Расчет электроснабжения цеха

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Реферат

Данный курсовой проект по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий» состоит из пояснительной записки (49 страниц); графической части (2 листа формата А1); 28 таблиц; 3 рисунка.

СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР, ТЕПЛОВОЙ ИМПУЛЬС, ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ, сТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ЭФЕКТ, ШИНОПРОВОД, ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ОПОРНЫЙ ИЗОЛЯТОР.



Введение

электрический нагрузка трансформатор кабель

Целью данного курсового проекта является получение новых и закрепление имеющихся знаний, а также проявление творческих способностей в области проектирования электроснабжения небольших цехов.

Данный курсовой проект (КП) является завершающим этапом в изучении основного курса специальности «Электроснабжение промпредприятий».

В процессе выполнения КП предстоит выбрать вариант конфигурации сети цеха на 0,4кВ. В расчетном варианте необходимо определить токи короткого замыкания и выбрать коммутационную аппаратуру, при этом предусмотреть, чтобы система электроснабжения обладала высокими технико-экономическими показателями и обеспечивала бы соответствующую степень качества и требуемую степень надежности электроснабжения проектируемого объекта.



Исходные данные на курсовой проект

Номер рисунка 1 (распределительная сеть 0,4 кВ)

Вариант № 2

Наименование электроприемников, их количество и мощности

№	Наименование ЭП	Номер на плане	Мощность,кВт	шт.
1	Кругло-шлифовальный	1-13	21	13
2	Токарно-револьверный	14-18	17	5
3	Вертикально-сверлильный	19-24	29	5
4	Токарный полуавтомат	25-28	23	14
5	Плоскошлифовальный	29-31	18	3
6	Токарный с ЧПУ	32,33	44	2
7	Горизонтально-проточный	34-36	21	3
8	Горизонтально-расточный	37-40	23	4
9	Вентустановка	41,42	15	2
10	Радиально-сверлильный	43-45	42	3
11	Безцентро-шлифовальный	46,47	29	2
12	Токарно-винторезный	48,49	12	2
13	Точильно-шлифовальный	50-54	21	5
14	Нагревательная печь	55,56	80	2
15	Термическая печь	57,59	60	3
16	Электротермическая печь	60-62	55	3
17	Вентустановка	63	12	1
18	Точечные стационарные	64-67	120	4
19	Сварочные стыковые	68-70	90	3
20	Сварочные шовные роликовые	71-73, кВА	100	3
21	Сварочные точечные	74-76, кВА	110	3
22	Вентустановка	77,78, кВА	18	2



1. Расчёт трехфазных электрических нагрузок в распределительной сети 0,4 кВ

Расчет электрических нагрузок производится методом расчетного коэффициента. Данный метод расчета позволяет определить электрические нагрузки электроприемников напряжением до 1000 В. Произведём расчёт для электроприемника «кругло-шлифовальный» станок.

Алгоритм расчета

1) Номинальная мощность электроприёмника

2) Количество электроприемников,

3) По справочным данным определим значения коэффициентов использования и мощности, а также по ;

4) Суммарная мощность группы электроприемников:

5) Определяем среднюю активную и реактивную мощности данной группы электроприемников:

6) Найдём значение величины

Аналогичный расчет выполняем для всех остальных видов электроприемников, за исключением сварочной нагрузки. Полученные данные сводим в таблицу №1

7) Рассчитаем эффективное число электроприемников:

8) Определим средневзвешенный коэффициент использования:

9) Определим значение расчетного коэффициента :

10) для магистрального шинопровода имеем:

при

11) Определим значения , ,:

С учётом осветительной и сварочной нагрузок:



Полученные данные заносим в таблицу №1.1

Наименование эп	N,шт	Pном,кВт	Pсум,кВт	Ки	cos	tg	Pср,кВт	Qср,кВт	n*	Nэ	Кр	Pр,кВт	Qр,квар	Sр,кВА	Iр,А
Кругло-шлифовальный	13	21	273	0,17	0,65	1,17	46.41	54.25	5733
Токарно-револьверный	5	17	85	0,18	0,65	1,17	15.3	17,88	1445
Вертикально-сверлильный	6	29	174	0,14	0,4	2.3	24.36	55.81	5046
Токарный полуавтомат	4	23	92	0,2	0,65	1,17	18.4	21.51	2116
Плоскошлифовальный	3	18	54	0,17	0,65	1,17	9,18	10,74	972
Токарный с ЧПУ	2	44	88	0,2	0,65	1,17	17,6	20,6	3872
Горизонтально-проточный	3	21	63	0,2	0,65	1,17	12,6	14,74	1323
Вентустановка	2	15	30	0,65	0,8	0.75	19,5	14,62	450
Радиально-сверлильный	3	42	126	0,14	0,4	2.3	17,64	40,6	5292
Безцентро-шлифовальный	2	29	58	0,2	0,65	1,17	11,6	13,6	1682
Токарно-винторезный	2	12	24	0,12	0,4	2.3	2,88	6,62	288
Точильно-шлифовальный	5	21	105	0,2	0,65	1,17	21	24,6	2205
Нагревательная печь	2	80	160	0,8	0,95	0,33	128	42.1	12800
Термическая печь	3	60	180	0,8	0,95	0,33	144	47.3	10800
Электротермическая печь	3	55	165	0,8	0,95	0,33	132	43.4	9075
Вентустановка	1	12	12	0,65	0,8	0,75	7.8	5.85	144
Вентустановка	2	18	36	0,65	0,8	0,75	23,4	17,55	648
Кран	1	50	50	0,15	0,5	1.73	7,5	12,97	2500
Горизонтально-расточный	4	23	92	0,17	0,65	1.17	15,64	18,3	2116
ИТОГО	66		1867	0,36			674,8	483	68507	51	0,7	472,4	338,1
Осветительная НГ												49,7	21,1
Сварочная НГ												56,9	86,8
Итого по цеху												579	446	731	1055

Таблица 1.1- Расчет нагрузок для выбора цехового трансформатора и ШМА

2. Расчёт сварочной эквивалентной трёхфазной нагрузки

Все машины контактной электросварки являются однофазными с повторно-кратковременным режимом работы.

Расчет электрических нагрузок машин контактной сварки производится по полной мощности, за расчетную нагрузку по нагреву принимается среднеквадратичная нагрузка.

Таблица 2.1- Исходные данные для расчета электрических нагрузок машин контактной сварки

Наименование ЭП
Точечные стационарные	4	120	0,55	0,03	0,8	2,88	16,62
Сварочные стыковые	3	90	0,55	0,02	0,8	1,44	10,18
Сварочные шовные роликовые	3	100	0,55	0,04	0,8	3,2	16
Сварочные точечные	3	110	0,55	0,04	0,8	3,52	17,6

1. Распределение нагрузки по трем парам фаз(отталкиваемся от номинальных значений):

2. Определим средние нагрузки каждой машины:

- коэффициент загрузки i-той сварочной машины;

- коэффициент включения i-той сварочной машины.



3. Определим среднюю мощность каждой пары фаз:

4. Определим среднеквадратическую мощность каждой сварочной машины:

5. Среднеквадратичная нагрузка каждой пары фаз:

6. Расчетная мощность всех сварочных машин определяеться по двум наиболее загруженным парам фаз:

7. Расчетную активную и реактивную нагрузки находим по формулам:

Полученные значения заносим в таблицу №1.1

3. Расчет осветительной нагрузки

Освещение рассчитывается по удельной нагрузке на единицу производственной площади:

Определим площадь цеха:

Расчетная активная нагрузка:

где - удельная электрическая нагрузка на единицу производственной площади, кВт/. Примем, что и освещение производится люминесцентными лампами с cos

Расчетная реактивная нагрузка:

Полученные значения заносим в таблицу №1

4. Расчёт нагрузки крана

Кран имеет три двигателя: тележки, моста, подъема.

Соотношения мощностей 1:2:3. Мощность крана 50 кВт

Мощность тележки:

Мощность моста:

Мощность подъема:

Коэффициенты включения:

для тележки

для моста

для подъема

Определим мощности двигателей:



Определим номинальную мощность крана:

Полученные значения заносим в таблицу №1.1

5. Выбор числа и мощности цехового трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности

Применяем однотрансформаторную подстанцию, т.к в цехе приемники электроэнергии, допускающие перерыв электроснабжения на время доставки складского резерва, т.е для потребителей II и III категории, а также они допустимы для небольшого количества (до 20%) потребителей I категории.

Т.к взаиное резервирование присутствует, то примем коэффициент загрузки

Выбор мощности силового трансформатора КТП производится с учётом компенсации реактивной мощности.

Мощность трансформатора определяется по активной расчётной нагрузке:

где - количество трансформаторов, равное 1;

- коэффициент загрузки, равный 0,8

берется из таблицы №1

Выбираем трансформатор ТМ-1000/10-У1с параметрами: ;

; ; ;

Определим реактивную мощность, которую целесообразно пропустить через трансформатор в сеть с напряжением до 1 кВ:

Первая составляющая мощности батареи конденсаторов в сети напряжением до 1000 В:

Вторая составляющая мощности батареи конденсаторов, определяемая в целях оптимального снижения потерь в трансформаторе и снижении потерь в сети 10 кВ:

где - экономическое значение = 0,25

Выбираем стандартные компенсирующие устройства по :

Определим реальный коэффициент загрузки трансформатора с учётом КУ:

Определим потери в трансформаторе

Потери определяются по следующим формулам:

р



6. Выбор магистрального и распределительных шинопроводов

Выбор ШМА

Выбираем магистральный шинопровод по расчетному току . Выбираем ШМА типа ШМА-73 на .

Выбор ШРА

Произведем расчет нагрузок для выбора ШРА. Составим таблицу нагрузок для расчета ШРА1,2 (таблицы № 7.1-7.2)

Алгоритм расчета как и у ШМА, но расчетный коэффициент находится по таблице 1 (спр. данные) где Кр 1, реактивная мощность находиться из условия

для n : Qp = Qср; Pр = Кр Pср

для n10 : Qp =1,1 Qср; Pр = Кр Pср

Исходя из значений таблицы № по расчетному току . выбираем ШРА1 типа ШРА-73 - 400

Исходя из значений таблицы № по расчетному току . выбираем ШРА2 типа ШРА-73 - 250

7. Выбор силовых пунктов

Произведем расчет нагрузок для выбора СП. Составим таблицу нагрузок для расчета СП 1,2,3,4 (таблицы № 7.3-7.6)

Алгоритм расчета как и у ШРА, расчетный коэффициент находится по таблице 1 (спр. данные) где Кр 1, реактивная мощность находиться из условия

для n10 : Qp =1,1 Qср; Pр = Кр Pср

Проверим силовые пункты на токи отходящих линий

Выбираем силовые пункты: № 1. : ШРС1 - 54УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 100 А типа ПН2 - 100 (до 100 А)

Выбираем силовые пункты: № 2. : ШРС1 - 53УЗ на номинальный ток шкафа 250 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 60 А типа НПН - 60 (до 63А)

Сделаем проверку на токи отходящих линий, возьмем самый мощный приемник с учетом tg

(точильно шлифовальный) и определим его номинальный ток:

Выбираем силовой пункт: № 3 : ШРС1 - 28 УЗ на номинальный ток шкафа 400 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей: 2х60 + 4х100 + 2х250 А типа ПН2 - 100 (до 100 А), НПН2-60 (до 63А), ПН2-250 (до 250А)

Сделаем проверку на токи отходящих линий, возьмем самый мощный приемник с учетом Ки (нагревательная печь) и определим его номинальный ток:

Выбираем силовой пункт: № 4 : ШРС1 - 54УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 100 А типа ПН2 - 100 (до 100 А)

Сделаем проверку на токи отходящих линий, возьмем самый мощный приемник с учетом tg (Электротермическая печь) и определим его номинальный ток:

Выбранные силовые пункты выбраны верно

Таблица 7.1- Расчёт ШРА- 1.

Наименование ЭП					ц									кВА
Кругло-шлифовальный	13	21	273	0,17	0,65	1,17	46,41	54,25	5733
Токарно-револьверный	5	17	85	0,18	0,65	1,17	15,3	17,88	1445
Вертикально -сверлильный	6	29	174	0,14	0,4	2,3	24,36	55,81	5046
Вентустановка	2	15	30	0,65	0,8	0.75	19,5	14,62	450
ИТОГО	26		568	0,19		1,33	109,47	145,49	12872	26	1,1	120,42	145,49	188,8	272,5

Таблица 7.2- Расчёт ШРА- 2.

Наименование ЭП					ц									кВА
Токарный полуавтомат	4	23	92	0,2	0,65	1,17	18.4	21.51	2116
Плоскошлифовальный	3	18	54	0,17	0,65	1,17	9,18	10,74	972
Токарный с ЧПУ	2	44	88	0,2	0,65	1,17	17,6	20,6	3872
Горизонтально-проточный	3	21	63	0,2	0,65	1,17	12,6	14,74	1323
Горизонтально-росточный	4	23	92	0,17	0,65	1.17	15,64	18,3	2116
ИТОГО	16		389	0,19		1,17	73,42	85,9	10399	15	1,26	92,5	85,9	126,2	182



Таблица 7.3 - Расчет СП-1.

Наименование ЭП					ц									кВА
Радиально -сверлильный	3	42	126	0,14	0,4	2.3	17,64	40,6	5292
Безцентро-шлифовальный	2	29	58	0,2	0,65	1,17	11,6	13,6	1682
Токарно - винторезный	2	12	24	0,12	0,4	2.3	2,88	6,62	288
ИТОГО	7		208	0,154		2,06	32,12	60,82	7262	6	1,96	62,95	66,9	91,8	132,5

Таблица 7.4 - Расчет СП-2.

Наименование ЭП					ц									кВА
Точильно-шлифовальный	5	21	105	0,2	0,65	1,17	21	24,6	2205
ИТОГО	5		105	0,2		1,17	21	24,6	2205	5	1,78	37,4	27,06	46,2	66,7

Таблица 7.5 - Расчет СП-3.

Наименование ЭП					ц									кВА
Нагревательная печь	2	80	160	0,8	0,95	0,33	128	42,1	12800
Термическая печь	3	60	180	0,8	0,95	0,33	144	47,3	10800
ИТОГО	5		340	0,8			272	89,4	23600	5	1	272	98,34	289,2	417,4



Таблица 7.6 - Расчет СП-4.

Наименование ЭП					ц									кВА
Электротермическая печь	3	55	165	0,8	0,95	0,33	132	43,4	9075
Вентустановка	1	12	12	0,65	0,8	0,75	7,8	5,85	144
ИТОГО	4		179	0,78		0,35	139,8	49,25	9219	4	1	139,8	54,18	149,9	216,4

Выбор силовых пунктов сварочного отделения

Выбор силового пункта №5

Составим таблицу загрузок (таблица № 7,7)

Таблица 7.7- Расчет СП №5

Наименование ЭП
Точечные стационарные	4	120	0,55	0,03	0,8	2,88	16,62
Сварочные точечные	3	110	0,55	0,04	0,8	3,52	17,6

Алгоритм расчета

1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:

2. Определим средние нагрузки каждой машины:

- коэффициент загрузки i-той сварочной машины;

- коэффициент включения i-той сварочной машины.

3.Определим среднюю мощность каждой пары фаз,например, АВ:



4. Определим среднеквадратическую мощность каждой сварочной машины:

5.Среднеквадратичная нагрузка каждой пары фаз, например, АВ, определяется по формуле:

6. Расчетная мощность всех сварочных машин определяеться по 2-ум наиболее загруженным парам фаз:



7. Определим расчетную активную и реактивную и полную мощность :

= 82,4 кВА

Выбираем силовой пункт № 5 : ШРС1 - 53УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 60 А типа НПН2 - 60 (до 63А)

Проверим силовой пункт на токи отходящих линий:

Определим номинальный ток для одной машины - точечный стационарный с максимальной :

Силовой пункт выбран верно

Выбор силового пункта №6

Составим таблицу загрузок (таблица № 7.8)

Таблица 7.8 - Расчет СП №6

Наименование ЭП
Сварочные стыковые	3	90	0,55	0,02	0,8	1,44	10,18
Сварочные шовные роликовые	3	100	0,55	0,04	0,8	3,2	16

Алгоритм расчета

1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:

2. Определим средние нагрузки каждой машины:

- коэффициент загрузки i-той сварочной машины;

- коэффициент включения i-той сварочной машины.

3.Определим среднюю мощность каждой пары фаз,например, АВ:

4. Определим среднеквадратическую мощность каждой сварочной машины:

5.Среднеквадратичная нагрузка каждой пары фаз, например, АВ, определяется по формуле:

6. Расчетная мощность всех сварочных машин определяеться по 2-ум наиболее загруженным парам фаз:

7. Определим расчетную активную и реактивную и полную мощность :

Кроме сварочной нагрузки к СП-6 подключена две вентустановки, с Суммируем сварочную нагрузку и нагрузку вентустановок.

= 101 кВА

Выбираем силовой пункт № 6 : ШРС1 - 53УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 60 А типа НПН2 - 60 (до 63А)

Проверим силовой пункт на токи отходящих линий:

Определим номинальный ток для одной машины - сварочный - стыковой с максимальной :

Силовой пункт выбран верно

8. Выбор кабелей и кабельных перемычек

Сечение жил кабелей цеховой сети выбирают по нагреву длительным расчетным током по условию:

где расчётный ток, А;

длительно допустимый ток заданного сечения, А.

номинальная мощность электроприёмника, кВт;

номинальный коэффициент мощности электроприёмника.

Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором должно выполнятся условие:

для печей и сварочных машин:

За расчетный ток для сварочных машин принимаем среднеквадратический ток:

Таблица 8.1 - Выбор кабелей для ЭП, у которых АД с К.З. ротором является привод.

Наименование ЭП
Кругло-шлифовальный	21	0,65	46,6	58,29	60	16
Токарно-револьверный	17	0,65	37,7	47,18	60	16
Вертикально-сверлильный	29	0,4	104,6	130,8	155	70
Токарный полуавтомат	23	0,65	51	63,84	80	25
Плоскошлифовальный	18	0,65	40	50	60	16
Токарный с ЧПУ	44	0,65	97,7	122,1	155	70
Горизонтально-проточный	21	0,65	46,6	58,3	60	16
Горизонтально-расточный	23	0,65	51	64	80	25
Вентустановка	15	0,8	27	34	46	10
Радиально-сверлильный	42	0,4	151,5	189,4	190	95
Бесцентро-шлифовальный	29	0,65	64,4	80,5	80	25
Токарно-винторезный	12	0,4	43,3	54,1	60	16
Точильно-шлифовальный	21	0,65	46,6	58,3	60	16
Вентустановка	12	0,8	21,65	27	29	4
Вентустановка	18	0,8	32,5	40,6	46	10
Кран	50	0,5	144,3	180,4	190	95

Таблица 8.2- Выбор кабелей для ЭП термического отделения

Наименование ЭП
Нагревательная печь	80	0,95	121,54	155	70
Термическая печь	60	0,95	91,16	95	35
Электротермическая печь	55	0,95	83,56	95	35

Таблица 8.3 - Выбор кабелей для ЭП сварочного отделения

Наименование ЭП
Точечные стационарные	16,62	41,5	46	10
Сварочные точечные	17,6	44	46	10
Сварочные стыковые	10,18	25,5	29	4
Сварочные шовные роликовые	16	40	46	10

Таблица 8.4- Выбор кабелей и кабельных перемычек между ШМА и ШРА,СП,

Наименование шинопровода
ШМА- ШРА - 1	272,5
ШМА- ШРА - 2	182
ШМА- СП - 1	132,5	190	95
ШМА- СП - 2	66,7	95	35
ШМА- СП - 3	417,4
ШМА- СП - 4	216,4	220	120
ШМА- СП - 5	119	120	50
ШМА- СП - 6	146	155	70

Проверим кабель по допустимой потере напряжения:

Проверим кабель для кругло-шлифовального станка:

=

= 0,79

расчетный ток кабельной линии, А;

длна кабельной линии, км;

погонное активное и реактивное сопротивление кабелей,

количество параллельно проложенных кабелей.

Данные заносим в таблицы № 8

Таблица 8.5 Проверка кабельных линий по потере напряжения.

Наименование ЭП
Кругло-шлифовальный	21	3	0,65	46,6	1,94	0,0675	3,17	0,79
Токарно-револьверный	17	4.3	0,65	37,7	0,62	0,0625	1,26	0,31
Вертикально-сверлильный	29	3	0,4	104,6	0,443	0,0612	1,26	0,31
Вентустановка	15	9,5	0,8	27	3,1	0,0730	11,2	2,7
Токарный полуавтомат	23		4	0,65	51	1,24	0,0662	3	0,75
Плоскошлифоваль-ный	18	3.2	0,65	40	1,94	0,0675	2,9	0,72
Токарный с ЧПУ	44	2	0,65	97,7	0,443	0,0612	1,13	0,28
Горизонтально-проточный	21	4,5	0,65	46,6	1,94	0,0675	4,7	1,19
Горизонтально-росточный	23	4	0,65	51	1,24	0,0662	3,02	0,75
Радиально - сверлильный	42	6,4	0,4	151,5	0,326	0,0602	3,1	0,77
Безцентро-шлифовальный	29	3.2	0,65	64,4	1,24	0,0662	3,05	0,76
Токарно - винторезный	12	11	0,4	43,3	1,94	0,0675	6,9	1,7
Точильно-шлифовальный	21	14	0,65	46,6	1,94	0,0675	14,8	3,7
Нагревательная печь	80	3.2	0,95	121,5	0,443	0,0612	2,95	0,73
Термическая печь	60	3.2	0,95	91,16	0,89	0,0637	4,37	1,09
Электротермическая печь	55	5.5	0,95	83,56	0,89	0,0637	6,8	1,7
Вентустановка	12	2.5	0,8	21,65	5,17	0,09	3,92	0,98
Вентустановка	18	8	0.8	32,5	5,17	0,09	18,8	4,7

Все кабели проверку проходят.

Таблица 8.6 Проверка кабельных линий от ШМА к СП сварочного отделения

Наименование инопровода
ШМА-СП-5	119	0,55	0,835	21	0,62	0,0625	16,9	4,24
ШМА-СП-6	146	0,55	0,835	6	0,443	0,0612	4,4	1,1

Все кабели проверку проходят

Таблица 8.7 Проверка кабельных линий сварочного отделения по потере напряжения.

Наименование ЭП
Точечные стационарные	16,62	41,5	0,55	0,83	16	3,1	0,073	20,2	5
Сварочные точечные	17,6	44	0,55	0,83	14	3,1	0,073	18,8	4,7
Сварочные стыковые	10,18	25,5	0,55	0,83	12	5,17	0,09	15,4	3,86
Сварочные шовные роликовые	16	40	0,55	0,83	11,5	3,1	0,073	14	3,5

Все кабели проверку проходят

9. Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт ведём для двух наиболее электрически удалённых электроприёмников. Это радиально-сверлильный станок (№45) подключённая к СП-1, и вентустановка (№42), подключённая к ШРА-1.

Рисунок № 9.1 Однолинейная схема для расчёта токов КЗ

Определим параметры схемы замещения

Сопротивление кабельный линий прямой определяем по формуле:

погонное активное и реактивное сопротивление кабельных линий соответственно, .

длина кабельных линий, м.

количество параллельно проложенных кабелей, шт.

Сопротивление нулевой последовательности кабельных линий:

Таблица №9.1 Расчёт сопротивлений прямой и нулевой последовательности кабельных линий

Наименование КЛ
КЛ-8	185	14,1	1	0,167	0,0596	2,358	0,84	23,58	3,36
КЛ-10	10	9,5	1	3,1	0,073	29,45	0,69	294,5	2,774
КЛ-1	95	38	1	0,326	0,0602	12,4	2,28	124	9,12
КЛ-9	95	6,4	1	0,326	0,0602	2,08	0,385	20,8	1,54

Сопротивление прямой последовательности магистрального и распределительного шинопровода:

Сопротивление нулевой последовательности магистрального и распределительного шинопровода:

Таблица №9.2 Расчёт сопротивлений шинопроводов прямой и нулевой последовательности для различных точек КЗ

Точка	Тип
К2,К3	ШМА	49	0,031	0,017	1,519	0,83	15,2	8,3
	ШРА-1	54	0,15	0,1	8,1	5,4	81	54
К4,К5	ШМА	10,2	0,031	0,017	0,317	0,17	3,17	1,73

Сопротивление трансформатора определим по формуле:

потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт;

номинальное напряжение на вторичной обмотке, кВ;

номинальная мощность трансформатора, кВА;

напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

Из справочника находим сопротивления автоматических выключателей и предохранителей:

для выключателей Электрон Э16В с

для выключателей ВА 0436 с 400 А

для выключателей ВА 0436 с 160 А

Сопротивление контактов соединений шинопроводов:

ШМА (К2,К3) 9 секции по 6 метров

ШМА(К4,К5) 1,7 секций по 6 метра

ШРА (К4,К5) 18 секций по 3 метра

Сопротивление контактов соединительных кабелей (учитываем по 2 контакта на 1 кабель):

Рисунок №9.2 Схема замещения для расчета токов к.з.

Расчёт токов однофазного и трёхфазного КЗ

Ток трёхфазного короткого замыкания определяем по формуле:

Ток однофазного короткого замыкание определяется по формуле:

среднее номинальное напряжение сети, В, где произошло КЗ;

суммарные соответственно активное и индуктивное сопротивления схемы замещения прямой последовательности относительно точки КЗ, включая сопротивления шинопроводов, аппаратов и переходные сопротивления контактов, начиная от нейтрали понижающего трансформатора, мОм;

то же, нулевой последовательности.

Сопротивления нулевой последовательности трансформатора с низшим напряжением до 1кВ при схеме соединения обмоток тр-11 принимаем равными сопротивлениям прямой последовательности.

Рассчитываем ток трёхфазного КЗ в точке К1.

Полагаем, что КЗ в начале ШМА т.к. необходимо рассчитать максимальное значение тока КЗ

Суммарное активное сопротивление равно:



Суммарное реактивное сопротивление равно:

Ток трехфазного КЗ равен:

Рассчитываем ток однофазного КЗ в точке К1.

Определяем ток однофазного короткого замыкания. Находим сопротивления обратной (равно прямой т.к. нет вращающихся машин) и нулевой последовательности. Следует заметить, что в сопротивлении прямой последовательности нужно учитывать активное сопротивление дуги. Влияние активного сопротивления дуги на то КЗ учтем путем умножения расчетного тока КЗ, найденного без учета сопротивления дуги в месте КЗ на зависящей от сопротивления цепи КЗ поправочный коэффициент К_с.

Для всех остальных точек мы находим ток КЗ без учета дуги.

Полагаем, что КЗ в конце ШМА т.к. необходимо рассчитать минимальное значение тока КЗ.

Тогда с учетом сопротивления дуги имеем ток однофазного к.з.

Для всех остальных точек выполняем аналогичный расчет. Результаты сводим в таблицу № 8.3

Таблица 9.3 Расчёт токов КЗ

№ точки
К1	1,91	8,7	25,9	3,453	9,533	17,12	17,03	14,4	0,68	10,88
К2	6,5	10,54	18,6	11,861	18,64	95,5	106,6	62,3	1,034	3,83
К3	41,57	19,33	5,01	41,4	19,33	390,1	113,51	165,5	0,94	1,3
К4	15,98	11,85	11,6	17,52	11,85	130,4	24,2	57,4	0,82	3,29
К5	18,18	12,24	10,5	19,73	12,24	151,4	25,75	65,8	0,84	2,94

10. Расчет пусковых и пиковых токов.

Расчет пусковых токов

Пусковой ток определяем для приемников имеющих АД с короткозамкнутым ротором для проверки вставок предохранителей.

Пусковой ток приемника определяют по формуле:

, где

- нормальный ток ЭП, которой определяется по следующей формуле:

- кратность пускового тока, т.к отсутствуют данные примем:=5

Таблица №10.1 Значения пусковых токов для приемников с АД

Наименование ЭП
Кругло-шлифовальный	21	0,65	46,6	5	233
Токарно-револьверный	17	0,65	37,7	5	188,5
Вертикально-сверлильный	29	0,4	104,6	5	523
Токарный полуавтомат	23	0,65	51	5	255
Плоскошлифовальный	26	0,65	40	5	200
Токарный с ЧПУ	58	0,65	97,7	5	488,5
Горизонтально-проточный	15	0,65	46,6	5	233
Горизонтально-расточный	33	0,65	51	5	255
Вентустановка	18	0,8	27	5	135
Радиально-сверлильный	38	0,4	151,5	5	757,5
Бесцентро-шлифовальный	14	0,65	64,4	5	322
Токарно-винторезный	24	0,4	43,3	5	216,5
Точильно-шлифовальный	28	0,65	46,6	5	233
Вентустановка	12	0,8	21,6	5	108,25
Вентустановка	14	0,8	32,5	5	162,5

Расчет пиковых токов

Определение пиковых токов магистральных, распределительных шинопроводов и СП

Для расчета пиковых токов магистральных, распределительных шинопроводов и СП использеум следующую формулу:

где

I_p - расчетный ток ШМА, ШРА, СП, А;

I_п.max - пусковой ток наибольшего по мощности ЭП, подключаемого к ШМА, ШРА, СП,А;

K_и - коэффициент использования наибольшего по мощности ЭП, А;

I_н.max - номинальный ток наибольшего по мощности ЭП.

Расчет пикового тока ШМА

Определим номинальный ток наибольшего по мощности приемника (в данном случае им является - токарный с ЧПУ с K_{и =} 0,2):

- максимальный расчетный ток узла нагрузки(ШМА), с учетом компенсации реактивной мощности;

, тогда

Расчет пикового тока ШРА-1

Наибольшим по мощности электроприемником является вертикально-сверлильный с

Максимальный расчетный ток ШРА-1

Расчет пикового тока ШРА-2

Наибольшим по мощности электроприемником является токарный с ЧПУ с

Максимальный расчетный ток ШРА-2

Расчет пикового тока СП-1

Наибольшим по мощности электроприемником является радиально-сверлильный станок с

Максимальный расчетный ток СП-1

Расчет пикового тока СП-2

Наибольшим по мощности электроприемником является токарно-револьверный станок с

Максимальный расчетный ток СП-2



Расчет пикового тока СП-4

Кроме вентустановки, СП-4 питает электротермические печи, пиковый ток которых практически не отличается от номинального, поэтому используем мощность двигателя вентустановки с

Максимальный расчетный ток СП-4

Расчет пиковых токов машин контактной электросварки

Машины контактной электросварки относятся к потребителям с резкопеременным режимом работы и создают пиковые нагрузки с большой частотой, вследствии чего в сети возникают колебания напряжения.

Пиковая мощность машины в момент сварки определяется по формуле:

Расчетный пик любой пары фаз, например фазы АВ, определяется по формуле:

Где - число одновременно работающих машин, определенных по кривым вероятности

- число машин, подключенных к данной пары фаз

При определении рассчитывается средневзвешенное значение

Пиковая нагрузка для линейного провода определяется по формуле, соответственно пикам двух пар фаз, например в фазе В:

Где , - пиковая нагрузка для пары фаз АВ и для пары фаз ВС

Пиковый линейный ток:

Где - линейное напряжение, кВ

Расчёт пикового тока СП-5

Таблица 10.2 Расчет СП №5

Наименование ЭП
Точечные стационарные	4	120	0,55	0,03	0,8	2,88	16,62
Сварочные точечные	3	110	0,55	0,04	0,8	3,52	17,6

Алгоритм расчета

1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:

2. Определяем пиковую мощность каждой группы машин:

3. В каждой паре фаз находим средневзвешенный коэффициент включения:

АВ:

BC:

CA:

по кривым определяется количество одновременно работающих машин m из общего числа n в каждой паре фаз:

АВ:

BC:

CA:

4. В каждой паре фаз машины разбиваются на группы с одинаковой мощностью и одинаковыми коэффициентами включения и по кривым вероятности определяем количество одновременно работающих машин в каждой группе:

АВ:

BC:

CA:

5. В каждой паре фаз выбираем машины с наибольшей пиковой мощностью в соответствии с полученным количеством одновременно работающих машин m, определяем суммарное значение пиковой мощности в каждой паре фаз:

АВ:

ВС:

СА:

6. Определим пиковую мощность наиболее загруженной фазы по двум наиболее загруженным парам фаз, следовательно наиболее загруженная фаза B:

Определим пиковый ток

Расчёт пикового тока СП-6

Таблица 10.3 Расчет СП №6

Наименование ЭП
Сварочные стыковые	3	90	0,55	0,02	0,8	1,44	10,18
Сварочные шовные роликовые	3	100	0,55	0,04	0,8	3,2	16

Алгоритм расчета

1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:

2. Определяем пиковую мощность каждой группы машин:

3. В каждой паре фаз находим средневзвешенный коэффициент включения:

АВ:

BC:

CA:

по кривым определяется количество одновременно работающих машин m из общего числа n в каждой паре фаз:

АВ:

BC:

CA:

4. В каждой паре фаз машины разбиваются на группы с одинаковой мощностью и одинаковыми коэффициентами включения и по кривым вероятности определяем количество одновременно работающих машин в каждой группе:

АВ:

BC:

CA:

5. В каждой паре фаз выбираем машины с наибольшей пиковой мощностью в соответствии с полученным количеством одновременно работающих машин m, определяем суммарное значение пиковой мощности в каждой паре фаз:

АВ:

ВС:

СА:

6. Определим пиковую мощность наиболее загруженной фазы по двум наиболее загруженным парам фаз :

Определим пиковый ток

Но кроме сварочной нагрузки СП-6 питает две вентустановки, поэтому определим пусковой ток АД вентустановок.

Мощность двигателя вентустановки с

Максимальный расчетный ток СП-6

т. е. пусковой ток оказался меньше тока сварки, следовательно в дальнейшем ориентируемся по пиковому току сварки.

11. Защита цеховых электрических сетей

В сетях напряжением до 1000 В защиту выполняют плавкими предохранителями и автоматическими выключателями.

Плавкий предохранитель предназначен для защиты электроустановок от перегрузок и токов к.з. Основными его характеристиками являются: номинальный ток плавкой вставки номинальный ток предохранителя номинальное напряжение предохранителя номинальный ток отключения предохранителя защитная (ампер - секундная) характеристика предохранителя.

Обозначения в расчете:

- номинальное напряжение сети, кВ;

- максимальный ток к.з. сети, А;

- максимальный расчётный ток, А;

- пусковой ток двигателя, А.

- длительно допустимый ток защищаемого участка сети;

- минимальный ток к.з.

Алгоритм расчета

Рассмотрим на примере выбор предохранителя к кругло-шлифовальному станку (№1).

2)

Выбираем предохранитель типа НПН - 60 с ; ;

т.к предохранитель выбирается к индивидуальному приемнику, то за расчетный ток принимается номинальный :

= 46,6 А

3)

4) , где 46,6 = 233 А;

- коэффициент перегрузки, учитывающий превышение тока двигателя сверх номинального значения в режиме пуска, принимаемый 2,5 - для легких условий пуска.

= = 93,2 А ,

т.е = 93,2 А - выбранный предохранитель не подходит. Выберем предохранитель типа ПН-2 100 с = 50 кА; ; , где

= 93,2 А

Токи плавки вставок должны соответствовать кратностям допустимых длительных токов (согласование с сечением):

Проверка предохранителя на:

6) - на чувствительность

300 А

7) - на отключающую способность

50 кА 5,01 кА , где = = 5,01 кА

Выбираем предохранитель типа ПН-2 100: = 50 кА; ;

Uн = 400 В.



По данному алгоритму выбираем предохранители и выбор сводим в таблицу № 11.1

Таблица №11.1 Выбор предохранителей для ЭП, приводом которых является АД с КЗ ротором

Наименование ЭП														Тип
Кругло-шлифовальный	21	46,6	233	93,2	16	60	180	100	100	300	1300	50	5,01	ПН2 100
Токарно-револьверный	17	37,7	188,5	75,4	16	60	180	100	80	240	1300	50	5,01	ПН2 100
Вертикально-сверлильный	29	104,6	523	209,2	70	155	465	250	250	750	1300	40	5,01	ПН2 250
Токарный полуавтомат	23	51	255	102	25	80	240	250	120	360	1300	40	5,01	ПН2 250
Плоскошлифовальный	18	40	200	80	16	60	180	100	80	240	1300	50	5,01	ПН2 100
Токарный с ЧПУ	44	97,7	488,5	195,4	70	155	465	250	200	600	1300	40	5,01	ПН2 250
Горизонтально-проточный	21	46,6	233	93,2	16	60	180	100	100	300	1300	50	5,01	ПН2 100
Горизонтально-расточный	23	51	255	102	25	80	240	250	120	360	1300	40	5,01	ПН2 250
Вентустановка	15	27	135	54	10	46	138	100	60	180	1300	50	5,01	ПН2 100
Радиально-сверлильный	42	151,5	757,5	303	95	190	570	400	350	1050	2940	25	10,5	ПН2 400
Бесцентро-шлифовальный	29	64,4	322	128,8	25	80	240	250	150	450	2940	40	10,5	ПН2 250
Токарно-винторезный	12	43,3	216,5	86,6	16	60	180	100	100	300	2940	50	10,5	ПН2 100
Точильно-шлифовальный	21	46,6	233	93,2	16	60	180	100	100	300	2940	50	10,5	ПН2 100
Вентустановка	12	21,65	108,25	43,3	4	29	87	100	60	180	2940	50	10,5	ПН2 100
Вентустановка	18	32,5	162,5	65	10	46	138	100	80	240	2940	50	10,5	ПН2 100
Кран	50	144,3	721,5	288,6	95	190	570	400	300	900	2940	25	10,5	ПН2 400



Таблица 11.2 - Выбор предохранителей для ЭП термического отделения

Наименование ЭП												Тип
Нагревательная печь	80	121,5	70	155	465	250	150	450	2940	40	10,5	ПН2 250
Термическая печь	60	91,16	35	95	285	100	100	300	2940	50	10,5	ПН2 100
Электротермическая печь	55	83,56	35	95	285	100	100	300	2940	50	10,5	ПН2 100

Таблица 11.3 - Выбор предохранителей для ЭП сварочного отделения

Наименование ЭП						, кВА	А							Тип
Точечные стационарные	16,62	41,5	10	46	138	96	240	250	250	750	2940	40	10,5	ПН2 250
Сварочные точечные	17,6	44	10	46	138	88	220	250	250	750	2940	40	10,5	ПН2 250
Сварочные стыковые	10,18	25,5	6	35	105	72	180	250	200	600	2940	40	10,5	ПН2 250
Сварочные шовные роликовые	16	40	10	46	138	80	200	250	200	600	2940	40	10,5	ПН2 250

12. Выбор автоматических выключателей

Запишем условия выбора автоматических выключателей:

1)

где - наибольший расчетный ток нагрузки;

- номинальный ток расцепителя автоматического выключателя.

2)

пиковый ток группы электроприёмников, А

3) Отстройка от длительно допустимых токов:

- для автоматических выключателей только с электромагнитным расцепителем (отсечкой):

4) Отстройка от минимальных токов короткого замыкания:

5) Проверка по отключающей способности:

Рассмотрим на примере выбор выключателя к ШМА (SF1).

1)

2)

4) ; 7500

; 2500

5)

Выбираем выключатель Э25В

Далее аналогично примеру выбора выключателя на ШМА, производим выбор выключателя на остальных приемниках электроэнергии. Данные записуем в таблицу №12.1

Таблица №12.1 Выбор автоматических выключателей

Место установки	Расчётные данные	Паспортные данные	Тип выключа-теля
ШМА	380	1055	1981,2		10,88	25,9	380	2500	2500	55	Э25В
ШРА-1	380	272,5	1015,3	1305	3,83	18,6	380	400	1250	25	ВА 04-36
ШРА-2	380	182	846,3	990	3,83	18,6	380	250	1250	25	ВА 04-36
СП-1	380	132,5	1129,7	855	3,29	11,6	380	160	1250	18	ВА 04-36
СП-2	380	66,7	377	427,5	3,29	11,6	380	100	750	18	ВА 04-36
СП-3	380	417,4	542,6	1980	3,29	11,6	380	630	750	40	ВА 51-39
СП-4	380	216,4	403,7	990	3,29	11,6	380	250	500	25	ВА 04-36
СП-5	380	119	1058,2	540	3,29	11,6	380	160	1250	18	ВА 04-36
СП-6	380	146	855,6	697,5	3,29	11,6	380	160	1250	18	ВА 04-36

Э25В: - ШМА

ВА 04-36: - ШРА1

ВА 04-36: - ШРА2

ВА 04-36: - СП1

ВА 04-36: - СП2

ВА 04-36: - СП3

ВА 04-36: - СП4

ВА 04-36: - СП5

ВА 04-36: - СП6

Список используемой литературы

1. Бурназова Л.В. Методические указания к выполнению курсового проекта. Мариуполь 2010 г.

2. Блок В.М Пособие к курсовому и дипломному проектированию, издание второе, переработанное и дополненное.Москва «Высша школа» 1990 г.

3. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1986.

4. ГОСТ 28249-93 Межгосударственный стандарт «Короткие замыкания в электроустановках до 1000 В».

5. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. Учебное пособие для ВУЗов - М. "Энергоатомиздат", 1986 г.

6. Гайсаров Р.В. Выбор электрической аппаратуры. Челябинск 2002 г.

7. Средство массовой информации «Интернет»

Размещено на Allbest.ru