Токарный цех Курсовая. Задание на проектирование характеристика цеха. Определение электрических нагрузок цехов и предприятия
 Скачать 2.02 Mb.
|
 Расчётный ток:  .Рассчет нагрузки узла №3. От данного узла питается электроприемник с повторнократковременным режимом работы. Необходимо такой тип нагрузки привести к длительному режиму работы. Приведение повторнократковременной нагрузки к длительной осуществляется по формуле:  Эффективное число электроприёмников: Определение отношения m:  Так как m>3 эффективное число электроприемников рассчитывается по формуле:  Так как nэ>nреальн., принимаем, что nэ=nреальн=7. Зная эффективное число электроприёмников и коэффицент использования для проектируемого цеха, равного Ки = 0,3, определяем по таблице 2.3 [4] коэффицент максимума Км = 1,8. Установленная активная мощность электроприемников в узле:  Расчётная нагрузка:  Расчётный ток:  .Рассчет нагрузки узла №4. Повторнократковременную нагрузку этого узла приводим к длительной так же как и для узла №3. Эффективное число электроприёмников: Определение отношения m:  Так как m>3 эффективное число электроприемников рассчитывается по формуле:  Так как nэ>nреальн., принимаем, что nэ=nреальн=7. Зная эффективное число электроприёмников и коэффицент использования для проектируемого цеха, равного Ки = 0,3, определяем по таблице 2.3 [4] коэффицент максимума Км = 1,8. Установленная активная мощность электроприемников в узле:  Расчётная нагрузка:  Расчётный ток:  .Рассчет нагрузки узла №5. Повторнократковременную нагрузку этого узла приводим к длительной так же как и для узла №3. Эффективное число электроприёмников: Определение отношения m:  Так как m>3 эффективное число электроприемников рассчитывается по формуле:  Так как nэ>nреальн., принимаем, что nэ=nреальн=6. Зная эффективное число электроприёмников и коэффицент использования для проектируемого цеха, равного Ки = 0,3, определяем по таблице 2.3 [4] коэффицент максимума Км = 1,88. Установленная активная мощность электроприемников в узле:  Расчётная нагрузка:  Расчётный ток:  1.2 Определение расчетной мощности дополнительной нагрузки на ТП и осветительной нагрузки цеха Дополнительная нагрузка на ТП определяется из задания на проектирование, и рассчитывается методом коэффициента спроса. Дополнительная нагрузка: Рд=550 кВт; сosφ=0,9; Кс=0,9. Расчетное значение дополнительной нагрузки:  Освещение токарного цеха принимается люминесцентными лампами. Расчёт осветительной нагрузки осуществляется по упрощенному методу на основании усреднённого значеня нагрузки осветительного оборудования на кв. м цеха равной 0,008 Вт/кв.м : Площадь цеха:  Расчётная осветительная нагрузка цеха :  1.3 Определение суммарной расчетной нагрузки на ТП  2. ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ЦЕХОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 2.1 Выбор цеховых трансформаторов Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для главных понизительных и цеховых трансформаторных подстанций промышленных предприятий должен быть правильным, технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения. При выборе числа и мощности силовых трансформаторов важными критериями являются надежность электроснабжения, расход цветного металла и потребная трансформаторная мощность. Мощность силовых трансформаторов в нормальных условиях должна обеспечивать питание всех приемников электроэнергии промышленных предприятий. Выбор мощности силовых трансформаторов следует осуществлять с учетом экономически целесообразного режима их работы и соответствующего обеспечения резервирования питания потребителей при отключении одного из трансформаторов. При этом следует иметь в виду, что нагрузка трансформаторов в нормальных условиях не должна по нагреву вызывать сокращения естественного срока его службы. Расчетная мощность трансформаторов должна удовлетворять условию:  где: Ррасч. - расчетная активная мощность цеха; n - количество трансформаторов цеховых ТП; β - коэффициент загрузки трансформатора; При выборе цеховых трансформаторов необходимо также учитывать потери мощности в линиях и в трансформаторах, которые составляют соответственно:  где: Sном - номинальная потребляемая мощность;   Тогда потери в линиях и в трансформаторах будут равны:   Тогда суммарная расчетная мощность, на которую должны быть выбраны трансформаторы составит:  Так как потребители токарного цеха относятся к I и II категориям надёжности электроснабжения принимаем схему питания от 2-х трансформаторной подстанции. При такой схеме питания коэффициент загрузки трансформатора принимается равным 0,75.  Принимаются к установке два силовых трансформатора 2ТМН - 630 - 10/0,4. При выходе одного из них из строя, оставшийся будет работать с коэффициентом загрузки:   Что обеспечит бесперебойное питание электроприемников во время ремонта поврежденного трансформатора. 2.1 Выбор типа трансформаторной подстанции К установке принимается комплектная двух трансформаторная подстанция промышленного использования внутренней установки - КТПП - 630ТМН /10/0,4 - У3. Подстанция комплектная трансформаторная внутренней установки на среднее напряжение 6 и 10 кВ (КТПП) предназначена для приема, преобразования и распределения электрической энергии трехфазного переменного тока частотой 50 Гц при номинальном напряжении 0,4 кВ с глухозаземленной или изолированной нейтралью. Подстанция предназначена для электроснабжения 0,4 кВ промышленных предприятий и устанавливается внутри не отапливаемых помещений. В качестве силовых аппаратов применяются автоматические выключатели серии ВА. Может применяться любое типоисполнение этих выключателей. Для защиты потребителей схема предусматривает защиту от однофазных замыканий, защиту от перегрузки. При работе двух трансформаторной подстанции предусмотрена автоматика включения резерва (АВР), которая выполняется на базе пускателя и электромагнитных реле. Имеется возможность учета и измерения электроэнергии на вводе в линейных фидерах. 3. ВЫБОР И РАСЧЕТ ВНУТРИЦЕХОВОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, ВЫБОР ТИПА ЛИНИЙ И СПОСОБА ПРОКЛАДКИ Цеховые сети промышленных предприятий выполняют на напряжение до 1 кВ. На выбор схемы и конструктивное исполнение цеховой сети оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приемников электроэнергии, режимы их работы и размещение на территории цеха, номинальные токи и напряжения. Существенное значение имеет микроклимат производственных помещений. Цеховые сети распределения электроэнергии 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. В зависимости от принятой схемы электроснабжения и условий окружающей среды цеховые электрические сети выполняют шинопроводами, кабельными линиями и проводами. Осуществляем выбор проводников и коммутационной аппаратуры одной цепи от главного распределительного щита ТП (2КТПП-630ТМН-10/0,4 кВ) до ЭП № 14 по номинальным токам и рабочему напряжению без проверки по условиям короткого замыкания (предварительно). Выбор вводного автомата на ТП Выбор вводного автомата осуществляется по условиям защиты трансформатора от коротких замыканий на стороне 0,4 кВ и перегрузки. Номинальный ток трансформатора:  принимаем к установке автомат с Iном.ав.=1000 А. (табл. 11.3, с. 146[1]). Iном.ав. - наибольший ток, при протекании которого выключатель может длительно работать без повреждений. Определяем ток уставки автомата (отсечка):  принимаем ближайшее стандартное значение уставки тока срабатывания максимальных расцепителей на шкале независимой от тока характеристики (отсечка) Iуст.кз=2000А. Iуст. - наименьший ток, при протекании которого расцепитель срабатывает. Уставка расцепителя в зоне перегрузки:  принимаем ближайшее стандартное значение уставки тока срабатывания максимальных расцепителей на шкале обратно зависимой от тока характеристики Iуст.=1500 А. Принимаем к установке на ТП вводной автомат Э10 серии «Электрон», с Iн=1000 A. Выбор кабеля питающего силовой распределительный щит №1. Выбор питающих кабелей для внутрицехового электроснабжения будет производиться по длительно допустимому току. Распределительный щит №1 запитан от ТП по магистральной схеме вместе с распределительным щитом №5. Поэтому необходимо выбрать кабели двух разных сечений. Выбор кабеля от ТП до распределительного щита №5: Величина рабочего тока:  На основании значения рабочего тока выбран кабель силовой, с алюминиевыми жилами с изоляцией и оболочкой из поливинилхлоридного пластиката, без защитного покрова АВВГ - (3х120+1х70) (ГОСТ 16442-80) для которого длительно допустимый ток составляет Iдл.доп.=190 А. Кабель АВВГ предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение до 1,0 кВ частотой 50 Гц. Кабель применяется на электростанциях, в местных сетях, в промышленных, распределительных, осветительных устройствах, а также в качестве электропроводки в жилых и хозяйственных помещениях. Прокладка кабеля осуществляется без предварительного подогрева, при температуре не ниже 15°С с неограниченной разницей уровней на трассе прокладки кабеля. Кабель прокладывают в земле, в кабельных каналах, в помещениях, под открытым небом - во всех случаях должна быть исключена возможность механического повреждения и больших растягивающих усилий. Выбор кабеля от распределительного щита №5 до РЩ №1: Величина рабочего тока: трансформатор подстанция электрический нагрузка  Принят к установке кабель АВВГ - (3х25+1х16)мм2, Iдл.доп.=81 А. Выбор предохранителя защищающего цепь ТП - РЩ №5 - РЩ №1 Выбор предохранителя будет осуществляться по расчетному току цепи и по пусковому току:  Принимается к установке предохранитель ППНИ - 37, габарит 2, Iном.=400А, Iпл.вст.=400А. Предохранители плавкие серии ППНИ общего применения предназначены для защиты промышленных электроустановок и кабельных линий от перегрузки и короткого замыкания. Благодаря современной конструкции, технологии изготовления и качеству применяемых материалов в предохранителях ППНИ снижены потери мощности по сравнению с предохранителями ПН-2 более чем на 30%. Основание держателя (изолятор)выполнено из армированной термореакивной пластмассы, стойкой к механическим воздействиям, перепадам температуры и динамическим ударам. Габаритные размеры предохранителей ППНИ на 10-20% меньше предохранителей ПН-2. Выбор защитного устройства на вводе распределительного щита №1 Выбор будет осуществляться по расчетному току РЩ №1: Iрасч.РЩ.1=65,85 А К установке принимается выключатель - разъединитель с Iн=100А ВН-32 3Р 100А, Выключатель-разъединитель ВН-32 благодаря своей конструкции (двойной разрыв цепи), позволяет практически исключить пробой и перекрытие дугой по изоляции, даже при длительной эксплуатации и сильном загрязнении. Он предназначен для коммутации смешанных активных и индуктивных нагрузок, уже защищенных от сверхтоков другими коммутационными аппаратами. Аппарат допускает коммутацию электрических цепей при умеренных перегрузках. Область применения ВН-32 - учетнораспределительное оборудование промышленных, жилых и общественных зданий и сооружений, где предусматривается необходимость в оперативном отключении от сети отдельных групп электропотребителей или участков электрической. Выключатель-разъединитель ВН-32 не имеет собственного потребления электроэнергии и является электромеханическим устройством ручного управления. Материал корпуса - самозатухающий пластик. Контакты подвижные и неподвижные выполнены из серебросодержащего материала, это увеличивает ресурс контактов, увеличивает срок службы и снижает переходное сопротивление контакта, уменьшает потери. Надежная конструкция обеспечивает замыкание цепи даже при длительной эксплуатации и сильном загрязнении. Выбор автоматического выключателя, защищающего ЭП №14. Выбор автоматического выключателя будет производиться по двум условиям: 1. Номинальному току электроприемника; 2. Условиям пуска и пусковому току ЭП. По номинальному току ЭП выбирается номинальный ток автомата, а по пусковому току - его характеристика. 1. Iном.ЭП14=78,7 А; 2. условия пуска легкие, Iпуск. ≤ 5Iном.ЭП14 По этим условиям был выбран автоматический выключатель ВА47-100 3Р 80А хар-ка С, Iном.авт.=80 А, а характеристика С допускает протекание пусковых токов пятикратно превышающих номинальные. Автоматические выключатели ВА 47- - электрические коммутационные аппараты,снабженные двумя системами защиты от сверхтока: электротепловой и электромагнитной, с взаимосогласованными характеристиками. ВА47-100 предназначены для защиты распределительных и групповых цепей, имеющих активную и индуктивную нагрузки. Рекомендуются к применению во вводно-распределительных устройствах бытовых и промышленных электроустановок. Материал корпуса - самозатухающий пластик. Контакты подвижные и неподвижные выполнены из серебросодержащего материала, это увеличивает ресурс контактов, увеличивает срок службы и снижает переходное сопротивление контакта, уменьшает потери. Надежная конструкция обеспечивает замыкание цепи даже при длительной эксплуатации и сильном загрязнении. Обмотка катушки электромагнитного расцепителя выполнена из высококачественной меди с оптимальным количеством витков. Насечки на контактных зажимах предотвращают перегрев и оплавление проводов за счет более плотного и большего по площади контакта. При этом снижается переходное сопротивление и, как следствие, потери. Кроме того увеличивается механическая устойчивость соединения. Выбор провода питающего ЭП № 14 Выбор провода питающего ЭП №14 производится по номинальному току электроприемника: Iном.ЭП14 = 78,7 А Был выбран провод установочный АПВ - 3(1х35)+1х25 (ГОСТ 6323-79), для которого длительно допустимый ток составляет Iдл.доп.=85 А. Участок трассы от РЩ№1 до ЭП№14, выполненный проводом АПВ, проложить в трубе. АПВ предназначен для распределения электрической энергии в силовых и осветительных электрических сетях, для прокладки на открытом воздухе и внутри помещений, стальных трубах, пустотных каналах строительных конструкций, скрытой прокладки под штукатуркой. Провод используется для монтажа электрических цепей, питания электродвигателей, различной промышленной и лабораторной переносной аппаратуры и приборов. Выбор коммутационного оборудования для ЭП №14 Выбор коммутационного оборудования осуществляется по номинальному току электроприемника. Был принят к установке контактор серии КМИ-49512 с номинальным током 95 А и тепловое реле типа РТИ - 3363 с диапазоном регулирования тока уставки от 63 до 80 А. Контакторы серии КМИ с электротепловым реле в защитной оболочке являются комплектным устройством , состоящим из малогабаритного котактора КМИ , теплового реле , оболочки с сальниками и кнопок управления. Предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети и остановки трёхфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором на напряжение 380 В , а так же для защиты электродвигателей от токов перегрузки и сверхтоков , возникающих при обрыве одной из фаз. Все остальное электрооборудование было выбрано по тем же условиям. Выбранное для электроснабжения токарного цеха электрооборудование сведено в таблицы 3.1 - 3.6 Выбор кабелей питающих силовые распределительные щиты РЩ№2 - РЩ№4. Таблица 3.1
Выбор предохранителей Таблица 3.2
Выбор защитных устройств на вводе распределительных щитов Таблица 3.3
Выбор автоматических выключателей, защищающих электроприемники РЩ1. Таблица 3.4
Выбор провода питающего ЭП № 14 Таблица 3.5
Выбор коммутационного оборудования для ЭП №14 Таблица 3.6
3. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ При проектировании систем электроснабжения учитывают не только нормальные, продолжительные режимы работы электроустановок, но и аварийные режимы их. Одним из аварийных режимов является короткое замыкание. Причинами коротких замыканий могут быть: механические повреждения изоляции, износ изоляции, увлажнение изоляции, перекрытие между фазами и т. д. Последствиями коротких замыканий являются резкое увеличение тока в короткозамкнутой цепи и снижение напряжения в отдельных точках системы. Увеличение тока в ветвях электроустановока, примыкающих к месту КЗ, приводит к значительным механическим воздействиям на токоведущие части и изоляторы, на обмотки электрических машин. Протекание больших токов вызывает повышенный нагрев токоведущих частей и изоляции, что может привести к пожару в распределительных устройствах, в кабельных сетях и других элементах электроснабжения. При расчете токов короткого замыкания принимаются следующие допущения: трехфазная система симметрична; короткое замыкание считается металлическим. В целях упрощения расчетов, для каждой электрической ступени в расчетной схеме вместо ее действительного напряжения на шинах указываем среде номинальное значение напряжения. Для расчета тока трехфазного короткого замыкания в сетях и установках выше 1 кВ составляется расчетная схема для рассматриваемой системы электроснабжения. По ней выполняется электрическая схема замещения. Путем постепенных преобразований схема замещения приводится к наиболее простому виду так, чтобы каждый источник питания, характеризующийся определенным значением результирующей ЭДС, был связан с точкой К.З. одним результирующим сопротивлением. Зная результирующее значение ЭДС и результирующее сопротивление, по закону Ома определяется начальное значение периодической составляющей тока К.З., затем вычисляется ударный ток и при необходимости апериодическая составляющая тока К.З. Отличия расчетов токов К.З. в сетях напряжением до 1 кВ от расчета токов К.З. выше 1 кВ обусловлены следующими особенностями: активные сопротивления элементов цепи К.З. в сети до 1 кВ играют существенную роль и могут даже преобладать над индуктивными; если установка до 1 кВ получает питание через понижающий трансформатор, то периодическую составляющую тока при К.З. на стороне низкого напряжения трансформатора можно считать неизменной по амплитуде. При определении сопротивления цепи К.З. учитываются не только активные и индуктивные сопротивления трансформаторов, кабелей, шин, но и сопротивления аппаратов. При расчете необходимо учитывать активные сопротивления всех переходных контактов коротко-замкнутой цепи, так как реальные величины токов К.З. значительно меньше расчетных, найденных без учета всех контактных сопротивлений. Сопротивления всех элементов цепи приводятся к напряжению ступени К.З. и выражаются в именованных единицах. Расчет токов К.З. в сетях и установках напряжением до 1 кВ выполнятся в соответствии с расчетной схемой, в состав которой включаются все элементы, оказывающие влияние на величину тока К.З. Влияние двигателей учитывается в тех случаях, когда они непосредственно подключены к месту К.З. проводом или кабелем длиной до 5 м. Расчет токов короткого замыкания реализуется с помощью ЭВМ по данным схемы замещения составленной для цепи «Трансформатор - ЭП №14». Исходные данные и результаты расчетов на ЭВМ приведены в таблице 4.1 В результате расчетов получаем следующие показатели: · сверхпереходной ток трехфазного КЗ; · ударный ток трехфазного КЗ; · действующее значение периодической составляющей тока трехфазного КЗ; · начальное значение периодической составляющей тока двухфазного КЗ; · мощность КЗ в начальный момент; · ток однофазного КЗ в одной точке. |