КП 08.02.09 образец - ТП цехов-1. Профессиональное образовательное учреждение академия транспортых технологий курсовой проект
 Скачать 233.67 Kb.
|
1 2  Рисунок 2 - Планировочное решение электрооборудование Схемы электроснабжения цехов на предприятии весьма разнообразны и их построение обусловлено многими факторами: категорией электроприёмников, территорией, историческим развитием предприятия и многих других. Поэтому остановимся только на основных принципах построения схем. Одним из основополагающих принципов построения схемы электроснабжения является применение глубокого ввода, что означает максимально возможное приближение источников высокого напряжения, или подстанций, к потребителям с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации и аппаратов. На предприятиях средней мощности линии глубоких вводов напряжением 35-110 кВ вводятся на территорию непосредственно от энергосистемы. На крупных предприятиях глубокие вводы отходят от главной понизительной подстанции (ГПП) или распределительных подстанций, получающих энергию от энергосистемы. На небольших предприятиях достаточно иметь одну подстанцию для приёма электроэнергии. Если напряжение питания совпадает с напряжением заводской распределительной сети, то приём электроэнергии осуществляется непосредственно на распределительный пункт без трансформации. Распределение электроэнергии на предприятии может осуществляться по радиальной, магистральной или комбинированной схемой. На выбор той или иной схемы влияют технические и экономические факторы. При расположении нагрузок в различных направлениях от центра питания целесообразно применять радиальную схему передачи и распределения электроэнергии. В зависимости от мощности предприятия радиальные схемы могут иметь одну или две ступени распределения электроэнергии. Двухступенчатые радиальные схемы с промежуточными РП используют на предприятиях большой мощности. Промежуточные РП позволяют освободить шины ГПП от большого количества мелких отходящих линий. Магистральные схемы передачи и распределения электроэнергии применяются при расположении нагрузок в одном направлении от источника питания. Электроэнергия к подстанциям поступает по ответвлениям от линии (воздушной либо кабельной), поочерёдно заходящей на несколько подстанций. Число трансформаторов, присоединяемых к одной магистрали, зависит от мощности трансформаторов и требуемой бесперебойности питания. Магистральные схемы могут выполняться с одной, двумя и более магистралями.[6] Питающая сеть Цеха №1 от ТП1 до каждого распределительного пункта выполнены кабелями ВВГнг и проложена в каналах бетонного пола. Распределительная сеть цеха выполнена отрыто по стенам и по полу с прокладкой в трубах ПВХ проводами марки ПВ. Защита распределительной сети осуществляется автоматическими выключателями. 2.2 Расчет общего освещения производственных посещений Цеха №3 Делая выбор между современными источниками света, отдаём предпочтение светодиодам. Высота производственных помещений составляет 6,5 метров. Усредненная высота рабочей поверхности 0,7 метров. Высота свеса светильников 1 метр. Усредненная освещенность для объекта 300 лк. По [7, таблица 3.6] выбираем светильник марки ДСП44 Flagman 002 LED мощностью 76 Вт. Площадь помещения Si, м2, определяется по формуле  (1)где Аi .- длина помещения, м; Вi - ширина помещения, м. Высота подвеса светильника над рабочей поверхностью hi, м, определяется по формуле  (2)где Hобщi .- высота помещения, м; hрi - высота рабочей поверхности, м; hсвi - высота свеса светильника, м. Рассчитаем индекс помещения ii, по формуле  (3)По внешнему виду и состоянию отражающих поверхностей помещения определяются коэффициенты отражения потолка, стен и рабочих поверхностей. В зависимости от параметров индекса помещения и коэффициентов отражения поверхностей помещения определяем коэффициент использования светового потока [7, табл.3.ХХ.]. Количество светильников Ni, шт., определяется по формуле  (4)где Енорм.i = 300 лк - освещённость помещения; KЗ = 1,1 - коэффициент запаса для светодиодных источников света [7, табл. 3.4]; z = 1,15 - поправочный коэффициент для светодиодных источников света [7, табл. 3.4]; ФИСi = ….. лм - значение величины светового потока; nИСi - количество источников света в светильнике, шт; [7, табл. 3.6] ηi = …. коэффициент использования светового потока.[7, табл. 3.17] Мощность осветительной установки PОУi, кВт, определяется по формуле  , (5)где РИСi - мощность светодиодного модуля, кВт. Все расчеты сведены светотехническую ведомость таблица 3. Таблица 3 – Светотехническая ведомость
Продолжение таблицы 3
2.3 Расчет электрических нагрузок Цеха №1 методом упорядочных диаграмм Метод коэффициента максимума является основным методом расчета при проектировании. Этим методом пользуются в тех случаях, когда известны номинальные данные всех электроприемников, с учетом их числа и характеристик, определить расчетную нагрузку любого узла схемы электроснабжения. При расчете силовых нагрузок, важно правильно определить электрические нагрузки во всех элементах силовой сети. Завышение нагрузки может привести к перерасходу проводникового материала, удорожанию строительства. Занижение нагрузки приведет к уменьшению пропускаемой способности сети и невозможности обеспечения нормальной работы силовых электрических приемников. [6] Определяем активную мощность на валу грузоподъёмногооборудования, по формуле
где  - мощность на валу, кВт;Pп – паспортная мощность, кВт, таблица 1. Определяем номинальную мощность для сварочного оборудования по формуле
где  - номинальная мощность сварочного оборудования, кВт.Электрооборудование Цеха №3 разделены на группы: - группа 1 станкимелкосерийного производства; - группа 2 пресс штамповочное оборудования; - группа 3 компрессорное оборудование; - группа 4 вентиляционное оборудование; - группа 5 грузоподъемное оборудование; - группа 6 сварочное оборудование; - группа 7 освещение. Выбор стандартных номинальных мощностей и технических данных двигателей был произведен по таблице [7, таблица 1.1] результаты сведены в таблицу 4. Таблица 4 – Технические данные асинхронных двигателей
Для каждого вида оборудования необходимо вычислить номинальный ток Iном, А по формуле
где Iномi– номинальное значение тока, А; Uном= 0,4 кВ – номинальное напряжение питающей сети; cosφi – коэффициент активной мощности электроприемника. Результаты вычисления приведены в таблице 4. Все электроприёмники цеха разделены на группы с одинаковым режимом работы (одинаковыми значениями коэффициента использования – Ки и активного коэффициента мощности – cosφ). Численное значение Ки иcosφ выбираются по [7, таблица 1.2]. У электроприемников в группах, имеющих различную мощность, номинальная мощность представлена в виде двух чисел минимума и максимуму ее значений. Расчет установленной мощности Pуст, кВт для каждой группы электроприемников производится по следующей формуле
где Pустi– соответствующая номинальная мощность электроприемника в этой группе, кВт; ni– число электроприёмников в группе имеющих одинаковую мощность, шт. Расчет установленной мощности цеха осуществляется путем суммирования установленных мощностей всех групп электроприемников. Активные и реактивные мощности групп электроприемников, за наиболее за наиболее нагруженную смену работы завода определяют по формулам
где Pсмi– активная мощность группы электроприемников за наиболее загруженную смену работы завода, кВт; Pустi – установленная мощность, кВт; Киi- коэффициент использования.
где tgφi – коэффициент реактивной мощности группы электроприемников; Qсмi – реактивная мощность группы электроприемников за наиболее загруженную смену, кВАр. Диапазон изменения мощностей, m, цеха рассчитывается, как отношение единичной мощности электроприемника с максимальной мощностью другого электроприёмника с минимальной мощностью по формуле
где Pmaxi – максимальная мощность единичного электроприемника, кВт; Pmini – минимальная мощность единичного электроприемника, кВт. Результаты вычислений заносятся в таблицу 5 в виде: m>3; m<3; m=3. Совместно для всех групп электроприемников численное значение средневзвешенных коэффициента использования, Кисв и реактивного коэффициента мощности, tgφсв, определяется по формулам
где tgφсв– средневзвешенный реактивный коэффициента мощности. Значение средневзвешенного активного коэффициента мощности (cosφсв) определяется по величине tgφсв. Для сокращения объема расчетов осуществлен переход от действительного числа электроприемников (nд) к эффективному числу электроприемников (nэф) в цехе. Так как, m≥3, а Кисв ≥0,2 то nэф число электроприемников определяется по формуле
где Pimax– единичная максимальная мощность электроприемника, кВт; nэф – число эффективных электроприемников, шт. Если по расчетам nэф>nд, или диапазон изменения мощности меньше трех, то в таблицу 5 заносится действительное число электроприемников. Коэффициент максимума Кmax, определяется с учетом численных значений nэф и Кисв по [7, таблице 1.4]. Активная Pmax, кВт , реактивная Qmax, кВАр и полная мощности Smax,кВА за тридцати минутный максимум нагрузки в наиболее загруженную смену работы предприятия определяется по следующим формулам
где К`max = 1 – коэффициент, принимающий значение, если 10
Максимальный ток Imax, А цеха определяется по формуле
Для удобства расчетов полученная информация и результаты вычислений сводятся в таблицу 5. На основании произведенных расчетов заполняется ведомость электрических нагрузок, представленная в таблице 5. Таблица 5 – Ведомость электрических нагрузок Цеха№3
Продолжение таблицы 5
2.4 Выбор защитной и пусковой аппаратуры электрооборудования Цеха №3 Автоматические выключатели обычно называют просто «автоматы». Они предназначены для защиты электрических сетей от перегрузки и коротких замыканий. В прошлом функции автоматов выполняли пробки, в которые вставлялись предохранители. Основное преимущество автоматов в том, что для их повторного включения достаточно поднять рычажок, т.е. не нужно менять предохранитель, как в пробках.[8] Плавкие предохранители имеются в любом автомобиле и во многих моделях электротехники, ведь если возникнет короткое замыкание или перегрузка в электрической сети, то оборудование вполне может выйти из строя. Главная их функция сводится к размыканию электрической цепи, в тех случаях, если сила тока в ней превышает все допустимые значения.[9] Основной защитной аппаратурой электрооборудования и станков Цеха №1являютсяавтоматическиевыключатели серии АВ-51 из [7, табл. 4.5], для сварочного оборудования это предохранители ПР-2 из [7, табл. 4.3]. Рабочий ток Iрабi, А определяем по формуле
где Iн - номинальный ток электрооборудования, А табл. 4; η - КПД электрооборудования, табл.4. Расчетный ток срабатывания расцепителя Iтр, А определяем по формуле
где Iтр-ток расцепителя автоматического выключателя, А; Iраб – рабочий ток оборудования, А. Выбор автоматического выключателя выполняется по формуле
где  - рабочий ток оборудования, А; - ток автоматического выключателя, А.
где  - ток теплового расцепителя, А.
где  - расчетный ток теплового расцепителя, А.Результаты выбора автоматических выключателей приводим в таблице 6. Для сварочного оборудования определяется ток продолжительности включения по формуле  , (25)где IПВi - ток кратковременного режима работы, А; Sпi - полная паспортная мощность, кВА, таблица 1; Uном=400В - номинальное напряжение. Рассчитываем ток плавкой вставки предохранителя по формуле  , (26)где Iвстi - ток плавкой вставки, А; ПВ - коэффициент продолжительности включения. Номинальный ток патрона и тип предохранителя выбирается исходя из условия  , (27)где Iпi - ток патрона предохранителя, А. Ток плавкой вставки предохранителя определяется из условия  (28)Выбор предохранителей и их номинальных данных производится по [7, табл. 4.3]. Определение типа и номинального тока магнитного пускателя осуществляется по номинальному току электрооборудования  (29)Для каждого магнитного пускателя определяем ток теплового реле по форомуле  (30)Магнитные пускатели и их номинальные данные выбираются по таблицам [7, табл. 4.8, 4.9]. Результаты выбора защитной и пусковой аппаратуры, сведены в таблицу 6 . Таблица 6 – Защитная и пусковая аппаратура Цеха №3
Выбор питающей сети осуществляется по [7, таблица 2.3], результаты выбора представлены в таблице 8. Таблица 8 – Питающая сеть Цеха №3
2.6 Расчет наружного освещение открытой территории завода Освещение любого промышленного объекта - сложная задача. Известно, что чем ближе расположен светильник к освещаемой поверхности, тем меньше электрической энергии он потребляет для достижения необходимой освещенности. Но проблема крупных предприятий в том, что перекрыть освещаемую территорию даже сетчатым каркасом, для того чтобы расположить светильники в узлах сетки порой не представляется возможным. Приходится использовать светодиодные прожектора большой мощности, расположенные на довольно высокой опоре. И чем выше опора, тем большую площадь может осветить один прожектор. Нормы освещенности объектов, где производятся работы определенной сложности, четко прописаны в строительных нормах и правилах. Но разрывы между цехами, технологические проезды, склады временного хранения (разрывы между цехами могут использоваться для этой цели) также требуют освещения. Нормы освещения разные, но, как правило, средняя освещенность должна быть не менее 20 люкс. Это касается внутренней территории предприятия. Причем нормы по процентному соотношению наиболее освещенной и наименее освещенной точки не оговариваются. Считается, что ярко освещенная точка дает достаточно рассеянного света для цилиндрической освещенности территории. [10] Программа Light-in-Night Road позволяет выполнять моделирование освещения трехмерных объектов (многоуровневых транспортных развязок, мостов, эстакад и т.п.). Моделирование самих объектов может быть выполнено либо в самой программе, либо в программах САПР (например, AutoCAD) с последующей загрузкой dxf-файлов в нашу программу. Кроме того, в программе имеется возможность использовать в качестве геоподосновы растровое изображение освещаемой территории в виде файла в формате bmp. Программа обеспечивает наглядную визуализацию освещаемых объектов и результатов расчета освещения в виде нанесенных на объекты изолюкс, сетки расчетных точек или заливки в серых или фиктивных цветах. Программа Light-in-Night Road позволяет: провести расчет значений нормируемых параметров осветительной установки: - средней яркости или освещенности дорожного покрытия; - горизонтальной и полуцилиндрической освещенности для тротуара; - коэффициентов равномерности яркости и освещенности; - показателей ослепленности; - освещенности на стенах примыкающих к улице зданий. [11] Результаты расчета освещения представлены в таблице 9. Таблица 9 – Светотехническая ведомость наружного освещения
Продолжение таблицы 9
2.7 Расчет электрических нагрузок завода методом коэффициента спроса Метод коэффициента спроса наиболее прост и широко распространен. Для определения расчетных нагрузок по этому методу необходимо знать установленную мощность РЦ группы приемников и коэффициенты мощности cosφ и спроса КС данной группы, определяемые по справочной литературе. [12] Расчёт нагрузок завода осуществляется методом коэффициента спроса, все исходные данные приведены в таблице 2 и таблице 5. Коэффициент спроса (Кс) для первого цеха высчитываем по формуле
где Рmax - максимальная активная мощность цеха, кВт; Руст - установленная мощность цеха, кВт. Величина активной и реактивной мощности цехов со второго по пятый определяется по формулам
Мощности цеха соответствуют заданному значению cos. Численное значение полной мощности ( Smax ) и максимального тока (Imax) для цехов 1,2,4 и 5 определяется по формулам 18 и 19. Расчет Qmax, Руст,Рmax, всего завода осуществляется путем суммирования этих величин, а полной мощности и максимального тока по формулам 18 и 19. Величина средневзвешенного коэффициента спроса Kссв для всего завода определяется по формуле
Расчет средневзвешенного коэффициента реактивной мощности tg, для всего завода определяется по формуле
По найденному tgcв определяем cosсв завода. Результаты расчетов приведены в таблице 10. Таблица 10– Ведомость электрических нагрузок завода
2.6 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов Питание цехов завода осуществляется от отдельных, встроенных трансформаторных подстанций (ТП). При выборе трансформаторов каждой ТП необходимо учитывать тип, требуемую мощность, значение высшего и низшего напряжения, условия в которых будет эксплуатироваться трансформатор. Согласно заданию на проектирования нагрузки цехов два, три, четыре и пять относятся к первой категории надежности электроснабжения, а Цех №1 относится к третей категории надежности. В связи с этим количество трансформаторов в Цехе №1 будет один, а в Цехах №2,3,4,5 будет две штуки. Для цеховых трансформаторных подстанций предполагается выбрать из трансформаторов типа ТМ и ТС. Трансформаторы типа ТС, с воздушным охлаждением, при этом максимальный коэффициент загрузки трансформатора Кзi в Цехах №2,3,4,5 равен 0,65, а в Цехе №1 равен 0,9. Трансформаторы типа ТМ, с воздушным охлаждением, при этом максимальный коэффициент загрузки трансформатора Кзi в Цехах №2,3,4,5 равен 0,70, а в Цехе №1 равен 0,95. Рассчитываем номинальную мощность цехового трансформатора Sномтрi, кВА по формуле
где ni – число трансформаторов, шт. ВЫБИРАЕМ И СЧИТАЕМ трансформатор ТМ По [МП, табл. 5.1 и табл. 5.2] выбираем трансформатор исходя из условия
Технические данные цеховых трансформаторов типа ТМ представлены в таблице 10. Таблица 10 – Технические данные цеховых трансформаторов типа ТМ
Технические данные цеховых трансформаторов типа ТМ представлены в таблице 11. Таблица 11 – Технические данные цеховых трансформаторов
Рассчитываем реальный коэффициент загрузки Кзр, по формуле
Для всех трансформаторов определяются потери активной мощности ∆Ртр, кВт по формуле
где ∆Рх.х.i– потери холостого хода табл. 10 и 11, кВт; ∆Рк.зi– потери в обмотке трансформатора табл.10 и 11, кВт. Для всех трансформаторов определятся потри реактивной мощности ∆Qтр, кВАр по формуле
где Iх.х.i - ток холостого хода, табл. 10 и 11%; Uк.з.i – напряжение короткого замыкания, табл. 10 и11 %. Sномi – мощность с таблицы 10 и 11. Для всех трансформаторов определяем потери активной энергии ∆Wтр, кВт∙час по формуле
где Тг = 8760 ч – время работы с завода; τ – время потерь определяем по [МП, рисунок 5.1]. Численные значение потерь активной, реактивной мощностей и потери активной энергии приведены в таблицы 12 и 13. Таблица 12 - Данные потерь мощности, энергии (ТМ)
Ссылки на используемую литературу 1 Основная цель проекта // Diplom-bank.. 2018. URL: https://cutt.ly/beHW5dD // (дата обращения 10.10.19) 2 Перспективы и выбор наиболее благоприятного сценария развития // nauka-rastudent. 2015. URL: http://nauka-rastudent.ru/14/2421 // (дата обращения 10.10.19) 3 Электрооборудование // академик. 2013. URL: https://cutt.ly/UeHQ2hA // (дата обращения 10.10.19) 4 Линия электропередачи // Википедия. 2018. URL: https://cutt.ly/CeHQ7WI // (дата обращения 10.10.19) 5 Объемно-планировочные решения промышленных зданий // studme. 2018. URL: https://cutt.ly/qeHEtzl // (дата обращения 10.10.19) 6 Схемы передачи и распределения электроэнергии на предприятии и Определение расчетных нагрузок промышленных предприятий и сельских районов // electricalschool. 2008. URL: http://electricalschool.info/main/elsnabg/809-skhemy-peredachi-i-raspredelenija.html // (дата обращения 10.10.19) 7 Володькина Т.А. Потапова Ю.В. Справочник по электроснабжению «Методическое пособие» / Т.А. Володькина, Ю.В. Потапова 2019 - 60 с 8 Автоматический выключатель // 1-etk. 2013. URL: https://clck.ru/GgUWi // (дата обращения 10.10.19) 9 Предохранитель // elektrikexpert. 2015. URL: https://elektrikexpert.ru/predoxranitel.html // (дата обращения 10.10.19) 10 Освещение территории завода // elec. 2016. URL: https://cutt.ly/jeHEuE8 // (дата обращения 10.10.19) 11 Light in Night Road // l-i-n. 2018. URL: http://www.l-i-n.ru/ // (дата обращения 10.10.19) 12 Метод коэффициента спроса // online-electric 2019. URL: https://online-electric.ru/theory/power_ks.php // (дата обращения 10.10.19) 13 Заземление // megaomm. 2019. URL: https://www.megaomm.ru/chto-takoe-zazemljajuwee-ustrojstvo.html // (дата обращения 10.10.19) 1 оставить только свое задание 
1 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,
Киi,
,
,
,
,
,
,
(32)
