Курсовая работа по теме Электроснабжение участка кузнечнопрессового цеха
 Скачать 399.22 Kb.
|
|
Размещено на http://www.allbest.ru Воронежский промышленно-экономический колледж Курсовая работа по теме: Электроснабжение участка кузнечно-прессового цеха Дисциплина: Электроснабжение отрасли Выполнил: студент 3 курса группы 114 Кузнецов Евгений Олегович. Проверил преподаватель: Кизима П.Г. Воронеж 2013 Введение Участок кузнечно – прессового цеха (КПЦ) предназначен для штамповки и ковки металла. Он имеет станочное отделение, в котором установлено оборудование: обдирочные станки типа РТ – 21001 и РТ – 503, электротермические установки, кузнечно – прессовые машины, мостовые краны и др. Участок предусматривает наличие помещений для цеховых: Тепловых подстанций, вентиляторной, инструментальной кладовой, складов, для бытовых нужд и пр. ЭСН осуществляется от ГПП. Расстояние от ГПП до цеховой ТП – 1.4 км, а от ЭНС до ГПП – 12 км. Напряжение на ГПП – 10 кВ. Количество рабочих смен – 2. Потребители участка имеют 3 категории надежности ЭСН. Грунт в районе КПЦ – суглинок с °t +15 °C. От этой же цеховой ТП намечается ЭСН при расширении станочного парка. Дополнительная нагрузка КПЦ в перспективе составит: Рдоп = 685 кВТ, Qдоп=828 квар, Кn=0.5. Каркас здания смонтирован из блоков – секций длинной 8м каждая. Размеры участка А×В×h=96х56х10м. Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4м Перечень оборудования КПЦ дан в таблице 1. Мощность электропотребления (Рэл) Таблица 1. Приложение к заданию на курсовое проектирование ЭО инструментального цеха
1. Расчет электрических нагрузок электроснабжение кузнечный прессовый цех Все электроприемники группы работают в длительном режиме работы, поэтому Рн = Рпасп. ШРА-1 Электроприемники группы разбивают на однородные по режиму работы подгруппы с одинаковыми значениями коэффициентов использования и коэффициентов мощности В данной группе электроприемников – 8 1 подгруппа – Вентиляторы 2 шт.; 2 подгруппа – Краны мостовые 3 шт. 3 подгруппа – Электротермические установки 3 шт. 1.1 По таблицам для каждой группы определяем: Ки, cosφ 1 подгруппа Ки1 = 0,6 cosφ1 = 0,8 tgφ1 = 0,75 2 подгруппа Ки1 = 0,1 cosφ1 = 0,5 tgφ1 = 1,73 3 подгруппа Ки1 = 0,8 cosφ1 = 0,95 tgφ1 = 0,33 1.2 Определяем суммарную активную мощность электроприемников по подгруппам ∑Ру1 = 130 кВт ∑Ру2 = 60 кВт ∑Ру3 = 60 кВт 1.3 Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену Рсм1 = Ки1 • ∑Ру1; 0,6 • 30 = 78 кВт Рсм2 = Ки1 • ∑Ру2; 0,1 • 60 = 6 кВт Рсм3 = Ки1 • ∑Ру3; 0,8 • 60 = 48 кВт Qсм1 = Рсм1 • tgφ1; 78 • 0,75 = 58,5 квар Qсм2 = Рсм2 • tgφ1; 6 • 1.73 = 10,38 квар Qсм3 = Рсм3 • tgφ1; 48 • 0,33 = 15,84 квар Где Рсм1 - среднесменная активная мощность Qсм1 - среднесменная реактивная мощность 1.4 Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену в целом по группе Рсм = Рсм1 + Рсм2 + Рсм3; 78 + 6 + 48 = 132 кВт Qсм = Qсм1 + Qсм2 + Qсм3; 58,5 + 10,38 + 15,84 = 84,74 квар 1.5 Определяем значение числа «m» - модуля силовой сборки m = Рн max / Pн min; 40/2,5 = 16 Где Рн max - максимальная номинальная мощность электропиемника в группе; Рн min – минимальная номинальная мощность электроприемника в группе. 1.6 Так как m >3, Ки < 0,2, n > 5 то эффективное значение электроприемников nэ определяем, используя относительные величины n* и Р* n* = n1 / n; 6/18 = 0,33 где n1 – число элекртоприемников, мощность которых больше 0,5 номинальной мощности самого мощного электроприемника. n – общее число электроприемников. Р* = Р1 / ∑Рн; 180/314 = 0,57 где Р1 – суммарная мощность n1 элект;роприемников; ∑Рн - суммарная мощность всех электроприемников группы. n* = 0,37 P* = 0,57 1.7 По значению Ки и nэ определяем из таблицы Кмакс Кмакс = 2 По этим значениям из таблицы определяем величину nэ* = 0,81 nэ = n • nэ*; 0,81 • 18 = 14,58 ≈ 15 1.8 Определяем максимальную расчетную активную мощность Рмакс = Рсм • Кмакс; 132 • 2 = 264 кВт 1.9 Определяем максимальную расчетную реактивную мощность Qмакс = К′макс • Qсм; 1,1 • 84,74 = 93,2 квар где К′макс = 1,1; если nэ ≤ 10; Ки ≥ 0,2 и nэ ≤ 100, в остальных случаях К′макс = 1,1 1.10 Определяем полную максимальную расчетную мощность Sмакс = √Р2макс + Q2макс; √2642 + 93,22 = 280 кВА 1.11 Определяем максимальный расчетный ток Iмакс = Sмакс / (√3 • Uн); 280/1,73 • 0,38 = 430 А ШРА-2 В данной группе электроприемников – 28 1 подгруппа: пресса – 6 шт. 2 подгруппа: станки – 22 шт. 1.1.1 По таблицам для каждой группы определяем: Ки, cosφ 1 подгруппа Ки1 = 0,25 cosφ1 = 0,65 tgφ1 = 1,17 2 подгруппа Ки1 = 0,17 cosφ1 = 0,65 tgφ1 = 1,17 1.1.2 Определяем суммарную активную мощность электроприемников по подгруппам ∑Ру1 = 67,5 кВт ∑Ру2 = 167 кВт 1.1.3 Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену Рсм1 = Ки1 • ∑Ру1; 0,25 • 67,5 = 16,9 кВт Рсм2 = Ки1 • ∑Ру2; 0,17 • 167 = 28,4 кВт Qсм1 = Рсм1 • tgφ1; 16,9 • 1,17 = 19,8 квар Qсм2 = Рсм2 • tgφ1; 28,4 • 1,17 = 33,2 квар Где Рсм1 - среднесменная активная мощность Qсм1 - среднесменная реактивная мощность 1.1.4 Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену в целом по группе Рсм = Рсм1 + Рсм2; 16,9 + 28,4 = 45,3 кВт Qсм = Qсм1 + Qсм2; 19,8 + 33,2 = 53 квар 1.1.5 Определяем значение числа «m» - модуля силовой сборки m = Рн max / Pн min; 20/5,5 = 3,63 где Рн max - максимальная номинальная мощность электропиемника в группе; Рн min – минимальная номинальная мощность электроприемника в группе. 1.1.6 Так как m >3, Ки < 0,2, n > 5 то эффективное значение электроприемников nэ определяем, используя относительные величины n* и Р* n* = n1 / n = 6/24 = 0,25 где n1 – число элекртоприемников, мощность которых больше 0,5 номинальной мощности самого мощного электроприемника. n – общее число электроприемников. Р* = Р1 / ∑Рн = 0,43 где Р1 – суммарная мощность n1 электроприемников; ∑Рн - суммарная мощность всех электроприемников группы. 1.1.7 По значению Ки и nэ определяем из таблицы Кмакс Кмакс = 2,5 1.1.8 Определяем максимальную расчетную активную мощность Рмакс2 = Рсм • Кмакс; 45,3 • 2,5 = 113,2 кВт 1.1.9 Определяем максимальную расчетную реактивную мощность Qмакс2 = К′макс • Qсм = 1,1 • 53 = 58,3 квар где К′макс = 1,1; если nэ ≤ 10; Ки ≥ 0,2 и nэ ≤ 100, в остальных случаях К′макс = 1,1 1.1.10 Определяем полную максимальную расчетную мощность Sмакс = √Р2макс + Q2макс; √113,22 + 58,32 = 127,3 кВА 1.1.11 Определяем максимальный расчетный ток Iмакс = Sмакс / (√3 • Uн); 127,3/1,73 • 0,38 = 181,9 А 2. Расчет распределительной сети Цеховые сети должны: Обеспечивать необходимую надежность электроснабжения приемников электроэнергии в зависимости от их категории; Быть удобными и безопасными в эксплуатации; Иметь оптимальные технико-экономические показатели; Иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа. На практике наиболее распространение имеют смешанные схемы, сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем и пригодные для любых категорий электроснабжения. В проектируемом цехе – магистральная схема. Приведем расчет распределительной сети цеха. Распределительная сеть отдаленного электроприемника имеет вид: ШРА-1 2.1.1 Расчет распределительной сети: Вентилятор приточный 2.1.2 Определяем номинальный ток Iн = Рн / (√3 • Uн • cosφ) = 55/(1,73 • 0,38 • 0,8) = 110 А 2.1.3 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву Iн ≤ Iд. 110 ≤ 140 Выбираем провод АВВГ сечением 50 мм 2 с Iд = 140 А. 2.1.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям Iпв ≥ Iр; Iпв ≥ Iпик /α; Iпик = к • Iн; α = 2,5; Iпв > к • Iн / 2,5 = 5 • 110/2,5 = 220 А Выбираем предохранитель ПН-2-250 с Iпв = 220 А. 2.1.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие Iдоп ≥ кз • Iза; 140 ≥ 0,33 • 220 = 72,8 Условие выполняется, значит, плавкая вставка и сечение провода выбрано верно. 2.2 Расчет распределительной сети: Вентилятор приточный 2.2.1 Определяем номинальный ток Iн = Рн /(√3 • Uн • cosφ) = 75/(1,73 • 0,38 • 0,8) = 150 А 2.2.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву Iн ≤ Iд. 150 ≤ 170 2.2.3 Выбираем провод АВВГ сечением 95 мм 2 с Iд = 170 А. 2.2.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям Iпв ≥ Iр; Iпв ≥ Iпик /α; Iпик = к • Iн; α = 2,5; Iпв > к • Iн / 2,5 = 5 • 150/2,5 = 300 А Выбираем предохранитель ПН-2-400 с Iпв = 300 А. 2.2.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие Iдоп ≥ кз • Iза; 170 ≥ 0,33 • 300 = 99 Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно. 2.3 Расчет распределительной сети: Электрические установки 2.3.1 Определяем номинальный ток Iн = Рн / (√3 • Uн • cosφ) = 20/(1,73 • 0,38 • 0,95) = 33,3 А 2.3.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву Iн ≤ Iд. 33,3 ≤ 42 2.3.3 Выбираем провод АПВ сечением 10 мм2 с Iд =42 А. 2.3.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям Iпв ≥ Iр; Iпв ≥ Iпик /α; Iпик = к • Iн; α = 2,5; Iпв > к • Iн / 2,5 = 5 • 33,3/2,5 = 66,6 А Выбираем предохранитель ПН-2-100 с Iпв = 70 А. 2.3.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие Iдоп ≥ кз • Iза; 42 ≥ 0,33 • 70 = 23,1 Условие выполняется, значит, плавкая вставка и сечение провода выбрано верно. 2.4 Расчет распределительной сети: Краны мостовые 2.4.1 Определяем номинальный ток Iн = Рн / (√3 • Uн • cosφ) = 20/(1,73 • 0,38 • 0,5) = 66,6А 2.4.2. Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву: Iн ≤ Iд. 66,6 ≤ 75 2.4.3 Выбираем провод АВВГ сечением 25 мм 2 с Iд = 75 А 2.4.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям Iпв ≥ Iр; Iпв ≥ Iпик /α; Iпик = к • Iн; α = 2,5; Iпв > к • Iн / 2,5 = 5 • 66,6/2,5 = 133,2 А Выбираем предохранитель ПН-2-200 с Iпв = 140 А. 2.4.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие Iдоп ≥ кз • Iза; 75 ≥ 0,33 • 140 = 46,2 Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно. ШРА-2 2.5 Расчет распределительной сети: Обдирочные станки РТ-503 2.5.1 Определяем номинальный ток Iн = Рн / (√3 • Uн • cosφ) = 4,7/(1,73 • 0,38 • 0,65) = 11,8 А 2.5.2. Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву: Iн ≤ Iд. 11,8 ≤ 19 2.5.3 Выбираем провод АПВ сечением 2,5 мм 2 с Iд = 19 А 2.5.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям Iпв ≥ Iр; Iпв ≥ Iпик /α; Iпик = к • Iн; α = 2,5; Iпв > к • Iн / 2,5 = 5 • 11,8/2,5 = 23,6 А Выбираем предохранитель ПН-2-100 с Iпв = 30 А. 2.5.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие Iдоп ≥ кз • Iза; 19 ≥ 0,33 • 30 = 100 Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно. 2.6 Расчет распределительной сети: Кривошипные КПМ 2.6.1 Определяем номинальный ток Iн = Рн / (√3 • Uн • cosφ) = 15/(1,73 • 0,38 • 0,65) = 37,2 А 2.6.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву Iн ≤ Iд. 37,2 ≤ 42 2.6.3 Выбираем провод АПВ сечением 10 мм 2 с Iд = 42 А 2.6.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям Iпв ≥ Iр; Iпв ≥ Iпик /α; Iпик = к • Iн; α = 2,5; Iпв > к • Iн / 2,5 = 5 • 37,2/2,5 = 74,4 А Выбираем предохранитель ПР-2-100 с Iпв = 80 А. 2.6.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие Iдоп ≥ кз • Iза; 42 ≥ 0,33 • 80 = 26,4 Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно. 2.7 Расчет распределительной сети: Фрикционные КПМ 2.7.1 Определяем номинальный ток Iн = Рн / (√3 • Uн • cosφ) = 7,5/(1,73 • 0,38 • 0,65) = 18,8 А 2.7.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву: Iн ≤ Iд. 18,8 ≤ 19 2.7.3 Выбираем провод АПВ сечением 2,5 мм 2 с Iд = 19 А 2.7.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям Iпв ≥ Iр; Iпв ≥ Iпик /α; Iпик = к • Iн; α = 2,5; Iпв > к • Iн / 2,5 = 5 • 18,8/2,5 = 37,6 А Выбираем предохранитель ПН-2-100 с Iпв = 40 А. 2.7.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие Iдоп ≥ кз • Iза; 19 ≥ 0,33 • 40 = 13,2 Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно. 2.8 Расчет распределительной сети: Обдирочные станки РТ – 21001 2.8.1 Определяем номинальный ток Iн = Рн / (√3 • Uн • cosφ) = 10/(1,73 • 0,38 • 0,65) = 25 А 2.8.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву Iн ≤ Iд. 25 ≤ 27 2.8.3 Выбираем провод АПВ сечением 4 мм 2 с Iд = 27 А 2.8.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям Iпв ≥ Iр; Iпв ≥ Iпик /α; Iпик = к • Iн; α = 2,5; Iпв > к • Iн / 2,5 = 5 • 25/2,5 = 50 А Выбираем предохранитель ПН-2-100 с Iпв = 55 А. 2.8.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие Iдоп ≥ кз • Iза; 27 ≥ 0,33 • 55 = 18,15 Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно. 3. Выбор шинопровода по ШРА-1 Выбираем шинопровод ШРА – 500 – 44 – У3 с номинальным током 430А и r0 = 0,21Ом/км, х0 = 0,21 Ом/км по ШРА-2 Выбираем шинопровод ШРА – 250 – 32 – У3 с номинальным током 181,9А и r0 = 0,21 Ом/км, х0 = 0,21 Ом/км 4. Расчет силовой сети от КТП до ШРА Силовая питающая сеть от КТП до ШРА имеет следующий вид: КТП ШРА 4.1.1 Производим расчет силовой питающей линии для шинопровода: ШРА- 1 4.1.2 Максимальный расчетный ток для линии берем: Iмакс = 200 А 4.1.3 Выбор сечения кабеля и его марку производим по максимальному расчетному току Принимаем кабель марки АВВГ сечением 150 мм 2 с Iдоп = 235 А. Iмакс ≤ Iдоп; 200 ≤ 235 4.1.4 Для защиты от токов КЗ предусмотрены предохранители с плавкими вставками. Расчет токов плавких вставок ведем по следующим условиям: Iпик = Iпуск + (Iмакс – Ки • Iном); Iпв ≥ Iпик / α; Iпв ≥ Iр; где Iном и Iпуск – номинальный и пусковой ток самого мощного электроприемника, питающийся от данной силовой сети; Ки – коэффициент использования. Iпик = 150*5 + (200 – 0,6 • 150) = 860 А Iпв ≥ 860/2,5 = 334 А Принимаем предохранитель ПР-2-1000 с Iпв = 380 А. 4.1.5 Выбранный предохранитель должен удовлетворять условию Iдоп ≥ кз • Iза; 235 ≥ 0,33 • 380 = 125,5А. 4.1.6 В качестве распределительного устройства на КТП принимаем распределительную панель одностороннего обслуживания типа ЩО – 70М с рубильником на номинальный ток Iном = 125,4 А 4.2 Производим расчет силовой питающей линии для шинопровода: ШРА-2 4.2.1 Максимальный расчетный ток для линии берем Iмакс = 181,9 А 4.2.2 Выбор сечения кабеля и его марку производим по максимальному расчетному току Принимаем кабель марки АВВГ сечением 120 мм 2 с Iдоп = 200 А. Iмакс ≤ Iдоп; 181,9 ≤ 200 4.2.3 Для защиты от токов КЗ предусмотрены предохранители с плавкими вставками. Расчет токов плавких вставок ведем по следующим условиям Iпик = Iпуск + (Iмакс – Ки • Iном); Iпв ≥ Iпик / α; Iпв ≥ Iр; где Iном и Iпуск – номинальный и пусковой ток самого мощного электроприемника, питающийся от данной силовой сети; Ки – коэффициент использования. Iпик = 37,5•6 + (181,9 – 0,25 • 37,5) = 396,6 А Iпв ≥ 396,6/2,5 = 158,6 А Принимаем предохранитель ПН-2-250 с Iпв = 200 А. 4.2.4 Выбранный поредохранитель должен удовлетворять условию Iдоп ≥ кз • Iза; 200 ≥ 0,33 • 200 = 66 4.2.5 В качестве распределительного устройства на КТП принимаем распределительную панель одностороннего обслуживания типа ЩО – 70М с рубильником на номинальный ток Iном = 200 А 4.3.1 Производим расчет силовой питающей линии для шинопровода: РП-1 4.3.2 Максимальный расчетный ток для линии берем: Iмакс = 230 А 4.3.3 Выбор сечения кабеля и его марку производим по максимальному расчетному току Принимаем кабель марки АВВГ сечением 150 мм 2 с Iдоп = 235 А. Iмакс ≤ Iдоп; 230 ≤ 235 4.3.4. Для защиты от токов КЗ предусмотрены предохранители с плавкими вставками. Расчет токов плавких вставок ведем по следующим условиям Iпик = Iпуск + (Iмакс – Ки • Iном); Iпв ≥ Iпик / α; Iпв ≥ Iр; где Iном и Iпуск – номинальный и пусковой ток самого мощного электроприемника, питающийся от данной силовой сети; Ки – коэффициент использования. Iпик = 150*5 + (230 – 0,6 • 150) = 890 А Iпв ≥ 890/2,5 = 356 А Принимаем предохранитель ПР-2-1000 с Iпв = 380 А. 4.3.5 Выбранный предохранитель должен удовлетворять условию Iдоп ≥ кз • Iза; 235 ≥ 0,33 • 380 = 125,4А. 4.3.6 В качестве распределительного устройства на КТП принимаем распределительную панель одностороннего обслуживания типа ЩО – 70М с рубильником на номинальный ток Iном = 125,4 А 5. Расчет освящения Находим площадь помещения: А = а×в; 56·96=5376 м2 Находим значения удельной мощности по справочнику для ДРЛ с высотой n=7м. W – удельная мощность лампы 15,5 Вт. Прикидывваем число светильников в помещении. N=62 Определяем мощность лампы: Pл=А·W/N; 5376·15,5/62=1344Вт Следовательно осветительную установку ДРЛ выбираем мощность 1500Вт. Определяем количество светильников: N – количество светильников Кс – табличная величина (0,9) Росв – мощность освещения М – момент q – сечение провода Ku – коэффициент использования L – длина провода Росв = N·Pл ном 62·1500 = 93кВт; Pрас=1,25·Kс·Pосв 1,25·0,9·93=104,6кВт; Pсм=Pрас·Kc 104,6·0,9=94,14кВт Находим максимальную активную мощность: Pмакс=Рсм/cosφ 94,14/0,9=104,6кВт Qмакс=Рсм·tgφ 94,14·0,33=31,1квар Sмакс=√Р2макс+Q2макс √104,62+31,12=109,1кВА 6. Расчет осветительной установки вспомогательных помещений 6.1 Трансформаторная подстанция (ТП) S=12*6=72м2 N =W*S/Pл, где W f (h, S, E), W f (4м; 72м2; 100лк); тогда W=10 N =10*72/80=9св 6.2 Вентиляционная S=12*6=72м2 N =W*S/Pл, где W f (h, S, E); W f (4м; 72м2; 50лк); тогда W=5 N =5*72/80≈5св 6.3 Комната отдыха S=12*6=72м2 N =W*S/Pл, где W f (h, S, E); W f (4м; 72м2; 50лк); тогда W=5 N =5*72/80≈5св 6.4 Контора S=12*6=72м2 N =W*S/Pл, где W f (h, S, E); где W f (h, S, E); W f (4м; 72м2;150лк); тогда W=15 N =15*72/80≈14св 6.5 Бытовка S=12*6=72м2 N =W*S/Pл, где W f (h, S, E); W f (4м; 72м2; 50лк); тогда W=5 N =5*72/80≈5св 6.6 Инструментальная S=12*6=72м2 N =W*S/Pл, где W f (h, S, E), W f (4м; 72м2; 100лк); тогда W=10 N =10*72/80=9св 6.7 Склад S=18*18=324м2 N =W*S/Pл, где W f (h, S, E), W f (3,2м; 324м2; 418,5лк); тогда W=15,5 N =15,5*324/418,5≈9 Все табличные значения взяты из книги “Расчет и проектирование осветительных установок” Шеховцов В.П. 7. Аварийное освещение В данном цехе в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ), правилами технологической эксплуатации (ПТЭ) и строительными нормами и правилами (СН и П) предусмотрено аварийное освещение. Рабочее и аварийное освещение во всех помещениях, на рабочих местах, открытых пространствах должно обеспечивать освещенность в соответствии с установленными требованиями. Применяемые при эксплуатации ЭУ светильники рабочего и аварийного освещения должны быть только заводского изготовления и соответствовать требованиям государственных стандартов и технических условий. Светильники аварийного освещения должны отличаться от светильников рабочего освещения знаками и окраской. Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное. Освещение безопасности предназначено для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Светильники рабочего освещения и светильники освещения безопасности в производственных и общественных зданиях и на открытых пространствах должны питаться от независимых источников. Светильники и световые указатели эвакуационного освещения в производственных зданиях должны быть присоединены к сети, не связанной с сетью рабочего освещения, начиная распределительного пункта освещения или, при наличии только одного ввода, начиная от вводного распределительного устройства. При отнесении всех или части светильников освещения безопасности и эвакуационного освещения к особой группе первой категории по надежности электроснабжения необходимо предусматривать дополнительное питание этих светильников от третьего независимого источника. Применение для рабочего освещения, освещения безопасности и эвакуационного освещения общих групповых щитков, а также установка аппаратов управления рабочим освещением, освещением безопасности и эвакуационным освещением, за исключением аппаратов вспомогательных цепей (например сигнальных ламп, ключей управления), в общих шкафах не допускается. 8. Выбор компенсирующей установки Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, является вопрос о компенсации реактивной мощности. Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях. Компенсация реактивной мощности с одноимённым улучшением качества электроэнергии непосредственно в сетях промышленных предприятий является одним из основных направлений сокращений потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок предприятий. С точки зрения экономии электроэнергии и регулирования напряжения компенсацию реактивной мощности наиболее целесообразно осуществлять у его потребителей. К сетям напряжением до 1 кВ на промышленных предприятиях подключается большая часть потребителей реактивной мощности. Коэффициент мощности нагрузки низкого напряжения обычно не превышает 0,8. Сети напряжением 380 В электрически более удалены от источников питания, поэтому передача реактивной мощности в сети НН требует увеличения сечений проводов и кабелей, повышения мощности трансформаторов и сопровождается потерями активной и реактивной мощности. Затраты, обусловленные перечисленными факторами, можно уменьшить или даже устранить, если осуществлять компенсацию реактивной мощности в сети НН с помощью синхронных двигателей и конденсаторных батарей. В данном проекте для компенсации реактивной мощности применяются статические конденсаторные установки. Компенсации реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosφ = 0,92 ÷ 0,95. 8.1 Находим величину реактивной мощности компенсирующей установки Qку = α • Pmax • (tgφ - tgφк)=0,9 • 104,6 • (0,93-0,36)=53,6 квар. где α – коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным образом, принимается 0,9 tgφ – коэффициент реактивной мощности до компенсации tgφк – коэффициент реактивной мощности после компенсации. Если задаемся cosφк = 0,94, то тогда tgφк = 0,36 Qку = α • Pmax • (tgφ - tgφк) = 0,9 • 104,6 • (0,93-0,36)=53,6 квар. По полученному значению Qку выбираем конденсаторную установку УК2 – 0,38 – 150 мощностью 53,6 квар 8.2 Определяем общую максимальную реактивную мощность цеха с учётом компенсирующей установки Qобш = Qmax - Qку =93,2 - 53,6 = 39,6 квар 8.3 Определяем полную мощность цеха с учётом компенсирующей установки Smax = √ Pmax2 + Qобш2 = √104,62+ 39,62 =111,8 кВА 8.4 Определяем коэффициент мощности cosφ cosφ = Pmax/ Smax = 104,6/111,8 = 0,93 Что удовлетворяет требованиям ПУЭ, следовательно, компенсирующая установка выбрана верно. 9. Выбор трансформаторной подстанции Выбор мощности цеховых трансформаторов должен быть технически и экономически обоснован. Для питания цеховых электроприемников применяются комплектные трансформаторные подстанции. Обычно применяются внутрицеховые пристроенные подстанции, т.к. источник питания выгодно держать ближе к центру нагрузок. Отдельно стоящие подстанции, строят, если от КТП потребители других цехов, помещение цеха взрывоопасно, или нельзя по технологии. Для питания цеховых потребителей применяются трансформаторы следующих мощностей: Осуществляется по формуле: St=√(P1+P2+Pосв)2+(Q1+Q2+Qосв)=√(264+113,2+93)2+(93,2+58,3+31,1)2=504,4кВА S0=St/N∙K3=504,4/1∙0,65=776кВА Где St - суммарная максимальная мощность по ШРА 1-2 Iт - максимальная сила тока по ШРА 1-2 Uном – номинальное напряжение на подводке к подстанции принято 10кВ N – число трансформаторов К3 – коэффициент загрузки трансформатора I0=St/√3∙Uном=504,4/1,73∙10=29,1A Выбор трансформатора: 2 трансформатор, рассчитанный на 630кВА марки ТМФ – 630|10 шкаф ВН – ВВ – КР. Проверка загрузки трансформатора: К3=Sном/SКТП=504,4/630=0,8 Т.к. коэффициент нагрузки 0,8 подключать к этому КТП дополнительные потребители электроэнергии не рекомендовано. ААБ – 3(3×25) рассчитанный на 10кВ. КТП 630/10/0,4 10. Расчёт заземляющего устройства При расчёте заземляющего устройства определяются тип заземлителей, их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников. Этот расчёт производится для ожидаемого сопротивления заземляющего устройства в соответствии с существующими требованиями ПУЭ. В качестве заземлителя применяем металлические прутки диаметром 12 мм и длиной 5м. Расстояние между прутками 5м. Располагаем, прутки по периметру здания и соединения между собой стальными полосами 40х4 мм сечением. Почва – суглинок (ρизм = 100 Ом • м) Грунт средней влажности, х = 1 Периметр контура заземления. P = 2 • (a + b) P – периметр здания a – длина здания b – ширина здания P = 2 • (a + b) = 2 • (96 + 56) = 304м2 Определяем число электродов для контура заземления. N =P/L N – число электродов L – растояние между электродами L = 5м. N = P/L = 304/5 = 61 шт. Определяем сопротивление одиночного заземлителя. R1 = 0,227 • ρ1 ρ1 = ρизм • ψ ψ = 1,5 R1 – сопротивление одного электрода ρ1 – удельное сопротивление грунта с учётом повышения. ρизм – измеренное сопротивление грунта. ψ – коэффициент повышения сопротивления. ρ1 = 100 • 1,5 = 150 Ом • м R1 = 0,227 • 150 = 34,05 R = R1/N • η η – коэффициент экранирования η = 0,37 R = 34,5/61 • 0,37 = 1,53 Ом. Контур заземления имеет сопротивление 1,53 Ом, что соответствует нормативам (норма не более 4 Ом). 11. Расчет токов короткого замыкания Вычислить токи Ikmax,Ikr,iy в конце кабельной линии с алюминиевыми жилами сечением(3•120+1•50) мм2 L=100м напряжением 0,4 кВ питание кабеля производится от ПТС трансформатором мощностью 630 кВА, и К%=5,5%; Uвн =10 кВ, соединением обмоток звездой Y/Y. Ток трехфазного КЗ на стороне ВН трансформатора Iк максВН=11,42кА Ток трехфазного КЗ на стороне ВН трансформатора По справочным материалам находят параметры элементов схемы электроснабжения приведенные к ступени напряжения 0,4 кВ Трансформатора: X1t =X2t=i7,1 мОм; Хот=148,7 мОм Rit=R2t=5,5 мОм;Rот=55,6 мОм; Кабельной линии: удельное сопротивление фаз Rуд = 0,32 мОм/м: Худ=0,064 мОм/м петли фаза нуль Вычисляют сопротивление питающей системы, приведенное к Uрасч = 630В Хс=U2расч•10-3/√3•Imax•Ucp=0,8 то есть Хс можно считать равным 0 Сопротивление кабельной линии. Фаз Хкл=Худ•I=0,064•100=6,4 мОм;Rкл=Rуд•I=0,32100=32мОм Петли фаза – нуль I=0,62•100=62мОм Полное сопротивление тока трехфазного КЗ в максимальном режиме:Zmax=√(xemax)2+(Remax)2=√(2+17,1+6,4)2+(32+5,5)2=45,3мОм Полное сопротивление цепи тока двухфазного КЗ в минимальном режиме:Zmin=√(xemax)2+(Remax+Rq)2=√(23,3)2+(37,5+15)2=57,52мОм Полное сопротивление системы и трансформатора тока однофазного КЗ (можно полагать, что) Zmшт=√(x1т+х2т+2хс)2 +(Rit+R2t+Rot+3Rq)2=√(17,1+17,1+148,7+4)2+(5,5+5,5+55,6+3•15)2=217,6 мОм Ток трехфазного КЗ в максимальном режиме:Ikmax=UРасч/√3•zemax=630/1,7•44,25=16,4кА Ток двухфазного КЗ с учетом электрической дуги:IkR=UРасч/2•Emin=630/2•57,52=18,1кА Ток однофазного КЗ с учетом электрической дуги на зажимах наиболее удаленного электроприемника: IkR=UРасч/√3•(Zmax+Zmin)=34,1кА Ударный ток трехфазного КЗ в максимальном режиме:Iymax=√2•ky•Imax=√2•1,5•34,1=10кА Полученные значения токов КЗ позволяют проводить выбор коммутационных аппаратов, предохранителей, установок расцепителей автоматов и проверку обеспеченности быстрого отключения при пробе изоляции фазы электроприемника на корпус. 12. Потери напряжения По ШРА-1 ∆U=√3∙100/Uном∙(r0∙cosφ+x0∙sinφ)∙Iк∙L=1,73∙100/380∙(3,14∙0,54+0,4∙0,3)∙480∙0,022=7,6% Где, L-длина шинопровода R0-табличная величина X0-табличная величина Sin-это отношение cos выбирается по таблице Брадиса По ШРА-2 ∆U=√3∙100/Uном(r0∙cosφ+x0∙sinφ)∙Iк∙L=1,73∙100/380(3,14∙0,53+0,4∙0,3)∙181,9∙0,023==2,8% Где, L-длина шинопровода R0-табличная величина X0-табличная величина Sin-это отношение cos выбирается по таблице Брадиса Заключение В данном курсовом проекте мною была проделана следующая работа: 1. Разбив электроприемники на однородные по режиму работы подгруппы, произвел расчет электрических нагрузок на каждом шинопроводе. Полученные результаты занес в таблицу. 2. Выполнил расчет распределительной сети, выбрав к каждому ЭП провод, и предохранитель. 3. По максимальному току нагрузки выбрал шинопровод. 4. Произвел расчет силовой питающей линии для ШРА-1, ШРА-2 и РП-1. 5. Совершил расчет мощности осветительной установки 6. Выбор компенсирующей установки. Для компенсации реактивной мощности применяются статические конденсаторные установки. 7. Выбрал силовой трансформатор типа КТП 630/10/0,4 8. Выполнил расчет заземляющего устройства, при этом определив тип заземлителей, их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников. Список литературы Александоров К.К. Электротехнические чертежи и схемы. 2000г Ангарова Т.В. справочник по электроснабжению промышленных предприятий. 1991г Астахов Б.А справочник по электроустановкам высокого напряжения 1999г Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооуружений РД 34.21.122-87 Шеховцов В.П. справочник-пособие по ЭО и ЭСН 1994г Смирнов А.Д справочник книжка энергетика 1997г Рожкова Л.Д., Козулин В.С электрооборудование станций и подстанций. 1997г |