·ч

Т_м - число использования максимума нагрузки, ч [3, с. 38]

К_и.п - Коэффициент изменения потерь, К_и.п = 0,03 кВт/кВАр [6]

ДР_х.х - потери мощности холостого хода, ДР_х.х = 0,24кВт [6,табл.27 27.6]

I_х.х - ток холостого хода, I_х.х = 2,8% [6, табл. 27.6]

ДР_к.з- потери мощности короткого замыкания, ДР_к.з = 1,28кВт [6, табл. 27.6]

U_к - напряжение короткого замыкания, U_к = 4,5% [6, табл. 27.6]

С_n = 4643,73

Определяем капитальные затраты по формуле:

К = N · С_тр(2.24)

где С_тр - стоимость трансформатора, С_тр = 31 тн [6, табл. 27.6]

Находим амортизационные затраты С_а:

С_а = К_а · К(2.25)



где К_а - коэффициент учитывающий отчисления на амортизацию и эксплуатацию, для трансформаторов К_а= 0,12 [6]

Находим суммарные ежегодные затраты:

С_? = С_n+ С_а (2.26)

Для первого варианта результаты сведены в табл. 2.3

Таблица 2.3

Наименование параметров	Вариант 1 - 1 x 160 кВ·А	Вариант 2 - 2 x 63 кВ·А
1	2	3
Кз	0,72	0,91
ДРх.х кВт	0,51	0,24
ДРк.з кВт	2,65	1,28
Uк, %	4,5	4,5
Iх.х, %	2,4	2,8
Тм, ч	2000	2000
Со, тн/кВт•ч	0,81	0,81
Сn, тн	3434,4	4643,7
Стр, тн	550	310
К, тн	550	620
Ка, тн	0,12	0,12
Са, тн	66	74,4
С?, тн	3500,4	4718,1

Так как С_?II> С_?I и К_II> К_I, то выбираем I вариант - 1 X 160 кВА, как более экономичный

2.5 Выбор места расположения питающей подстанции

Место расположения ШР определяется по картограммам нагрузок в зависимости от мощности, запитанных от него электроприёмников.

Распределительные шкафы и цеховую трансформаторную подстанцию целесообразно устанавливать в центре электрических нагрузок (ЦЭН). Координаты ЦЭН определяют по формуле:

Х_цэн= (2.27)

Y_цэн=(2.28)

где Хi - координата i - го электроприёмника по оси абсцисс, м;

Yi - координата i - го электроприёмника по оси ординат, м;

Р_ном.i- номинальная мощность i - го электроприёмника, кВт.

Расчёт покажем на примере ШР - 1:

Х_цэн= = 26,1м

Y_цэн== 8,1м

Для остальных расчет аналогичный результаты сведены в таблице 2.4

Таблица 2.4

Номер ШР	Расчётные координаты	Координаты установки
	X	Y	X	Y
ШР - 1	26,1	8,1	27	7
ШР - 2	25,2	2,5	25,2	1,4
ШР - 3	8,9	12,8	10,8	12,8

2.6 Расчёт сети 0,38 кВ

цех электроснабжение освещение трансформатор

Выбор аппаратов защиты

Выбор сечения проводника для отдельного электроприёмника покажем на примере токарного станка №13. Сечение питающего проводника выбираем по допустимому нагреву:

I_доп ? I_р(2.29)

где I_доп - допустимый ток проводника, определяется сечением

токоведущей жилы, ее материалом, количеством жил, типом изоляции и условиями прокладки, А

Расчётный ток определим по формуле:

I_р=(2.30)

I_р =

данному току соответствует провод АПВ - 2,5 ммІ с I_доп = 19А [7, табл. 1.3.5]

Проверяем выбранное сечение по допустимым потерям напряжения:

?U_доп??U_р(2.31)

где ?U_доп - допустимые потери напряжения, ?U_доп = 5% [7]

?U_р - расчётные потери напряжения, %

?U_р% = (2.32)

где L - длина проводника, км

r_o- активное сопротивление 1км проводника, r_o = 3,12Ом/км, [8, табл. 2-5]

x_o - реактивное сопротивление 1км проводника, x_o = 3,12Ом/км, [8, табл. 2-5]

?U_р%=

т.к. ?U_р < ?U_доп, то сечение 2,5 ммІ соответствует допустимым потерям напряжения. В качестве аппарата защиты выбираем предохранитель по следующим условиям:



U_ном.пр>U_ном(2.33)

I_ном.пр>I_р(2.34)

I_пл.вс>I_пик / б(2.35)

где U_ном.пр - номинальное напряжение предохранителя, В

I_ном.пр- номинальный ток предохранителя, А

I_пл.вс - номинальный ток плавкой вставки, А

I_пик - пиковый ток, А

б - коэффициент, учитывающий условия пуска, б = 2,5 [3, табл. 6.3]

I_пик = К_п • I_р (2.36)

где К_п - кратность пускового тока по отношению к току нормального режима

К_п = 5 [3]

I_пик = 19•5 = 95А

U_ном.пр> 380В

I_ном.пр> 19А

I_пл.вс>95/2,5 = 38А

Выбираем предохранитель ПН - 2, I_ном = 100А I_пл.вс= 40А

Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию:

I_доп ? К_з • I_з(2.37)

где Кз - кратность допустимого тока проводника по отношению к току срабатывания аппарата защиты, Кз= 1 [3, табл. 6.5]

I_з - ток срабатывания защиты, А

т.к. 19 < 1 • 40, то провод не соответствует аппарату защиты поэтому выбираем провод АПВ - 10мм², I_доп = 47А [7, табл. 1.3.5]

Расчёт для группы электроприёмников покажем на примере ШР-1

В соответствии с формулой (2.30) I_р = 67,82А. По условию (2.29) выбираем провод АПВ - 25мм²;I_доп = 80А [7, табл. 1.3.5]

По формуле (2.32) находим:

?U_р% = 0,2%

Провод АПВ-25мм² соответствует допустимым потерям напряжения,

т.к. ?U_р =0,2% ? ?U_доп=5% [7]

В качестве аппарата защиты устанавливаем предохранитель.

Находим пиковый ток:

I_пик = I_р - К_и • I_нб + I_пуск.нб (2.38)

где I_нб - номинальный ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от ШР-1

I_{пуск.нб} - пусковой ток наибольшего по мощности двигателя, питающегося от ШР-1

По формуле (2.30) находим I_нб = 91А, по формуле (2.36) I_{пуск.нб} = 455А

I_пик = 67,82 - 0,13 · 91 + 455 = 511А

По условиям (2.33), (2.34), (2.35) выбираем предохранитель ПН-2

I_ном.пр=250А, I_пл.вс= 250А

Проверяем предохранитель по селективности

Однолинейная схема ШР-1 дана на рис. 2.1

Рис.2.1 Однолинейная схема ШР-1



Предохранитель на вводе не селективен, поэтому выбираем предохранитель ПН-2 I_ном.пр= 400А, I_пл.вс= 350А

Проверяем выбранный провод на соответствие выбранному предохранителю по условию (2.37), т.к.67,82 ? 1 • 350, то провод не соответствует аппарату защиты, поэтому выбираем кабель СБ 3·185 + 1·95 с I_доп = 340А [7, табл. 1.3.15]

С учётом допустимой перегрузки кабель соответствует выбранному предохранителю.

340 · 1,1 = 374А

Для остальных электроприемников и шкафов распределительных расчёт аналогичен, результаты сведены в табл. 2.5

Таблица 2.5

№ линии	трасса	проводник	предохранитель
	Откуда	Куда	Марка	Сечение	Кол-во жил	Длина, м	Тип	Iном A	Iпл.вс. A
1	ТП 110/6	ТП 6/0,4	ААБ	3·10	1014
2	ТП 6/0,4	ШР-1	СБ	3·185 + 1·95	8	ПН-2	400	350
3	ТП 6/0,4	ШР-2	АПВ	50	4	13	ПН-2	250	120
4	ТП 6/0,4	ШР-3	АПВ	35	4	15	ПН-2	100	80
5	ШР-1	13	АПВ	10	4	7,2	ПН-2	100	40
6	ШР-1	20	АПВ	120	4	5,6	ПН-2	250	200
7	ШР-1	35	АПВ	50	4	7,2	ПН-2	100	100
8	ШР-1	37	АПВ	50	4	2	ПН-2	100	100
9	ШР-1	48	АПВ	50	4	2	ПН-2	100	100
10	ШР-2	25	АПВ	35	4	6	ПН-2	100	80
11	ШР-2	28	АПВ	35	4	4,8	ПН-2	100	80
12	ШР-2	40	АПВ	6	4	3,6	ПН-2	100	30
13	ШР-2	43	АПВ	6	4	5	ПН-2	100	40
14	ШР-3	7	АПВ	10	4	5	ПН-2	100	40
15	ШР-3	8	АПВ	10	4	4,5	ПН-2	100	40
16	ШР-3	9	АПВ	10	4	4	ПН-2	100	40
17	ШР-3	14	АПВ	10	4	7,8	ПН-2	100	40
18	ШР-3	15	АПВ	10	4	9,6	ПН-2	100	40
19	ШР-3	47	АПВ	25	4	1,3	ПН-2	100	50
20	ШР-3	59	АПВ	10	4	9,6	ПН-2	100	40
21	ШР-3	60	АПВ	10	4	11,2	ПН-2	100	40

2.7 Расчет сети напряжением выше 1 кВ

Определяем экономически целесообразное сечение по формуле:

F_эк= (2.39)

где j_эк - экономическая плотность тока, j_эк = 1,7 А/мм² [3, табл. 6.8]

В соответствии с формулой (2.30):

I_р = А

F_эк = 9м

Выбираем ближайшее стандартное сечение - 10 ммІ

Выбираем кабель ААБ-3х10 мм²

Проверяем выбранный кабель на термическую стойкость к токам к.з

Термически устойчивое сечение к токам к.з определяется по формуле

F_m.y.= (2.40)

где I_?- установившееся значение периодической составляющей тока к.з

I_? = 2850А (см. разд. 2.8)

С - коэффициент, учитывающий разницу теплоты выделенной проводником дои после короткого замыкания, С = 95 [3, с. 200]

t_пр - фиктивное время, при котором установившийся ток к.з выделяет то же количество теплоты, что и действительный ток к.з. за действительное время

при tg = 0,15с, t_пр = 0,2с, при в''=2 [3, рис. 15.10]

F_т.y = 2850 · = 13

Кабель ААБ 3 х 10 термически устойчив к токам короткого замыкания

Окончательно выбираем кабель ААБ 3 х 10

2.8 Расчет токов короткого замыкания

Расчёт проводим в относительных единицах при базисных условиях. В соответствии с заданием и результатами проектирования составляем расчётную схему и схему замещения. Расчётная схема дана на рис.2.2, схема замещения на рис.2.3

Рис. 2.2 Расчетная схема Рис.2.3 Схема замещения

Примем, что базисная мощность Sб = 100МВА, базисное напряжение Uб = 6,3кВ

Сопротивление воздушной линии находится по формуле:

Х_вл*б =(2.41)

где U_ном.ср- среднее номинальное напряжение ступени, кВ

Х_вл*б = 0,4 · 35 · 100/115І = 0,11Ом

Сопротивление трансформатора находится по формуле:

X_тр.б =* (2.42)

X_тр.б =* = 4,2Ом

Определяем реактивное сопротивление кабельной линии по формуле (2.41):

Х_кл*б = = 0,28 Ом

Находим активное сопротивление кабельной линии по формуле

(2.43)

r_кл*б = = 7,97

Используя признаки параллельного и последовательного соединения сопротивлений, находим активное и индуктивное результирующие сопротивления:

Х_рез*б = 0,11+2,1+0,28 =2,49

R_рез*б = 7,97

т.к=

Z_рез*б= 8,35

Определяем ток короткого замыкания по формуле:

(2.44)



где I_б - базисный ток, кА

По формуле (2.14) находим базисный ток:

I_б = = 9,16кА

I_к.з. = = 1,1кА

Определяем ударный ток:

I_у = (2.45)

I_у = 2,55 • 1,1 = 2,81кА

Находим мощность короткого замыкания:

S_к.з. = (2.46)

S_к.з. = = 11,98 МВА

2.9 Выбор оборудования подстанции

Выбор разъединителей производим по следующим условиям:

U_ном.р>U_ном.(2.47)

I_ном.р>I_расч.(2.48)

i_а. ? i_y.(2.49)

I_tІ · t>I_к²• t_пр(2.50)

где U_ном.р - номинальное напряжение разъединителя

I_ном.р - номинальный ток разъединителя

i_а - амплитудное значение предварительного сквозного тока к.з

I_t - предельный ток термической стойкости

t - время, в течении которого разъединитель выдерживает предельный ток термической стойкости

Номинальные данные разъединителя находим по [6, табл. 31.7]

Выбор выключателя производим по следующим условиям:

U_ном.в= U_ном(2.51)

I_ном.в>I_р (2.52)

i_а. ? i_y(2.53)

I_tІ · t > I_к² • t_пр(2.54)

I_отк>I_к(2.55)

S_отк ? S_к(2.56)

где U_ном.в - номинальное напряжение выключателя, кВ

I_ном.в - номинальный ток выключателя, А

I_отк - номинальный ток отключения выключателя, кА

S_отк - мощность отключения выключателя, МВА

S_отк= • I_отк • U_ном.в(2.57)

Номинальные данные масляного выключателя находим [6, табл. 31.1]. Результаты выбора представлены в табл. 2.6

Таблица 2.6

Выкл. ВММ-10-320-10Т3	Разъед. РВ - 6/400
Расчётные данные	Каталожные данные	Расчётные данные	Каталожные данные
Uном = 6кВ Iр = 48,16 А iy = 5,9кА Iк2 • tпр = 6,5 Iк = 2,85кА Sк = 31,1 МВА	Uном.в = 11кВ Iном.в = 320А iа = 25кА It2 • t = 400 Iотк = 10кА Sотк = 190,3МВА	Uном = 6кВ Iр = 48,16А Iy = 5,9кА Iк2 • tпр = 6,5	Uном.р = 6кВ Iном.р = 400А Iа = 41кА It2 • t =1023



3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ОХРАНА ТРУДА

3.1 Организационные и технические мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1 кВ

Для безопасного проведения работ должны выполняться следующие организационные мероприятия:

- назначение лиц, ответственных за безопасное ведение работ;

- выдача наряда и распоряжения;

- выдача разрешения на подготовку рабочих мест и на допуск;

- подготовка рабочего места и допуск;

- надзор при выполнении работы;

- перевод на другое рабочее место;

- оформление перерывов в работе и её окончание.

Все работы, как со снятием напряжения, так и без него вблизи или на токоведущих частях должны выполняться по наряду-допуску или по распоряжению, поскольку обеспечение их безопасного выполнения требует специальной подготовки рабочего места и выполнения определённых мер. Исключение составляют кратковременные и небольшие по объёму работы, выполняемые дежурным или оперативно-ремонтным персоналом в порядке текущей эксплуатации. Их продолжительность не должна превышать 1 ч.

Подготавливающим рабочее место и допускающим может быть один работник.

Нарядом является составленное на специальном бланке задание на безопасное производство работы, определяющее содержание работы, места, время её начала и окончания, необходимые меры безопасности, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность выполнения работы. Наряд может быть выдан на срок до 15 суток.

Распоряжение является заданием на безопасное производство работы, определяющее содержание работы, места, время, меры безопасности лиц, которым поручено её выполнение. Распоряжение может быть устным и письменным, оно имеет разовый характер. Работы продолжительностью до 1 ч разрешается выполнять по распоряжению ремонтному персоналу под надзором дежурного или лица из числа оперативно-ремонтного персонала, а также самому дежурному или оперативно-ремонтному персоналу. При этом старшее лицо, выполняющее работу или ведущее надзор, должно иметь квалификационную группу IV в электроустановках напряжением выше 1000 В. Если продолжительность этих работ свыше 1 ч или они требуют участия более трёх человек, то они оформляются нарядом.

Выдающий наряд, распоряжение устанавливает возможность безопасного выполнения работы. Он отвечает за достаточность и правильность указанных в наряде мер безопасности, за качественный и количественный состав бригады и назначение ответственных лиц, а также за соответствие выполняемой работе групп по электробезопасности перечисленных в наряде работников. Право выдачи нарядов и распоряжений предоставляется работникам из административно-технического персонала предприятия и его структурных подразделений, имеющим группу V.

Руководитель работ отвечает за выполнение всех указанных в наряде мер безопасности и их достаточность, полноту и качество инструктажа бригады, проводимого допускающим и производителем работ, а также организацию безопасного ведения работы. Руководителями работ должны назначаться инженерно-технические работники с группой V.

Лицо, дающее разрешение на подготовку рабочих мест и на допуск, несёт ответственность за достаточность предусмотренных для работы мер по отключению и заземлению оборудования и возможность их осуществления, а также за координацию времени и места работы допускаемых бригад. Давать разрешение на подготовку рабочих мест и на допуск имеют право работники из дежурного персонала с группой IV в соответствии с должностными инструкциями, а также работники из административно-технического персонала, уполномоченные на это указанием по предприятию.

Лицо, подготавливающее рабочее место, отвечает за правильное и точное выполнение мер по подготовке рабочего места, указанных в наряде, а также требуемых по условиям работы (установка замков, плакатов, ограждений).

Подготавливать рабочие места имеют право дежурный или работники из оперативно-ремонтного персонала, допущенные к оперативным переключениям в данной электроустановке.

Допускающий отвечает за правильность и достаточность принятых мер безопасности и соответствие их мерам, указанным в наряде, характеру и месту работы, за правильный допуск к работе, а также за полноту и качество проводимого им инструктажа. Допускающий должен назначаться из дежурного или оперативно-ремонтного персонала. В электроустановках выше 1000В допускающий должен иметь группу IV. Производитель работ, выполняемых по наряду в электроустановках выше 1000В, должен иметь группу IV. Наблюдающий должен назначаться для надзора за бригадами работников, не имеющих права самостоятельно работать в электроустановках. Наблюдающими могут назначаться работники с группой III.

Каждый член бригады обязан выполнять правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок и инструктивные указания, полученные при допуске к работе и во время работы, а также требования местных инструкций по охране труда.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При проектировании ремонтно-механического цеха получены следующие результаты:

1. Выбран вариант схемы электроснабжения, разработана схема распределительной сети электроснабжения

2. В соответствии с силовой и осветительной нагрузками с учетом экономических показателей для электроснабжения производственного цеха необходимо установить на питающей подстанции 6/0,4кВ один трансформатор мощностью 160кВА

3. Силовые сети 0,38кВ целесообразно выполнить кабелем марки ААБ, проложенным по кабельным конструкциям, и проводом АПВ, проложенным в трубах в полу

4. В качестве аппарата защиты необходимо выбрать предохранители

5.Приведены организационно технические мероприятия по охране труда при проведении работ в электроустановках до 1 кВ

Результаты проектирования даны в таблице:

Наименование электрооборудования	Марка Тип	Единица измерения	Количество
1	2	3	4
Разъединитель трёхполюсной	РВ 6/400	шт.	2
Выключатель масляный	ВММ-10-320-10тз	шт.	1
Трансформатор масляный мощностью 160Кв*А	ТМ 160/6	шт.	1
Предохранитель	ПН-2	шт.	3
тоже Iном=600А Iпл.вс=500А	ПН-2	шт.	3
тоже Iном=250А Iпл.вс=200А	ПН-2	шт.	6
тоже Iном=250А Iпл.вс=120А	ПН-2	шт.	6
тоже Iном=100А Iпл.вс=80А	ПН-2	шт.	9
тоже Iном=100А Iпл.вс=50А	ПН-2	шт.	3
тоже Iном=100А Iпл.вс=40А	ПН-2	шт.	27
тоже Iном=100А Iпл.вс=30А	ПН-2	шт.	3
Кабель на напряжение 6Кв Сечением 3/10м	ААБ	м	1015
Кабель на напряжение 6Кв Сечением 3/185м	СБ	м	10
Светильник	РКУ	шт.	28
Лампы	ДРЛ	шт.	28
Щиток рабочего освещения	ОЩВ-12	шт.	1
Щиток аварийного освещения	ОЩВ-3	шт.	1
Провод с алюминиевыми жилами в ПВХ изоляции Сечением 6м	АПВ		40
Сечением 10м	АПВ	м	480
Сечением 25м	АПВ	м	20
Сечением 35м	АПВ	м	120
Сечением50м	АПВ	м	120
Сечением 120м	АПВ	м	40
Сечением 150м	АПВ	м	40



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Цигельман И.Е. Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий. М.: Высшая школа, 1977.

2. Епанешников М.М. Электрическое освещение. М.: Высшая школа, 1973.

3. Постников Н.П., Рубашов Г.М. Электроснабжение промышленных предприятий. Л.: Стройиздат, 1980.

4. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.- М.: Высшая школа, 1981.

5. Крючков И.П., Кувшинский Н.Н., Неклепаев Б.Н. Электрическая часть станций и подстанций.- М.: Энергия, 1978.

6. Справочник по электроснабжению и оборудованию /Под ред. Федорова А.А., Барсукова А.Н. М., Электрооборудование, 1978.

7. Правила устройства электроустановок /Минэнерго СССР.- М.: Энергия, 1980.

8. Хромченко Г. Е. Проектирование кабельных сетей и проводок - М.: Высшая школа, 1973.

9. Е.Ф. Цапенко. Устройства для защиты от однофазного замыкания на землю. - М.: Энергоатомиздат 1985 г. - 296 с.

10. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. - Киев: Наукова думка, 1985 г. - 354 с.

11. Железко Ю.С.. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях. Руководство для практических расчетов. - М.: Энергоатомиздат, 1989 г. - 176 с.

Размещено на Allbest.ru