Электрооборудование и электроснабжение термического цеха. Проекта Электрооборудование и электроснабжение термического цеха

• Название: Проекта Электрооборудование и электроснабжение термического цеха
• Анкор: Электрооборудование и электроснабжение термического цеха
• Дата: 20.10.2022
• Размер: 0.75 Mb.
• Имя файла: Kursovaya_TEO-455_Ezhov.docx
• Тип: Курсовой проект; #743593
• страница: 1 из 3

Министерство общего и молодёжной политики Свердловской области

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение

Свердловской области

«Верхнепышминский механико-технологический техникум

«Юность»
13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)



«Защищен с оценкой»

_______________________


КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Тема проекта: Электрооборудование и электроснабжение термического цеха


Выполнил: ________Ежов Данил Дмитриевич_________Группа ТЭО-455___

(Фамилия, Имя, Отчество)

Руководитель проекта: _________________/Костромитина О.Н./_____________

Подпись (фамилия, инициалы) дата

Верхняя Пышма

2021

СОДЕРЖАНИЕ

	Введение	3
1	Характеристика предприятия	7
2	Светотехнический расчет	9
3	Выбор схемы электроснабжения	12
4	Расчет электрических нагрузок	13
5	Компенсация реактивной мощности	16
6	Выбор силовых трансформаторов	17
7	Выбор сечения проводов, кабелей и шин	19
8	Выбор защитных аппаратов	24
9	Расчет токов КЗ	29
10	Термическое и динамическое действие токов КЗ	32
11	Расчет защитного заземления	36
	Заключение	38
	Приложение А. План расположения электрооборудования
	Список использованных источников

ВВЕДЕНИЕ

Система электроснабжения-это совокупность элементов предназначенных для преобразования, производства, распределения и потребления электрической энергии. Электрическую энергию производят электрические станция: ТЭС (тепловая электростанция), ТЭЦ (тепло-электроцентраль), ГЭС (гидро-электростанция), ГРЭС (гидро-распределительная электростанция), АЭС (атомная электростанция), ВЭС (ветрянная электростанция).

Электроснабжение промышленных предприятий напрямую зависит от комплексного решения инженерных задач. Для обеспечения критичного оборудования «чистым» гарантированным электропитанием необходимо использовать источник бесперебойного питания, который обеспечит «неразрывность» синусоиды напряжения в случае аварии в сети общего пользования и защиту оборудования от всех видов электрических помех. Используя источники бесперебойного питания можно обеспечить надежное электроснабжение предприятий любой отрасли деятельности. Надежное электроснабжение — важный фактор, определяющий успешное функционирование любого производства.

Для обеспечения бесперебойного питания нужно также учитывать резервное электроснабжение. Резервное электроснабжение позволяет полностью исключить риски, связанные с непредвиденным отключением напряжения в центральных электросетях.

В рамках данного проекта предстоит решить следующие задачи: рассчитать электрические нагрузки, произвести компенсацию реактивной мощности, выбрать силовые трансформаторы, кабели и защитные аппарату.
Цель курсового проектирования
Курсовой проект является завершающим этапом изучения профессионального модуля «Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического оборудования» и предназначен для закрепления и углубления знаний по технологии и организации технического обслуживания и эксплуатации электрического и электромеханического оборудования, а также для подготовки студентов техникума к выполнению дипломного проекта.
Задачи курсового проектирования
1) Овладеть теоретическими и методологическими основами специальности «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»;

2) Закрепить и расширить теоретические и практические знания и научится применять эти знания при решении конкретных научных задач;

3) Развить навыки самостоятельной работы и овладеть методикой исследования и экспериментирования при решении разрабатываемых по курсовому проекту проблем и вопросов;

4) Выбирать основное технологическое оборудование;

5) Определять производственную площадь объекта проектирования исходя из условий задания.

1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
1) Электрический кран — может не только упростить работы, связанные с подъемом и перемещением объемных и габаритных грузов, но и существенно увеличить объем работ, выполняемых персоналом за одну смену.

-По номинальному напряжению НН Uном <1000B

-По мощности: малой мощности P <100 кВт

-По режиму работы: Повторно-кратковременный, ПВ=25%

-Частота f = 50 Гц

-Род тока: I

-Тип привода: с раздельным приводом

-Категория надёжности: 2
2) Печь индукционная — электротермическая установка, в которой тепло выделяется за счёт протекания тока по проводнику. Установки такого типа по способу выделения тепла делятся на две группы: косвенного действия и прямого действия. Электрические печи сопротивления классифицируются по назначению, по температурному режиму, конструкции и принципу действия, по рабочей среде.

-По номинальному напряжению НН Uном <1000B

-По мощности: малой мощности P <125 кВт

-По режиму работы: непрерывного и периодического действия

-Частота f = 50 Гц

-Род тока: I

-Низкотемпературные 400-1000 ᵒС

-Высокотемпературные 1600 ᵒС

-Особо высоких температур 1800ᵒС

-Категория надёжности: 2

4) Вентилятор — один из основных элементов механической вентиляции для поддержания чистоты воздуха в производственных помещениях и местах проживания людей.

-По номинальному напряжению НН Uном <1000B

-По мощности: малой мощности P <100 кВт

-По режиму работы: продолжительный

-Частота f = 50 Гц

-Род тока: I

-Категория надёжности: 2
5) Электрованны - предназначены для термической обработки инструмента из быстрорежущих сталей, а также для других процессов термообработки, требующих нагрева в расплавленных средах от 850 до 1300 °С.
- По номинальному напряжению НН Uном <1000B

-По мощности: малой мощности P <100 кВт

-По режиму работы: продолжительный

-Частота f = 50 Гц

-Род тока: I

-Категория надёжности: 2

2. 
   Светотехнический расчет
   

Все методы расчета освещения можно свести к двум основным: точечному и методу светового потока, иначе называемому методом коэффициента использования.

В данной работе мы применим метод коэффициента использования для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей.

1. 
   Определяем индекс помещения.
   

i= (2.1)
Где А и Б – длина и ширина помещения, м;

h – Высота подвеса светильника, м.

i= i= i= 2, 73

2. 
   Определяем норму освещенности в зависимости от характеристики зрительных работ. Е_н=300 лк при средней точности и разряде зрительной работы IIв.
   

3. 
   Определяем коэффициент отражения:
   

_п=70%, _стен=50%, _р=10%,
где _п-коэффициент отражения потолка;

_стен- коэффициент отражения стен;

_р- коэффициент отражения рабочей поверхности,

4. 
   Определяем тип светильника: РСП 05-400 с лампой ДРЛ (для цехового освещения).
   

5. 
   Определяем коэффициент использования светового потока Uоу, который зависит от типа светильника, индекса помещения, коэффициента отражения потолка, стен и рабочей поверхности.
   

U_оу=0,73

6. 
   Рассчитываем высоту подвеса светильника в цехе.
   

h=H-(h_р+h_свеса), (2.2)

где H-высота помещения

h_свеса-высота свеса светильника=0,30,7 м;

h_р-высота рабочей поверхности=0,9 м.
h=10-(0,9+0,5), h=10-1,4, h=8,6

7. 
   Расстояние между светильниками определяем в зависимости от на выгоднейшего отношения , L  0,5h
   

8. 
   Намечаем количество светильников и размещаем их равномерно и симметрично на потолке цеха. Получаем 8 рядов по 12 светильников в каждом
   

9. 
   Рассчитываем световой поток одной лампы
   

Ф_л= (2.3)
Где Е_н-нормируемое значение освещенности, лк;

К_з-коэффициент запаса учитывающий снижение освещенности в процессе эксплуатации осветительной установки=1,5;

N-количество светильников=80 шт.;

Z-коэффициент характеризующий неравномерность освещения. Для ламп ДРЛ=1,15;

Ф_л= Ф_л=31817

10. 
    Проверяем соответствие фактической освещенности нормируемой
    

Е_ф= , (2.4)
Где Е_ф, Ф_факт –фактическая освещенность и световой поток; 24 кЛм

Ф_расч.-рассчетный световой поток, лм;

Е_н-нормируемая освещенность, лк.

Е_ф= , Е_ф=282

Допускается (-10+20%) от Е_н

Отклонение освещённости составляет 6%

2. 
   Выбор схемы электроснабжения
   

Для обеспечения потребителей энергией выбираем магистральную схему электроснабжения.



Рисунок 1 – Схема электроснабжения




4 Расчет электрических нагрузок
При определении электрических нагрузок групп электрических приемников расчетной величиной является средняя мощность наиболее нагруженной смены.

Средняя активная или реактивная мощность за наиболее загруженную смену определяется по расходу электрической энергии. Согласно ПУЭ за расчетную активную мощность принята мощность получаемого минимума, который является расчетной величиной для выбора всех элементов электроснабжения по нагреву проводников, трансформаторов и аппаратуры. Расчетная активная мощность Р_р соответствует такой длительной неизменной нагрузке током I_р, которая эквивалентна ожидаемой изменяемой нагрузке по наиболее тяжелому тепловому действию, максимальной температуре или тепловому износу кабеля, либо трансформатора
Р_с=ΣР_ном·К_и (4.5)

где Р_с – средняя активная мощность, за максимально загруженную смену, кВт;

ΣР_ном – сумма номинальных мощностей приемников, кВт;

К_и – коэффициент использования [таблица 1]

Q_с = Р_с· tgφ, (4.6)

Где Q_с – средняя реактивная мощность за максимально загруженную смену, квар;

tgφ – коэффициент реактивной мощности.
tgφ= , (4.7)
Где cosφ – коэффициент мощности [таблица 1]
sinφ =
P_р=P_с·K_р , (4.8)

Где K_р -коэффициент максимума, выбирается исходя из n_э и К_и [таблица 2]

n_э= (4.9)

Где n_э – эффективное число электроприемников;

∑Р_ном - сумма номинальных мощностей приемников, кВт;

Р_{ном мах} – номинальная мощность наибольшего электроприемника из группы, кВт.

Р_р = Р_с · К_р , (4.10)



Q_р = Q_с · К_р , (4.11)

Где Q_р – расчетная реактивная мощность, кВт;

Q_с - средняя реактивная мощность, максимально загруженную смену, квар.

К_р =1,1-при К_и<0,2 и п_эф100, а также при К_и0,2 и при п_эф<10
Sр = , (4.12)
где S_р – полная мощность, кВА;

Р_р – расчетная активная мощность, кВт;

Q_р – расчетная реактивная мощность, квар.
I_мах= , (4.13)

Где I_мах – максимальный ток, А;

U_ном – номинальное напряжение, кВ;

S_р – полная мощность, кВА.

I_мах=

Результаты расчетов сводим в таблицу 4.1.

Питающие магистрали и группы электроприёмников	тn	Руст, приведённая к ПВ=100% кВт		Коэффициент использования, Ки	cosφ tgφ	Средняя нагрузка за наиболее загруженную смену		2∙∑Pном nэ= ___________ Pном .max		Кр/ Кр’		Расчётная нагрузка						Sр Iмах=___________ √3*Uном
												Рр, кВт		Qр, кВАр		Sр, кВА
		Рмин-мах	∑Рном			Рс=Ки∙∑Рном кВт	Qc=Рс∙ tgφ кВАр
ШМА -1									8 8		Кр = 1,61/ К’р = 1
Печь индукционная	22	250	500	00.75-0.8	0.95/ 0.09	375	33.75						603.75		33.75		604.7		873.8
Вентилятор	22	40	40	00.57	0.75/ 0.5	22.8	11.4						36.7		11.4		38.4		55.5
Рельсовая тележка	22	42	84	00.05	0.5/ 1.5	4.2	6.3						6.7		6.3		9.2		13.3
Кран Электрический	11	15	15	00.05	0.5/ 1.5	4.2	6.3						6.7		6.3		9.2		13.3
Ванна гальваническая	11	180	180	00.75-0.8	0.95/ 0.09	375	33.75						603.75		33.75		604.7		873.8
ШМА - 2
Рельсовая тележка	22	42	84	00.05	0.5/ 1.5	4.2	6.3						6.7		6.3		9.2		13.3
Ванна гальваническая	11	180	180	00.75-0.8	0.95/ 0.09	375	33.75						603.75		33.75		604.7		873.8
Вентилятор	22	40	80	00.57	0.75/ 0.5	22.8	11.4						36.7		11.4		38.4		55.5
Печь индукционная	22	250	500	00.75-0.8	0.95/ 0.09	4.2	33.75						6.7		33.75		604.7		873.8
Кран Электрический	1	15	15	00.05	0.5/ 1.5	4.2	6.3						603.75		6.3		9.2		13.3

5 Компенсация реактивной мощности




Так как коэффициент реактивной мощности превышает нормативный, делаем вывод о необходимости компенсации реактивной мощности.

Компенсация реактивной мощности это приближение источника реактивной мощности к потребителю.

1. 
   Определяем мощность компенсирующей установки
   

Q_ку = Р_с (tgφ_ср – tgφ_э) , (5.14)
где Р_с – активная средняя мощность, кВт;

tgφ_ср – расчетных коэффициент реактивной мощности предприятий;

tgφ_э – эффективный коэффициент реактивной мощности 0,33.
Q_ку = 1562,4 (0,92 – 0,33)=921,816
2) Выбираем тип батарей 6 × (ККУ – 0,38-160) [таблица 3]

3) Проверка:
tgφ= , (5.15)

где Q_р – расчетная реактивная мощность в цехе, квар;

Q_{ном ку} – мощность компенсационной установки, квар;

Р _р – расчетная активная мощность в цехе, кВт.
tgφ= =-0,61
Вывод: Проверка сошлась, батареи подходят если tgφ ≤ 0,33.

4) Выбираем способ размещения компенсирующих устройств.



6 Выбор силовых трансформаторов




На действующих предприятиях при наличии суточного графика потребителя номинальную мощность трансформатора следует выбирать не по максимальной нагрузке потребителя, а по величине средней мощности в наиболее загруженной смене из характерных суток. Если мощность трансформатора выбирать по максимальной нагрузке потребителя, то в периоды средних, а тем более минимальных нагрузок трансформатор будет не догружен, а, следовательно, его номинальная мощность будет завышена.

Следует также учесть, что оптимальная загрузка трансформатора должна составлять 6570% его номинальной мощности.

1. 
   Определяем полезную мощность цеха с учетом компенсации:
   

S_мах = , (6.19)

где Р_р – расчетная активная мощность по цеху, кВт;

Q_р – расчетная реактивная мощность по цеху, квар;

Q_{ку ном} – полная мощность компенсирующего устройства, квар.
S_мах = =1478,27

2. 
   Намечаем число трансформаторов с учетом категорий, так как имеются потребители II категории, выбираем двух трансформаторную подстанцию.
   

3. 
   Определяем мощность на трансформаторной подстанции:
   

Tмах = 1 час [по справочнику]
К_зг= (6.20)

Где К_зг – коэффициент заполнения суточного графика;

Р_с – средняя активная мощность, кВт;

Р_p – максимальная активная мощности по цеху, кВт.
К_зг= =1,24



Где К_н - коэффициент допустимой перегрузки трансформатора [по справочнику] Кн=1,1

Sном= (6.21)

Где Sном – номинальная мощность трансформатора, кВА;

Sмах – полная мощность цеха, кВА.
Sном= =1407,87

4. 
   Выбираем трансформатор по справочнику (таблица 11):
   

2× (ТМ –1000 / 10)

Мощность 1000 кВА;

Номинальное напряжение ВН =10, НН= 0,4;
7 Выбор сечения проводов и кабелей
Сечения проводов и жил кабелей должны выбираться в зависимости от ряда факторов. Эти факторы разделяются на технические и экономические.

Технические факторы, влияющие на выбор сечения, следующие:

1. 
   Нагрев от длительного выделения тепла рабочим (расчетным) током;
   
2. 
   Нагрев от кратковременного выделения тепла током короткого замыкания;
   
3. 
   Потери (падение) напряжения в жилах кабеля или проводах воздушной линии от проходящего по ним тока в нормальном и аварийном режимах и т. д.
   

1. 
   Определяем ток расчетный для каждого электроприемника:
   

I_расч= , (7.22)

Где Р_ном – номинальная мощность электроприемника, кВт;

U_ном – номинальное напряжение электроприемника, кВ;

сosφ – коэффициент мощности

I_расч = = 144, 3