Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Расчет электроснабжения электротехнологического цеха



Введение

производственный электроснабжение заготовительный термический

Электрические станции предназначаются для преобразования энергии, заключенной в природных энергоносителях (уголь, мазут, газ, вода и др.), в электрическую и тепловую энергию при помощи специальных машин -- турбин и гидрогенераторов.

Электрическая энергия передается и распределяется при помощи электрических сетей, линий электропередачи различных напряжений. Величина напряжения линий выбирается в зависимости от мощности, передаваемой по ним, и их протяженности; при этом потерн и стоимость сооружения линий должны быть, возможно, меньшими.

В настоящее время производство, передача и распределение электроэнергии осуществляются на трехфазном переменном токе частотой 50 Гц. Это объясняется относительной простотой преобразования переменного тока и применением несложных надежных трехфазных асинхронных двигателей. При помощи различных выпрямителей (двигатель-генераторов, ртутных и полупроводниковых выпрямителей) преобразуют трехфазный переменный ток в постоянный.

Для сокращения количества исполнении электрооборудования устанавливают следующие номинальные значения напряжений генераторов, трансформаторов, сетей и приемников электроэнергии напряжением до 1000 В, и напряжением свыше 1000 В переменного тока.

Преобразование величины напряжения переменного тока осуществляется при помощи повышающих трансформаторов на электростанциях и понижающих -- на подстанциях у потребителей.

Генераторы на отдельных электростанциях и электростанции между собой работают параллельно, это повышает надежность электроснабжения потребителей, уменьшает количество резервного оборудования, снижает стоимость электроэнергии, способствует более равномерной загрузке оборудования станций и т. д.

Установки по выработке, распределению н потреблению электроэнергии, связанные между собой электрическими и тепловыми сетями, называют энергетической системой, а часть энергосистемы (генераторы, распределительные устройства, повышающие и понижающие подстанции, линии электропередачи и приемники электроэнергии) называют электрической системой.



1. Задание на курсовую работу

Таблица 1. Исходные данные

№	Наименование отделения цеха и производственного оборудования	Модель или тип	Установленная мощность в единице, кВт	Установленная мощность общая, кВт	Количество, шт
1. Заготовительное отделение
1	Ножницы листовые с наклонным ножом	М-475	7	7	1
2	Зигмашина	С-273А	1,7	3,4	1
3	Трубогибочный станок	С-288	7	7	1
4	Фалнцегибочный станок	С-249	4,5	9	1
5	Трубообрезной станок	С-246А	2,8	5,6	2
6	Точильный станок двухсторонний	332А	1,7	6,8	3
7	Вальцовка трехвалковая	С-235А	2,5	5	1
8	Пресс-ножницы комбинированные	МА-633	4,5	9	1
9	Пресс однокривошипный	ТА-234	4,5	9	1
10	Пресс листогибочный	4135	15,7	15,7	1
11	Настольно-сверлильный станок	ИС-12А	0,6	2,4	5
12	Кран-балка	-	7,3	7,3	1
13	Вентилятор	-	7	7	1
2. Механическое отделение
14	Радиально-сверлильный станок	2А55	6,925	13,85	2
15	Вертикально-сверлильный станок	2Б118	1,7	1,7	3
16	Настольно-сверлильный станок	НС-12А	0,6	1,2	4
17	Универсально-фрезерный станок	6М83	12,8	12,8	1
18	Горизонтально-фрезерный станок	6М81Г	6,325	6,325	2
19	Вертикально-фрезерный станок	6М121Б	11,825	23,65	1
20	Копировально-фрезерный станок	6М42К	4,65	4,65	2
21	Поперечно-строгальный станок	7М36	8	8	1
22	Продольно строгальный станок	7210	40	40	1
23	Зубострогальный полуавтомат	5П23Б	2,7	5,4	2
24	Зубофрезерный станок	5К301	0,725	2,9	3
25	Долбёжный станок	7А420	3,8	7,6	1
26	Токарно-револьверный станок	1П326	5,475	21,9	2
27	Токарно-затыловочный полуавтомат	1811	3,8	7,6	2
28	Токарно-винторезный станок	1А616	4,6	13,8	2
29	Токарно-винторезный станок	1К62	11,125	22,25	4
30	Токарно-карусельный станок	1531М	33,28	33,28	1
31	Координатно-расточный станок	2А430	2,25	2,25	2
32	Вентилятор	-	2,8	8,4	2
33	Вентилятор	-	7	7	2
34	Таль электрическая	ТЭ-0,5	0,85	2,55	2
35	Кран мостовой электрический	10т	36	36	1
3. Термическое отделение
36	Электропечь сопротивления камерная со щитом управления	ЩУ-12	15	15	2
37	Электропечь сопротивления шахматная со щитом управления	ЩУ-12	45	90	1
40	Печь муфельная	МП	2,6	7,8	2
41	Электропечь сопротивления камерная со щитом управления	ЩУ-12	15	30	1
42	Вентилятор	-	4,5	13,5	2
4. Заточной участок
43	Универсально-заточной станок	3А64М	1,75	5,25	2
44	Полуавтомат для заточки червячных фрез	3662	4,45	4,45	2
45	Полуавтомат для заточки пил	3692	2,3	4,6	2
46	Доводочный станок для резцов с твердоплавными пластинками	3818	0,4	0,4	2
47	Полуавтомат для заточки сверл и зенкеров	3659А	2,926	5,852	3
48	Точильный станок	332А	1,7	6,8	3
5. Шлифовальный участок
49	Плоскошлифовальный станок	3Б71	3	3	2
50	Плоскошлифовальный станок	3Б722	15,8	31,6	1
51	Внутришлифовальный станок	8А227	7,645	15,29	1
52	Универсальный круглошлифовальный станок	810П	4,675	4,675	1
53	Профилешлифовальный станок	395А	2,25	4,5	1
54	Бесцентровошлифовальный станок	31182	8,15	8,15	1
55	Координатно-шлифовальный станок	2Б440	0,6	1,8	2
56	Резьбошлифовальный станок	5822	4,91	9,82	1
6. Сварочное отделение
57	Сварочный агрегат	ПС-500	28	56	1
58	Трансформатор сварочный	ТСД-500	42	42	1
59	Преобразователь сварочный	ПСО-300	14	14	2
60	Машина электросварочная точечная	МТМ-25М	25	25	1
61	Машина электросварочная шовная	МШМ-50	50	100	1
62	Машина электросварочная стыковая	МСР-25	25	50	1
63	Кран-балка	-	7,3	7,3	1
7. Кузнечное отделение
64	Молот пневматический ковочный	МА-411	7	14	1
65	Молот пневматический ковочный	МА412	10	10	2
66	Электропечь сопротивления камерная со щитом управления	ЩУ-12	30	30	1
67	Вентилятор	-	4,5	4,5	2
68	Таль электрическая	ТЭ-0,5	0,85	1,7	1
8. Гальванический участок
69	Преобразовательный агрегат	АНД-2500/1250	20	20	1
70	Полировочный станок двухшпиндельный	С-42А	3,2	6,4	1
71	Вентилятор	-	2,8	5,6	2

2. Характеристика среды производственных помещений

Характеристики внешней среды (температура, влажность, наличие взрывоопасных или пожароопасных зон) влияют на выбор марок и сечений кабелей и защитной аппаратуры. Производственный процесс в проектируемом электротехнологическом цехе (ЭТЦ) характеризуется наличием горючей пыли и волокон текстильных материалов, образующих пожароопасные соединения. Некоторые из отделений ЭТЦ могут быть отнесены к жарким и влажным помещениям. Характеристика среды основных производственных помещений представлена в табл. 2.

Таблица 2. Характеристика среды основных производственных помещений

№	Отделение	Характеристика среды
1	Заготовительное	Нормальная
2	Механическое	Нормальная
3	Термическое	Жаркая
4	Заточной участок	Нормальная
5	Шлифовальный участок	Нормальная
6	Сварочное	Жаркая
7	Кузнечное	Жаркая
8	Гальванический участок	Химически активная

3. Характеристика потребителей электрической энергии
по степени бесперебойности электроснабжения

Перерыв электроснабжения электроприемников основного производства ЭТЦ приводит к массовому недоотпуску продукции и простою рабочих. Нет опасности для жизни людей, угрозы для безопасности государства, значительного материального ущерба, расстройства сложного технологического процесса, нарушения функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения. Электроприемники основного производства можно отнести ко второй категории [3].

Классификация основной доли электроприемников в отделениях электро-технологического цеха по бесперебойности электроснабжения приведена в табл. 3.

Таблица 3. Категория ЭП по отделениям

Отделение	Категория по бесперебойности электроснабжения
Заготовительное	II
Механическое	II
Термическое	II
Заточной участок	II
Шлифовальный участок	II
Сварочное	II
Кузнечное	II
Гальванический участок	II



4. Определение расчетных электрических нагрузок

Расчет выполняется отдельно для каждого отделения по методике, приведенной в источнике [2]. Для примера проведем расчет механического отделения.

Номинальная мощность электроприемника (ЭП) р_н - это мощность, указанная в его паспорте.

Групповая номинальная активная мощность - сумма номинальных активных мощностей группы ЭП

, (1)

Коэффициент использования отдельного электроприемника k_и или однородной группы ЭП с групповой номинальной мощностью Р_н - отношение средней активной мощности отдельного ЭП или группы ЭП за наиболее загруженную смену к ее номинальному значению. Значения k_и приведены в справочнике [1]. Там же приведены значения коэффициентов мощностей cos для соответствующих ЭП и групп ЭП.

Дальнейшие расчеты ведутся отдельно для групп А (k_и < 0,6) и Б (k_и ? 0,6).

Заготовительное отделение

Станки

Р_н = 7+1,7+7+4,5+2,8·2+1,7·3+2,5+4,5+4,5+15,7+0,6·5 = 61,1 кВт

k_и = 0,17

cosц/tgц = 0,65/1,17

Средняя за наиболее загруженную смену активная нагрузка

Р_см = ·Р_н, (2)



Р_см = 0,17·80 = 10,387 кВт

Средняя за наиболее загруженную смену реактивная нагрузка

, (3)

Q_см = 10,387·1,17 = 12,15 кВАр

Краны

Р_н = 7,3 кВт

k_и = 0,05

cosц/tgц = 0,5/1,73

Р_см = 7,3·0,05 = 0,37 кВт

Q_см = 0,37·1,73 = 0,64 кВАр

Группа А

= 61,1+7,3 = 68,4 кВт

Р_см = 10,39+0,37 = 10,76 кВт

Q_см = 12,15+0,64 = 12,8 кВАр

Средневзвешенный коэффициент использования

K_и = , (4)

К_и = = 0,16

Эффективное число ЭП n_э - такое эквивалентное число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности

n_э = , (5)

где р_{н макс} - наибольшая номинальная мощность ЭП в группе.

р_{н макс} = 15,7 кВт

По известным n_э и К_и находим коэффициент расчетной нагрузки К_р из табл. 3 источника [2]

К_р = 1,61

Расчетная активная нагрузка

Р_р = К_р·Р_см, (6)

Р_р = 1,61·10,8 = 17,4 кВт

Расчетная реактивная нагрузка

(7)

Q_р = Q_см = 12,8 кВАр

Группа Б

Вентиляторы

Р_н = 7 кВт

k_и = 0,6

cosц/tgц = 0,8/0,75

Р_см = 7·0,6 = 4,2 кВт

Q_см = 4,2·0,75 = 3,15 кВАр

Для электроприёмников Группы Б

Р_р = Р_см

Р_р = 4,2 кВт

Q_р = Q_см

Q_р = 3,15 кВАр

Значения P_р и Q_р групп А и Б суммируются и находится полная расчетная нагрузка

S_р = , (8)

Р_р = 14,3+4,2 = 18,5 кВт

Q_р = 12,8+3,15 = 15,95 кВАр

S_р = = 24,43 кВт

Механическое отделение

Станки

Р_н = 6,925·2+1,7·3+0,6·4+12,8+6,325·2+11,825+4,65·2+8+40+2,7·2+

+0,725·3+3,8+5,475·2+3,8·2+4,6·2+11,125·4+33,28+2,25·2 = 237,33 кВт

k_и = 0,17

cosц/tgц = 0,65/1,17

Р_см = 0,17·237,33 = 40,3 кВт

Q_см = 40,3·1,17 = 47,2 кВАр

Краны

Р_н = 0,85·2+36=37,7 кВт

k_и = 0,05

cosц/tgц = 0,5/1,73

Р_см = 37,7·0,05 = 1,88 кВт

Q_см = 1,88·1,73 = 3,26 кВАр

Группа А

= 237,33+37,7 = 275 кВт

Р_см = 40,3+1,88 = 42,18 кВт

Q_см = 47,2+3,26 = 50,46 кВАр

Средневзвешенный коэффициент использования

К_и = = 0,15

Эффективное число ЭП n_э - такое эквивалентное число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности

где р_{н макс} - наибольшая номинальная мощность ЭП в группе.

р_{н макс} = 40 кВт

По известным n_э и К_и находим коэффициент расчетной нагрузки К_р из табл. 3 источника [2]

К_р = 1,49

Расчетная активная нагрузка

Р_р = К_р·Р_см

Р_р = 1,49·42,18 = 62,8 кВт

Расчетная реактивная нагрузка



Q_р = Q_см = 50,46 кВАр

Группа Б

Вентиляторы

Р_н = 2,8·2+7·2 = 19,6 кВт

k_и = 0,6

cosц/tgц = 0,8/0,75

Р_см = 19.6·0,6 = 11,76 кВт

Q_см = 11,76·0,75 = 8,8 кВАр

Для электроприёмников Группы Б

Р_р = Р_см

Р_р = 11,76 кВт

Q_р = Q_см

Q_р = 8,8 кВАр

Значения P_р и Q_р групп А и Б суммируются и находится полная расчетная нагрузка

Р_р = 62,8+11,76 = 74,56 кВт

Q_р = 50,5+8,8 = 59,3 кВАр

S_р = = 95,3 кВт

Термическое отделение

Печи

Р_н = 15·2+45+2,6·2+60+15 = 155,2 кВт

k_и = 0,7

cosц/tgц = 0,95/0,33



Р_см = 155,2·0,7 = 108,6 кВт

Q_см = 108,6·0,33 = 36 кВАр

Вентиляторы

Р_н = 4,5·2 = 9 кВт

k_и = 0,6

cosц/tgц = 0,8/0,75

Р_см = 9·0,6 = 5,4 кВт

Q_см = 5,4·0,75 = 4 кВАр

Группа Б

Р_р = Р_см

Р_р = 108,6+5,4 = 114 кВт

Q_р = Q_см

Q_р = 36+4 = 40 кВАр

S_р = = 120,8 кВт

Заточной участок

Станки

Р_н = 1,75·2+4,45·2+2,3·2+0,4·2+2,926·3+1,7·3 = 31,7 кВт

k_и = 0,17

cosц/tgц = 0,65/1,17

Р_см = 0,17·31,7 = 5,4 кВт

Q_см = 5,4·1,17 = 6,3 кВАр

Средневзвешенный коэффициент использования

К_и = = 0,17

Эффективное число ЭП n_э - такое эквивалентное число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности

где р_{н макс} - наибольшая номинальная мощность ЭП в группе.

р_{н макс} = 4,45 кВт

По известным n_э и К_и находим коэффициент расчетной нагрузки К_р из табл. 3 источника [2]

К_р = 1,4

Расчетная активная нагрузка

Р_р = К_р·Р_см

Р_р = 1,4·5,4 = 7,56 кВт

Расчетная реактивная нагрузка

Q_р = Q_см = 6,3 кВАр



S_р = = 9,9 кВт

Шлифовальный участок

Станки

Р_н = 3·2+15,8+7,645+4,675+2,25+8,15+0,6·2+4,91 = 50,63 кВт

k_и = 0,17

cosц/tgц = 0,65/1,17

Р_см = 0,17·50,63 = 8,6 кВт

Q_см = 8,6·1,17 = 10 кВАр

Средневзвешенный коэффициент использования

К_и = = 0,17

Эффективное число ЭП n_э - такое эквивалентное число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности

где р_{н макс} - наибольшая номинальная мощность ЭП в группе.

р_{н макс} = 15,8 кВт

По известным n_э и К_и находим коэффициент расчетной нагрузки К_р из табл. 3 источника [2]

К_р = 1,75

Расчетная активная нагрузка

Р_р = К_р·Р_см

Р_р = 1,75·8,6 = 15,05 кВт

Расчетная реактивная нагрузка

Q_р = Q_см = 10 кВАр

S_р = = 18 кВт

Сварочное отделение

Сварочные установки

Р_н = 28+42+14·2+25+50+25 = 198 кВт

k_и = 0,3

cosц/tgц = 0,5/1,73

Р_см = 0,3·198 = 59,4 кВт

Q_см = 59,4·1,73 = 102,76 кВАр

Краны

Р_н = 7,3 кВт

k_и = 0,05

cosц/tgц = 0,5/1,73



Р_см = 7,3·0,05 = 0,36 кВт

Q_см = 0,36·1,73 = 0,62 кВАр

Группа А

= 198+7,3 = 205,3 кВт

Р_см = 59,4+0,36 = 59,8 кВт

Q_см = 102,8+0,62 = 103,4 кВАр

Средневзвешенный коэффициент использования

К_и = = 0,3

Эффективное число ЭП n_э - такое эквивалентное число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности

где р_{н макс} - наибольшая номинальная мощность ЭП в группе.

р_{н макс} = 50 кВт

По известным n_э и К_и находим коэффициент расчетной нагрузки К_р из табл. 3 источника [2]

К_р = 1,19

Расчетная активная нагрузка

Р_р = К_р·Р_см



Р_р = 1,19·59,8 = 71,2 кВт

Расчетная реактивная нагрузка

Q_р = Q_см = 103,4 кВАр

S_р = = 125,5 кВт

Кузнечное отделение

Станки

Р_н = 7+10·2 = 27 кВт

k_и = 0,17

cosц/tgц = 0,65/1,17

Р_см = 0,17·27 = 4,6 кВт

Q_см = 4,6·1,17 = 5,37 кВАр

Краны

Р_н = 0,85·2 = 1,7 кВт

k_и = 0,05

cosц/tgц = 0,5/1,73

Р_см = 1,7·0,05 = 0,08 кВт

Q_см = 0,08·1,73 = 0,14 кВАр

Группа А

= 27+1,7 = 28,7 кВт

Р_см = 4,6+0,08 = 4,68 кВт

Q_см = 5,37+0,14 = 5,51 кВАр

Средневзвешенный коэффициент использования

К_и = = 0,17

Эффективное число ЭП n_э - такое эквивалентное число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности

где р_{н макс} - наибольшая номинальная мощность ЭП в группе.

р_{н макс} = 10 кВт

По известным n_э и К_и находим коэффициент расчетной нагрузки К_р из табл. 3 источника [2]

К_р = 1,9

Расчетная активная нагрузка

Р_р = К_р·Р_см

Р_р = 1,9·4,68 = 8,9 кВт

Расчетная реактивная нагрузка



Q_р = 1,1·4,94 = 5,43 кВАр

Группа Б

Печи

Р_н = 30 кВт

k_и = 0,7

cosц/tgц = 0,95/0,33

Р_см = 30·0,7 = 21 кВт

Q_см = 21·0,33 = 6,93 кВАр

Вентиляторы

Р_н = 9 кВт

k_и = 0,6

cosц/tgц = 0,8/0,75

Р_см = 4,5·0,6 = 5,4 кВт

Q_см = 5,4·0,75 = 4,06 кВАр

Для элекроприемников Группы Б

Р_р = Р_см

Р_р = 8,9+5,4 = 14,3 кВт

Q_р = Q_см

Q_р = 6,93+4,06 = 11 кВАр

Значения P_р и Q_р групп А и Б суммируются и находится полная расчетная нагрузка



Р_р = 14,3+8,9= 23,2 кВт

Q_р = 11+5,43 = 16,43 кВАр

S_р = = 28,4 кВт

Гальванический участок

Преобразователи

Р_н = 20 кВт

k_и = 0,3

cosц/tgц = 0,5/1,73

Р_см = 0,3·20 = 6 кВт

Q_см = 6·1,73 = 10,38 кВАр

Станки

Р_н = 3,2 кВт

k_и = 0,17

cosц/tgц = 0,65/1,17

Р_см = 0,17·6,4 = 0,55 кВт

Q_см = 0,55·1,17 = 0,64 кВАр

Группа А

= 20+3,2 = 23,2 кВт

Р_см = 6+0,55= 6,55 кВт

Q_см = 10,38+0,64 = 11 кВАр

Средневзвешенный коэффициент использования



К_и = = 0,28

Эффективное число ЭП n_э - такое эквивалентное число однородных по режиму работы электроприемников одинаковой мощности

где р_{н макс} - наибольшая номинальная мощность ЭП в группе.

р_{н макс} = 20 кВт

По известным n_э и К_и находим коэффициент расчетной нагрузки К_р из табл. 3 источника [2]

К_р = 2,45

Расчетная активная нагрузка

Р_р = К_р·Р_см

Р_р = 2,45·6,55 = 16 кВт

Расчетная реактивная нагрузка

Q_р = 1,1·11 = 12,1 кВАр

Группа Б

Вентиляторы

Р_н = 2,8·2 = 5,6 кВт

k_и = 0,6

cosц/tgц = 0,8/0,75

Р_см = 5,6·0,6 = 3,36 кВт

Q_см = 3,36·0,75 = 2,52 кВАр

Для элекроприемников Группы Б

Р_р = Р_см

Р_р = 3,36 кВт

Q_р = Q_см

Q_р = 2,52 кВАр

Значения P_р и Q_р групп А и Б суммируются и находится полная расчетная нагрузка

Р_р = 16+3,36= 19,36 кВт

Q_р = 12,1+2,52 = 14,62 кВАр

S_р = = 24,3 кВт

Таблица 4. Расчёт электрических нагрузок

№	Наименование производственного оборудования	рн, кВт	Рн, кВт	n, шт	kи	соsц/tgц	Рсм, кВт	Qсм, кВАр	Ки	nэ	Кр	Рр, кВт	Qр, кВАр	Sр, кВА
1. Заготовительное отделение
1	Станки	0,6 - 15,7	61,1	18	0,17	0,65/1,17	10,4	12,5
2	Краны	7,3	7,3	1	0,05	0,5/1,73	0,37	0,64
Итого в группе А		68,4	19			10,77	13,14	0,163	12	1,6`	17,4	12,8
3	Вентиляторы	7	7	1	0,6	0,8/0,75	4,2	3,15
Итого в группе Б		7	1			4,2	3,15				4,2	3,15
Итого по отделению		75,4	20								21,6	15,95	24,43
2. Механическое отделение
1	Станки	0,6-40	237,33	34	0,17	0,65/1,17	40,3	47,2
2	Краны	0,85; 36	37,7	3	0,05	0,5/1,73	1,88	3,26
Итого в группе А		275	37			42,18	50,5	0,15	14	1,49	62,8	50,5
3	Вентиляторы	2,8; 7	19,6	4	0,6	0,8/0,75	11,76	8,8
Итого в группе Б		19,6	4			11,76	8,8				11,76	8,8
Итого по отделению		294,6	41								74,6	59,3	95,3
3. Термическое отделение
1	Печи	2,6-60	155,2	7	0,7	0,95/0,33	108,6	36
2	Вентиляторы	4,5	9	2	0,6	0,8/0,75	5,4	4
Итого в группе Б		164,2	9			114	40				114	40
Итого по отделению		164,2	9								114	40	120,8
4. Заточной участок
1	Станки	0,4-4,45	31,7	14	0,17	0,65/1,17	5,4	6,3
Итого в группе А		31,7	14			5,4	6,3	0,17	14	1,4	7,56	6,3
Итого по отделению		31,7	14								7,56	6,3	9,9
5. Шлифовальный участок
1	Станки	0,6-15,8	50,63	10	0,17	0,65/1,17	8,6	10
Итого в группе А		50,63	10			8,6	10	0,17	7	1,75	15,05	10
Итого по отделению		50,63	10								15,05	10	18
6. Сварочное отделение
1	Сварочный установки	14-50	198	10	0,3	0,5/1,73	59,4	102,76
2	Краны	7,3	7,3	1	0,05	0,5/1,73	0,36	0,62
Итого в группе А		205,3	11			59,8	103,4	0,3	8	1,19	71,2	103,4
Итого по отделению		205,3	11								71,2	103,4	125,5
7. Кузнечное отделение
1	Станки	7;10	27	3	0,17	0,65/1,17	4,6	5,37
2	Краны	0,85	1,7	2	0,05	0,5/1,73	0,08	0,14
Итого в группе А		28,7	5			4,68	5,51	0,17	6	1,9	8,9	5,43
3	Печи	30	30	1	0,7	0,95/0,33	21	6,93
4	Вентиляторы	4,5	9	2	0,6	0,8/0,75	5,4	4,06
Итого в группе Б		39	3			23,7	8,96				14,3	11
Итого по отделению		67,7	8								23,2	16,43	28,4
8. Гальваническое отделение
1	Преобразователи	20	20	1	0,3	0,5/1,73	6	10,38
2	Станки	3,2	3,2	1	0,17	0,65/1,17	0,545	0,64
Итого по группе А		23,2	2			6,55	11,02	0,27	2	2,45	16	12,1
3	Вентиляторы	2,8	5,6	2	0,6	0,8/0,75	3,36	2,52
Итого по группе Б		5,6	2			3,36	2,52				3,36	2,52
Итого по отделению		28,8	4								19,36	14,62	24,3
Итого по цеху		918,33	117								346,57	265,95	446,63

5. Выбор числа и мощности трансформаторов

Принимаем площадь цеха F=8000 м². Для электроснабжения цеха предусматриваем строительство новой подстанции, по условиям надёжности, с двумя трансформаторами N_т = 2. k_з = 0,8 - коэффициент загрузки трансформатора в нормальном режиме работы для потребителей II категории. Предполагаем установку на трансформаторной подстанции устройств компенсации реактивной мощности в виде конденсаторных батарей.

Минимальную мощность трансформаторов определим из формулы (9), принимая N_т = 2.

S_нт ?, (9)

кВА

Принимаем трансформаторы мощностью до 250 кВА. Примем трансформатор ТМ-250/10/0,4.

Мощность батарей конденсаторов выбирается из условия пропускной способности трансформаторов

, (10)

кВАр

В качестве компенсатора реактивной мощности примем АКРМ-0,4-20-5.



6. Выбор схемы электроснабжения цеха

Силовые трансформаторы питаются от кабельных линий. Сечение кабеля выбирается по току

, (11)

А

Выбираем кабель АВВГнг-LS 5х10. Кабель силовой алюминиевый АВВГнг-LS 5х10 предназначен для передачи и распределения электроэнергии в стационарных электротехнических установках на номинальное переменное напряжение 1000 Вольт частоты 50 Герц.

Для контроля и измерения токов будут использоваться трансформаторы тока серии ТПЛ-10-М. Эти трансформаторы предназначены для питания цепей измерения, защиты и управления, для изолирования цепей вторичного тока от высокого напряжения в электрических установках переменного тока частоты 50 Гц или 60 Гц на класс напряжения до 10 кВ.

Для распределения электроэнергии между ЭП используем силовые пункты СП1 - СП6, присвоив каждому отделению силовой пункт (табл. 5).

Необходимо разделить нагрузку между трансформаторами. Один трансформатор будет запитывать, СП2, СП3, СП4 и СП7, другой - СП1, СП5, СП6 и СП8. Разница между нагрузками на трансформаторы в этом случае составляет менее 5%.

Таблица 5. Нагрузка по отделениям

Отделение	Силовой пункт	Нагрузка, кВА
Заготовительное	СП1	24,43
Механическое	СП2	95,3
Термическое	СП3	120,8
Заточный участок	СП4	9.9
Шлифовальный участок	СП5	18
Сварочное	СП6	125,5
Кузнечное	СП7	28,4
Гальванический участок	СП8	14,62

На промышленных предприятиях целесообразно применять специальные мощные шинопроводы, которые имеют преимущества перед линиями, выполненными из большого числа параллельно проложенных кабелей: они обладают большей надежностью и доступностью для осмотра в процессе эксплуатации.

Шинопровод - это жесткий токопровод на напряжение до 1 кВ заводского изготовления, поставляемый комплектными секциями.

По своему назначению шинопроводы бывают магистральными и распределительными.

Магистральные шинопроводы применяются при больших токах (1250 - 4000 А) и рассчитаны на несколько присоединений к ним ответвлений для питания потребителей (два места на каждые 6 м).

Распределительные шинопроводы рассчитаны на токи до 630 А и большое количество мест (3 - 6) на трехметровой секции для подключения электроприемников.

В цехах промышленных предприятий широко используют закрытые распределительные шинопроводы. Их изготовляют на заводах и поставляют в виде комплекта из прямых участков -- секций (длина прямой секции 3 м), снабженных переходными элементами для последовательного соединения ряда секций, устройства ответвлений (ответвительные коробки), а также вводных коробок, присоединяющих шинопроводы к питающей сети.

Питание механического, термического, заточного и кузнечного отделений будет осуществляться по магистральному шинопроводу ШМА1. Питание заготовительного, шлифовального, сварочного и гальванического отделений - по шинопроводу ШМА2. В отделениях прокладываем ШРА.

Кабельные линии, ведущие от ШРА к электроприемникам, прокладываются в бронерукаве. Это позволит защитить кабели от механических, термических и химический повреждений, особенно в помещениях с жаркой и химически-активной средой.

Для коммутации трансформаторов с магистральными шинопроводами будем использовать автоматические выключатели серии ВА 88-37 на ток срабатывания 400А, и разъединители серии Р-43 на номинальный ток 400А. В цепи АВР будем использовать автоматические выключатели серии ВА ВА88-40, и разъединители серии INV800 на номинальный ток 800 А.

7. Расчет магистральных и распределительных шинопроводов

Сечения распределительных шинопроводов типа ШРА выбирают по расчетному току

I_р ? I_ном

где I_ном - номинальный ток шинопровода, А.

ШРА заготовительного отделения. Мощность ЭП, запитанных от ШРА1:

S_ШРА1 = 24,43 кВА

Ток нормального режима

, (12)

А

ШРА механического отделения. Мощность ЭП, запитанных от ШРА2:

S_ШРА2 = 95,3 кВ

А

ШРА Термического отделения. Мощность ЭП, запитанных от ШРА3:

S_ШРА3 = 120,8 кВА

А

ШРА Заточного участка. Мощность ЭП, запитанных от ШРА4:

S_ШРА4 = 9,9 кВА

А

ШРА Шлифовального участка. Мощность ЭП, запитанных от ШРА5:

S_ШРА5 = 18 кВА

А

ШРА сварочного отделения. Мощность ЭП, запитанных от ШРА6:

S_ШРА6 = 125,5 кВА

А

ШРА кузнечного отделения. Мощность ЭП, запитанных от ШРА7:

S_ШРА7 = 28,4 кВА

А

ШРА гальванического отделения. Мощность ЭП, запитанных от ШРА8:

S_ШРА8 = 14,62 кВА

А

Для всех отделений выбираем шинопровод ШРА4-400 на номинальный ток I_ном = 400А. От ШМА к ШРА проведем кабели АПвВнг-LS 5х120 на допустимую токовую нагрузку до 295 А. Для такого кабеля выбираем выключатель АЕ2040 на допустимый ток 400 А.

Сечение магистрального шинопровода так же выбирается по току. Ток магистрального шинопровода определяется по формуле

А

А

Так как магистральный ток меньше 400 А, то в качестве магистрального шинопровода ШМА принимаем ШРА4 - 400 на номинальный ток до 400 А.

8. Выбор сечений проводников и основной защитной аппаратуры отделения №3

Отделение №3 - термическое отделение. Кабель, питающий установку, определяется по расчетному току

, (13)

, (14)

Электропечь сопротивления камерная со щитом ЩУ-12

кВА

А

Для питания печи возьмём кабель АВВГнг-LS 5х16, и автоматический выключатель ВА 47-29 MVA20-4-050-C на ток срабатывания 50 А.

Электропечь сопротивления шахматная со щитом управления ПИ-45А ЩУ-12

кВА

А

Для питания печи возьмём кабель АВВГнг-LS 5х50, и автоматический выключатель ВА 47-100 MVA40-3-100-C, на ток срабатывания 100 А.

Печь муфельная МП-2

кВА

А

Для питания печи возьмём кабель АВВГнг-LS 3х2,5, и автоматический выключатель ВА 47-29 MVA20-4-016-C на ток срабатывания 16 А.

Высокочастотная установка ЛЗ-67

кВА

А

Для питания установки возьмём кабель АВВГнг-LS 3х70, и автоматический выключатель ВА 47-100 MVA40-3-100-C на ток срабатывания 100 А.

Электропечь сопротивления камерная со щитом управления Н-15 ЩУ-12

кВА

А

Для питания печи возьмём кабель АВВГнг-LS 5х16, и автоматический выключатель ВА 47-29 MVA20-4-050-C на ток срабатывания 50 А.

Вентилятор

кВА

А

Для питания вентилятора возьмём кабель АВВГнг-LS 5х2,5 и автоматический выключатель ВА 47-29 MVA20-4-016-C на ток срабатывания 16 А.

9. Выбор сечений проводников и основной защитной аппаратуры участка распределительной сети

Ножницы листовые с наклонным ножом М-475

кВА

А

Для питания ножниц возьмём кабель АВВГнг-LS 5х16 и автоматический выключатель ВА 47-29 MVA20-4-050-C на ток срабатывания 50 А.

Зигмашина С-273А

кВА

А

Для питания зигмашины возьмём кабель АВВГнг-LS 3х2,5 и автоматический выключатель ВА 47-29 MVA20-4-016-C на ток срабатывания 16 А.

Трубогибочный станок С-288

кВА

А

Для питания станка возьмём кабель АВВГнг-LS 5х16 и автоматический выключатель ВА 47-29 MVA20-4-050-C на ток срабатывания 50 А.

Фланцегибочный станок С-249

кВА

А

Для питания станка возьмём кабель АВВГнг-LS 5х2,5 и автоматический выключатель ВА 47-29 MVA20-4-016-C на ток срабатывания 16 А.

Труборезный станок С-246А

кВА

А

Для питания станка возьмём кабель АВВГнг-LS 3х2,5 и автоматический выключатель ВА 47-29 MVA20-4-016-C на ток срабатывания 16А.

Точильный станок двухсторонний 332А

кВА

А

Для питания станка возьмём кабель АВВГнг-LS 3х2,5 и автоматический выключатель ВА 47-29 MVA20-4-016-C на ток срабатывания 16А.

Паспорт кабелей представлен в Приложении 1.

Однолинейная схема электроснабжения цеха приведена в Приложении 2.



Заключение

В работе был проведен расчет силовой нагрузки электротехнологического цеха по отделениям, выбор конструктивного исполнения распределительной сети, размещение электрооборудования, а также выбор сечений проводников и основного коммутационного и защитного оборудования термического отделения.

Разработаны и приведены в пояснительной записке общий план и однолинейная схема электроснабжения цеха.

В ходе работы были получены практические навыки расчета электрических силовых нагрузок.



Список использованных источников

1. М788-1069-3. Справочные данные по расчетным коэффициентам электрических нагрузок. - М.:ВНИПИ Тяжпромэлектропроект, 1990. - 114 с.

2. Озерский В.М. Расчеты электроснабжения промышленных объектов напряжением до 1000 В: учеб. Пособие / В.М. Озерский, И.М. Хусаинов, И.И. Артюхов. Саратов: Сарат. гос. техн. Ун-т, 2010. - 76 с.

3. Правила устройств электроустановок. Изд. 7-е. - М.: Министерство энергетики РФ, 2003. - 648 с.

Размещено на Allbest.ru