ддд (1). Курс Электрические машины курсовой проект проектирование электрооборудования цеха с переработкой отходов лесопиления на технологическую щепу

• Название: Курс Электрические машины курсовой проект проектирование электрооборудования цеха с переработкой отходов лесопиления на технологическую щепу
• Дата: 07.03.2022
• Размер: 295.37 Kb.
• Имя файла: ддд (1).docx
• Тип: Курсовой проект; #386113
• страница: 2 из 5

2.4 Выбор пускорегулирующей аппаратуры.
Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления трехфазными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором и другими приёмниками энергии. Условное обозначение пускателей следующее: вначале стоит наименование серии (например, ПАЕ). Затем идет трехзначное число – первая цифра указывает на величину пускателя (1 - 6), вторая обозначает исполнение по защите от внешней среды (1 – открытие, 2 – защищённые, 3 – пылеводозащищённые). Третья цифра указывает на конструктивные особенности и на наличие тепловой защиты (1 и 2 – пускатель нереверсивный, 3 и 4 - реверсивный).

Для запуска и управления двигателями выбираем магнитные пускатели серий ПАЕ и ПМЕ по номинальному току и предельной мощности двигателей при напряжении U = 380 В. Расчет приведем на примере двигателя 4А132М4У3 для подающего транспортера.

Номинальные токи находим по формуле:
(2.8)
где U_н – номинальное напряжение сети, В;

η - КПД двигателя;

cos  – коэффициент мощности двигателя.


Из [6] выбираем магнитный пускатель ПМЕ 222. Выбранные магнитные пускатели представлены в приложении Е.
2.5 Выбор плавких предохранителей.

Защиту и коммутацию цеховых сетей осуществляют автоматическими выключателями, предохранителями и рубильниками. Наибольшее распространение получили плавкие предохранители. Они дешевы и просты по устройству.

Предохранители плавкие предназначены для защиты электрооборудования промышленных установок и электрических сетей трехфазного переменного тока с номинальным напряжением 380 В частоты 50 и 60 Гц и цепей постоянного тока с номинальным напряжением 220 В при перегрузках и коротких замыканиях.

Предохранитель состоит из плавкой вставки и контактов основания. Плавкая вставка является сменяемым элементом при перегорании предохранителя и представляет собой керамический корпус с крышками на торцах и медными выводами, которые вставляются в контакты основания. Внутри корпуса, заполненного кварцевым песком, находятся один или несколько плавких элементов, соединенные с выводами плавкий вставки. Количество плавких элементов и их сечение определяет номинальный ток плавкой вставки. При прохождении тока выше номинального выделяется тепло, достаточное для расплавления плавких элементов, а нанесенные на плавкие элементы бугорки олова ускоряют этот процесс, благодаря чему обеспечиваются необходимые защитные характеристики и уменьшаются потери мощности. После расплавления плавких элементов возникшая электрическая дуга гасится кварцевым наполнителем и аварийная цепь размыкается.

Предохранитель в условиях нормальной эксплуатации не должен нагреваться сверх допустимых температур. Следует выбирать плавкие вставки предохранителей, номинальный ток которых равен расчетному или несколько больше его.

Определяем номинальные токи двигателей:

(2.9)

Пусковые токи двигателей:

(2.10)

Определяем токи плавких вставок:

(2.11)

Выбираем плавкие вставки с большими ближайшими номинальными токами. Результаты расчетов и выбранные по токам плавкие предохранители представлены в приложении Ж.

3. Освещение.
Для общего освещения производственных помещений следует применять источники света низкого и высокого давления (лампы люминесцентные, ДРЛ, металлогалогенные). Для освещения в лесопильном цехе с переработкой отходов лесопиления на технологическую щепу выбрана двухпроводная система и люминесцентные лампы ЛД-80, работающие в электрических сетях переменного тока напряжением 220 В, частотой 50 Гц.
Удельная мощность осветительной установки лесопильного цеха составляет 10 Вт/м² Следовательно для цеха площадью 864 м² необходимо 108 ламп мощностью 80 Вт.

Р = Р_уд * S = 10 * 864 = 8640 Вт (3.1)

шт., (3.2)

где Р – мощность освещения, Вт;

Р_уд – удельная мощность лесопильного цеха, Вт/м²;

S – площадь цеха, м²;

n – количество светильников;

Р_св – мощность светильника, Вт.

Для освещения цеха проектируется осветительный щит (ЩО), от которого будут отходить двухпроводные линии к светильникам. Лампы по фазам распределяются так, чтобы фазы были равномерно нагружены. Исходя из этого условия, разделим линию освещения на шесть линий. На каждую линию будет приходиться по 18 ламп. Таким образом, все линии будут нагружены одинаково.

3.2 Выбор предохранителей, способа прокладки проводов их марки и сечения.
Рассчитаем сечение, выберем марку провода и предохранители для светильников одной из линий.

Определяем нагрузку группы:
Р_гр = Р_л ^. n_л = 80 ^. 18 = 1440 Вт,
где Р_л – мощность лампы, Вт;

n_л – количество ламп, шт.

Выбираем сечение провода исходя из условия максимальной токовой нагрузки по условию нагрева:

А.

Из [2] выбираем кабель ВВГнг сечением 1,5 мм².

По току I_расч = 6,55 выбираем предохранитель типа НПН 2-60.

4. Определение нагрузки цеха на линии питающей подстанции.

4.1 Определение потребной цеху активной и реактивной мощности для силовых и осветительных установок.

Расчетные нагрузки механизмов цеха сведены в приложении Г. Активная и реактивная мощности потребные цеху для силовых установок:
кВт, (4.1)

кВАр. (4.2)

Активная и реактивная мощности потребные цеху для осветительных установок равны расчетной нагрузке. Расчетная нагрузка на освещение находится по тем же формулам (2.1) и (2.2), принимая cosφ и К_с равными 0,9 и 0,8 соответственно:

Активная и реактивная мощности потребные цеху для осветительных установок равны расчетной нагрузке. Расчетная нагрузка на освещение находится по тем же формулам (2.1) и (2.2), принимая cosφ и К_с равными 0,9 и 0,8 соответственно:

кВт,

кВАр.

4.2 Определение средневзвешенного коэффициента мощности цеха.
Средневзвешенный коэффициент мощности цеха равен отношению расчетной активной мощности цеха к расчетной полной мощности:


(4.3)


5. Выбор трансформатора.
Т.к. в цеху по производству топливных брикетов имеются только потребители 3-й категории, то электроснабжение может выполняться от одного источника питания при, условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1-х суток. На подстанции будем проектировать один трансформатор.

Выбор трансформатора будет определяться:

• 
  Расчетной полной мощностью, необходимой для обеспечения электроэнергией цеха;
  
• 
  Стандартным номинальным напряжением, на котором работает оборудование цеха(380 В);
  
• 
  Стандартным номинальным напряжением ЛЭП (10 кВ);
  
• 
  Трансформатор должен быть загружен 75 %.
  

Расчетная полная мощность, необходимая для обеспечения электроэнергией цеха, рассчитывается по формуле (2.3а):

кВА

Из [4] выбираем силовой трансформатор ТМ-100/10-0,4 имеющий следующие технические данные:

S_н = 100 кВА; U_кз = 4,5 %;

ΔР_кз = 1.97 кВт; i_хх = 2.6 %.

ΔР_хх = 0,365 кВт;

Буквенное обозначение трансформатора имеет следующие данные в указанном порядке:

Т – трехфазный.

М – масляный.

Д – принудительная циркуляция воздуха и естественная циркуляция масла.

Н – выполнение одной из обмоток с устройством РНП.

В виде дроби указывается: номинальная мощность – в числителе (кВА) и класс напряжения в - знаменателе в (кВ).


5.1 Определение потерь в трансформаторе.
Трансформаторы, имеющие значительные сопротивления, влияют на потери энергии в сети, на отклонения напряжения у потребителей и потому должны учитываться при расчетах и анализах работы сетей.

Потери мощности в трансформаторах можно разделить на две части: не зависящие и зависящие от их нагрузки.

Потери в стали трансформаторов принимаются при расчетах сетей зависящими только от их мощности и напряжения. Потери активной мощности в стали трансформатора ΔР_ст как уже указывалось, приравниваются к потерям холостого хода ΔР_хх , а потери реактивной мощности в стали ΔQ_ст принимаются равными намагничивающей мощности холостого хода трансформатора.

Потери активной мощности в обмотках трансформатора ΔР_м при номинальной нагрузке приравниваются к потерям короткого замыкания ΔР_кз , а потери реактивной мощности в обмотках ΔQ_м при той же нагрузке – потерям рассеяния магнитного потока.

При расчетах электрических сетей обычно проводимости и сопротивления трансформатора заменяются нагрузкой:

, (5.1)

где  ΔР_тр - потери активной мощности в трансформаторе, кВт;

ΔQ_тр - потери реактивной мощности в трансформаторе, кВАр, которые находятся по следующим формулам:

, (5.2)

, (5.3)

где S_н - мощность передаваемая через трансформаторы, кВА;

S_нтр – номинальная мощность одного трансформатора, кВА;

ΔР_хх и ΔР_кз - потери холостого хода и короткого замыкания соответственно, кВт;

I_хх - ток холостого хода трансформатора, %;

U_кз – напряжение короткого замыкания, %;

n- число трансформаторов на подстанции.

Тогда потери полной мощности в трансформаторе (кВА) будут определяться:

(5.4)

По формулам (5.2), (5.3), (5.4) определяем потери активной, реактивной и полной мощности в трансформаторе:

кВт,

кВАр,

кВА.

5.2 Определение К.П.Д. трансформатора.
Коэффициент загрузки трансформатора:

(5.5)

К.П.Д. трансформатора:

, (5.6)

где cosφ - коэффициент мощности, принимаемый равным 0,95, т.к. будет произведена компенсация реактивной мощности, расчет которой будет рассмотрен в следующем пункте.

Коэффициент загрузки трансформатора:



К.П.Д. трансформатора:



6. Выбор компенсирующих устройств.
Для электроприемников, технологических линий и цехов первичной обработки и переработки заготовленного леса даже в периоды максимально загруженных смен характерно значительное превышение реактивных нагрузок над активными.

Значительные реактивные нагрузки приводят к уменьшению пропускной способности, потерям напряжения и энергии во всех элементах систем электроснабжения. Следствие этого: повышенный расход топливно-энергетических ресурсов, снижения качества напряжения и производительности электрифицированного оборудования деревообрабатывающих предприятий, необходимость увеличения мощности силовых трансформаторов и сечений проводников. Поэтому ПУЭ требуется, чтобы устройства компенсации реактивной мощности, устанавливаемые у потребителя, должны обеспечивать (в период максимума ее нагрузок) коэффициент мощности не менее 0,95.

Повышение коэффициента мощности при помощи компенсирующих устройств может быть осуществлено применением статических конденсаторов и синхронных компенсаторов. На предприятиях лесной и деревообрабатывающей промышленности целесообразно применять конденсаторы. Объясняется это тем, что конденсаторы обладают незначительной потерей активной мощности, примерно 2,5 5 кВт на 1 кВАр реактивной мощности конденсатора, или в 5-6 раз меньше, чем в синхронных компенсаторах. Кроме того, у конденсаторов отсутствуют вращающиеся части, что упрощает их обслуживание, а для их установки не требуется ни специальных помещений, ни фундаментов. Мощность установленных конденсаторов (их число) можно легко увеличить или уменьшить в зависимости от потребности.

Величина реактивной мощности конденсаторов (в кВАр) вычисляется по формуле:

, (6.1)

где Р’_р - расчетная активная мощность цеха, кВт;

tgφ_ест – тангенс угла сдвига фаз, компенсации реактивной мощности;

tgφ_кб - тангенс угла сдвига фаз после компенсации реактивной мощности, которые находятся по следующим формулам:

, (6.2)

, (6.3)

где Q_р - расчетная реактивная мощность цеха, кВАр;

cosφ = 0,83.

Тангенс угла сдвига фаз до компенсации реактивной мощности по (6.2) равен:



Тангенс угла сдвига фаз после компенсации реактивной мощности из (6.3) равен:



Величину реактивной мощности конденсаторов вычисляем по формуле (6.1):

кВАр

В качестве компенсирующего устройства выбираем автоматическую конденсаторную установку компенсации реактивной мощности КРМ 0,4-40 кВАр.

После того как выбрали конденсаторную установку, можем найти расчетную полную мощность всего предприятия (в кВА) с учетом величины реактивной мощности конденсаторов по формуле:

(6.4)

По формуле (6.4) получаем:

кВАр.


7. Заземляющие устройства.
Заземление электроустановок осуществляется преднамеренным соединением их заземляющим устройством. Заземляющим устройством называется совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлителем называется металлический проводник или группа проводников, находящееся в непосредственном соприкосновении с землей. Заземляющими проводниками называются металлические проводники, соединяющие заземляемые части электроустановок с заземлителем.

Сопротивление, которое оказывает току грунт, называется сопротивлением растеканию. В практике сопротивление растеканию относят не к грунту, а к заземлителю и применяют сокращенный условный термин «сопротивление заземлителя».

Для устройства заземлений в установках переменного тока следует в первую очередь использовать естественные заземлители. Естественные заземлители – это различные конструкции и устройства, которые по своим свойствам могут одновременно выполнять функции заземлителей: водопровод, металлические оболочки кабелей, металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, имеющие надежное соединение с землей. Преимуществом естественных заземлителей является малое сопротивление растеканию. Их рациональное использование упрощает и удешевляет сооружение заземляющих устройств.

Под искусственными заземлителями понимаются закладываемые в землю металлические электроды, специально предназначенные для устройства заземлений. Во избежание излишних затрат эти заземлители следует применять лишь при отсутствии естественных заземлителей, при невозможности их использования или при слишком высоком сопротивлении естественных заземлителей. Искусственные заземлители обычно выполняются из вертикальных электродов (труб, уголков, стержней) с расположением верхнего конца у поверхности земли или ниже уровня земли на 0,5-0,8 метра. При втором способе сопротивление заземления относительно стабильно, т.к. заземлитель соприкасается со слоями грунта, в которых относительно малы изменения влажности и температуры в течении года. При выборе размеров вертикальных электродов исходят из трех условий:

• 
  Обеспечение требуемого сопротивления заземлителя при наименьшем расходе металла.
  
• 
  Обеспечение механической устойчивости электрода при погружении в грунт.
  
• 
  Обеспечение устойчивости к коррозии электродов, расположенных в грунте.
  

Заземляющие устройства должны быть механически прочными, термически и динамически прочными к токам замыкания на землю.