Диплом. Изм Лист докум Подпись Дата Инв. подл

• Название: Изм Лист докум Подпись Дата Инв. подл
• Дата: 04.06.2019
• Размер: 286.96 Kb.
• Имя файла: Диплом.docx
• Тип: Документы; #80321
• страница: 1 из 5

Изм

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Инв. № подл.

Подпись и дата

Взам. инв. №

Инв. № дубл.

Подпись и дата

ОЭРТ. 140448. 009. 00. ПЗ

Лист

ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте будет выполнено проектирование электроснабжения учебных мастерских.

Основой деятельности мастерских является практическая подготовка специалистов металлообработки. Мастерские являются неотъемлемой частью учебно-материальной базы предприятия. В производственный цикл предприятия мастерские не интегрированы.

Технологическое оборудование, потребляющее электроэнергию, размещено с учётом соблюдения норм и правил эксплуатации. Размещение в мастерских электрооборудования является компактным и удобным с точки зрения условий работы рабочего персонала.

Задачей дипломного проектирования является, разработка проекта схемы электроснабжения отвечающая требованиям безопасности, надежности, экономичности, экологичности, обеспечения надлежащего качества электроэнергии, уровней напряжения, стабильности частоты и т. п. При этом должны по возможности применяться решения, требующие минимальных расходов цветных металлов и электроэнергии.

Дипломный проект состоит из расчѐтно-пояснительной записки и графической части.

Согласно задания в пояснительной записке будет выполнено следующее: проанализированы основные исходные данные для проектирования системы цехового электроснабжения; сформированы первичные группы электроприемников для проектируемой электрической сети цеха; рассчитаны электрические нагрузки первичных групп электроприемников; рассчитана электроосветительная нагрузка цеха; разработана схема питания силовых электроприемников цеха и выбрана система заземления электрической сети; рассчитаны электрические нагрузки узлов электрической сети и всего цеха; выбрано конструктивное исполнение электрической сети, марки проводников и способов их прокладки; выбраны типы сетевых объектов и типы защитных аппаратов в них; рассчитаны защитные аппараты электрической сети и электроприемников; выбраны сечения проводников для подключения электроприемников и сетевых объектов; произведен выбор единичных мощностей трансформаторов цеховых ТП или ВРУ, рассчитаны токи трехфазного КЗ питающей электрической сети на напряжение до 1 кВ. Согласно задания в графической части проекта выполнены чертежи плана цеха с силовой сетью, а также электрическая схема электроснабжения цеха.

В ходе выполнения данной работы будет уделено внимание вопросам экологической безопасности предприятия, а также произведён расчёт стоимости электроэнергии, потребляемой проектируемым объектом. Рассмотрен ряд вопросов, касающихся экономической составляющей работы цеха.

1. 
   КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСОБЕННОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЭСН И ЭО УЧЕБНЫХ МАСТЕРСКИХ
   

Учебные мастерские (УМ) предназначены для практической подготовки обучаемых. Они являются неотъемлемой частью учебно-материальной базы предприятия.

Кроме того, УМ можно использовать для выполнения несложных заказов силами учащихся нуждающихся организациям.

В учебных мастерских предусматривается наличие производственных, служебных и бытовых помещений.

ЭСН мастерских осуществляется от ТП, расположенной на расстоянии 50 м от здания.

ТП подключена к подстанции глубокого ввода (ПГВ), установленной в 4 км от нее, напряжение 10 кВ. Потребителей ЭЭ относятся к 2 и 3 категории надежности ЭСН. Учебно-подготовительный процесс - односменный. Основные потребители ЭЭ – станки различного назначения.

Грунт в районе цеха – супесь с температурой +20 С. Каркас здания и ТП сооружен из блоков-секций длиной 8 и 6 м каждый.

Размеры цеха A×B×H=40×30×9 м, все помещения двухэтажные высотой 4 м.

Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.

Расположение основного ЭО УМ показано на плане (рис. 3.9)

Расположение основного ЭО показано на плане

Таблица . Перечень ЭО электромеханического цеха.

№ на плане	Наименование ЭО	, кВт	Примечание
1…3	Деревообрабатывающие станки	12,5
4…7	Заточные станки	2,8	1-фазные

Продолжение таблицы 1

8…11	Сверлильные станки	3,5
12	Вентилятор вытяжной	7,2
13	Вентилятор приточный	8,5
14…17	Сварочные агрегаты	18 кВ×А	1-фазные ПВ=60%
18…21	Токарные станки	6,3
22…25	Круглошлифовальные станки	4,8
26…28	Фрезерные станки	7,5
29…33	Болтонарезные станки	2,5
34…38	Резьбонарезные станки	6,2

1. 
   Классификация помещений по взрыва пожарной электробезопасности
   

Таблица 2. Классификация помещений по взрыво пожарной электробезопасности.

Наименование помещении	Категория
	Взрывоопасное	Пожар опасности	Электробезопасности
Станочное отделение	Д	Д	БПО
Трансформаторная
Вентиляторная	В -IIA	П -IIA	БПО
Склад	В -IIA	П -IIA	БПО
Инструментальная	Д	Д	БПО
Бытовка	В -IIA	П -IIA	БПО
Помещение мастера	В -IIA	П -IIA	БПО
Комната отдыха
Склад продукции	Д	П -IIA	БПО

2. РАСЧЕТНО КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Категория надежности электроснабжения и выбор схемы электроснабжения

Правильное определение ожидаемых (расчётных) электрических нагрузок (расчётных мощностей и токов) на всех участках ЭСН является главным основополагающим этапом её проектирования. От этого расчёта зависят исходные данные для выбора всех элементов ЭСН - денежные затраты на монтаж и эксплуатацию выбранного оборудования.

Завышение ожидаемых нагрузок приводит к удорожанию строительства, перерасходу проводникового материала сетей, к неоправданному увеличению установленной мощности трансформаторов.

Занижение - может привести к уменьшению пропускной способности электрических сетей, перегреву проводов, кабелей, трансформаторов, к лишним потерям мощности.

Электромеханический цех II категории электроснабжения. Для электроснабжения автоматизированного цеха выбрана радиальная схема электроснабжения. В целях повышения электроснабжения мы применяем

T-II подстанцию.



Рисунок 1. Трансформаторная подстанция.

2.2. Расчет электронагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформатора

В качестве основного метода определения электронагрузок принят метод упорядоченных диаграмм. По этому методу расчетная максимальная нагрузка определяется в следующей последовательности: все электроприемники разбиваются на 2 группы.

Группа А

Электроприёмники работающие в длительном режиме.

Определяем среднюю активную и реактивную мощность за наиболее загруженную смену:

Pсм = Ки × Рн= (кВт).

Qсм = Pсм × tgφ (кВар).

Sсм = (кВ×А).

Iм = Sсм ⁄ Vл (A)

Определяем среднюю активную и реактивную мощность группы РП

РП1

1. 
   Вентилятор вытяжной
   

К_и = 0,6

n = 1

cosφ = 0,8

tgφ = 0,75

Pсм = Ки × Рн = 4,32 кВт

Qсм = Pсм × tgφ = 3,24 кВар

Sсм = =5,4 кВ×А

Iм = Sсм ⁄ Vл (A) =13,47 A

2. 
   Вентилятор приточный
   

К_и = 0,6

n = 1

cosφ =0,8

tgφ = 0,75

Pсм = Ки × Рн = 5,1 кВт

Qсм = Pсм × tgφ = 3,82 кВар

Sсм = =6,37 кВ×А

Iм = Sсм ⁄ Vл (A) = 15,90 A

3. 
   Сварочные агрегаты
   

К_и = 0,2

n = 4

cosφ = 0,6

tgφ = 1,33

Pсм = Ки × Рн = 6,68 кВт

Qсм = Pсм × tgφ = 8,91 кВар

Sсм = =11,14 кВ×А

Iм = Sсм ⁄ Vл (A) = 24,22 A

РП2

1. 
   Болтонарезные станки
   

К_и = 0,14

n = 5

cosφ = 0,5

tgφ = 1,73

Pсм = Ки × Рн = 1,75 кВт

Qсм = Pсм × tgφ = 3,03 кВар

Sсм = =3,5 кВ×А

Iм = Sсм ⁄ Vл (A) = 17,82 A

2. 
   Резьбонарезные станки
   

К_и = 0,14

n = 5

cosφ = 0,5

tgφ = 1,73

Pсм = Ки × Рн = 4,34 кВт

Qсм = Pсм × tgφ = 7,51 кВар

Sсм = =8,68 кВ×А

Iм = Sсм ⁄ Vл (A) = 44,21 A

РП3

1. Деревообрабатывающие станки

К_и = 0,17

n = 3

cosφ = 0,65

tgφ = 1,16

Pсм = Ки × Рн = 6,37 кВт

Qсм = Pсм × tgφ = 7,45 кВар

Sсм = =9,80 кВ×А

Iм = Sсм ⁄ Vл (A) = 22,70 A

2. 
   Заточные станки
   

К_и = 0,14

n = 4

cosφ = 0,5

tgφ = 1,73

Pсм = Ки × Рн = 3,13 кВт

Qсм = Pсм × tgφ = 5,43 кВар

Sсм = =6,27 кВ×А

Iм = Sсм ⁄ Vл (A) = 13,02 A

3. 
   Cверлильные станки
   

К_и = 0,14

n = 4

cosφ = 0,5

tgφ = 1,73

Pсм = Ки × Рн = 1,96 кВт

Qсм = Pсм × tgφ = 3,39 кВар

Sсм = =3,92 кВ×А

Iм = Sсм ⁄ Vл (A) = 8,13 A

РП4

1. 
   Токарные станки
   

К_и = 0,17

n = 4

cosφ = 0,65

tgφ = 1,16

Pсм = Ки × Рн = 4,28 кВт

Qсм = Pсм × tgφ = 5,008 кВар

Sсм = =6,59 кВ×А

Iм = Sсм ⁄ Vл (A) = 35,46 A

2. 
   Круглошлифовальные станки
   

К_и = 0,17

n = 4

cosφ = 0,65

tgφ = 1,16

Pсм = Ки × Рн = 3,26 кВт

Qсм = Pсм × tgφ = 3,81 кВар

Sсм = =5,02 кВ×А

Iм = Sсм ⁄ Vл (A) = 27,01 A

3. 
   Фрезерные станки
   

К_и = 0,14

n = 3

cosφ = 0,5

tgφ = 1,73

Pсм = Ки × Рн = 3,15 кВт

Qсм = Pсм × tgφ = 5,45 кВар

Sсм = =6,3 кВ×А

Iм = Sсм ⁄ Vл (A) = 32,08 A

Определяем общее количество электроприёмников по цеху;

Ʃn = 38

Определяем суммарную номинальную мощность;

Рн = 233,44 кВт.

Определяем средневзвешенный коэффициент использования;

РП1

Ки.с.в. = ƩPсм / ƩРн = 0,15

сosφср. = РсмΣ / Scм Σ = 0,70

tgφср. = QсмΣ / РсмΣ = 0,9

m = Рн.нб / Рн.нм. = 3,6

nэ = F(n, m, Ки.ср,) =6

По величине nЭ и Ки.с.в. определяем по таблице коэффициент максимума:

Км = 1,04

РП2

Ки.с.в. = ƩPсм / ƩРн = 0,33

сosφср. = РсмΣ / Scм Σ = 0,5

tgφср. = QсмΣ / РсмΣ = 1,73

m = Рн.нб / Рн.нм. = 1,2

nэ = F(n, m, Ки.ср,) =10

По величине nЭ и Ки.с.в. определяем по таблице коэффициент максимума:

Км = 1,04

РП3

Ки.с.в. = ƩPсм / ƩРн = 0,16

сosφср. = РсмΣ / Scм Σ = 0,57

tgφср. = QсмΣ / РсмΣ = 1,41

m = Рн.нб / Рн.нм. = 1,6

nэ = F(n, m, Ки.ср,) =11

По величине nЭ и Ки.с.в. определяем по таблице коэффициент максимума:

Км = 1,04

РП4

Ки.с.в. = ƩPсм / ƩРн = 0,14

сosφср. = РсмΣ / Scм Σ = 0,60

tgφср. = QсмΣ / РсмΣ = 1,33

m = Рн.нб / Рн.нм. = 2,5

nэ = F(n, m, Ки.ср,) =11

По величине nЭ и Ки.с.в. определяем по таблице коэффициент максимума:

Км = 1,04

Максимальный ток:

Iм = Sм ⁄ Vл = 53,61279

РП1

Iм = Sм ⁄ Vл = 62,03967

РП2

Iм = Sм ⁄ Vл =

РП3

Iм = Sм ⁄ Vл = 43,86968

РП4

Iм = Sм ⁄ Vл = 94,56807

Таблица 3. Сводная таблица

Максимальная нагрузка	Iм, А	14,9	9,5	5,9	8,2	9,6	16,9	10	7,6	9,5	5,3	13,1	110,9
	Sм, кВ×А	10,5	6,8	4,2	5,7	6,7	12	7	5,3	6,8	3,7	9,4	78,6
	Qм, кВар	8,1	5,9	3,7	3,5	4,2	9,8	5,5	4,1	6	3,3	8,2	62,7
	Pм, кВт	6,6	3,2	2	4,4	5,3	6,9	4,4	3,3	3,2	1,82	4,5	46,1
Км		1,04	1,04	1,04	1,04	1,04	1,04	1,04	1,04	1,04	1,04	1,04
nэ		3	4	4	1	1	4	4	4	3	5	5	38
Сменная нагрузка	Sсм, кВ×А	9,8	6,2	3,92	5,4	6,3	11,1	6,5	5	6,3	3,5	8,68	73
	Qсм, кВар	7,4	5,4	3,3	3,24	3,8	8,9	5	3,8	5,4	3	7,5	57
	Рcм, кВт	6,3	3,1	1,96	4,32	5,1	6,6	4,2	3,2	3,15	1,75	4,34	44,36
m		3,6	3,6	3,6	1,2	1,22	1,2	1,6	1,6	1,6	2,5	2,5
Задданая нагрузка, приведённая к длителдбному режиму	tgφ	1,1	1,7	1,7	0,75	0,75	1,3	1,1	1,1	1,7	1,7	1,7	1,28
	cosφ	0,65	0,5	0,5	0,8	0,8	0,6	0,65	0,65	0,5	0,5	0,5
	Ки	0,17	0,14	0,14	0,6	0,6	0,2	0,17	0,17	0,14	0,14	0,14	2,61
	РнƩ, кВт	37,5	22,4	14	7,2	8,5	33,44	25,2	19,2	22,5	12,5	31	233,4
	Рн, кВт	12,50	5,60	3,50	7,20	8,50	8,36	6,30	4,80	7,50	2,50	6,20
	n	3	4	4	1	1	4	4	4	3	5	5	38
Наименование электроприёмников		Деревообрабатывающие станки	Заточные станки	Сверлильные станки	Вентилятор вытяжной	Вентилятор приточный	Сварочные агрегаты	Токарные станки	Круглошлифовальные станки	Фрезерные станки	Болтонарезные станки	Резьбонарезные станки	Всего

Выбор мощности силового трансформатора

Потери активной мощности

ΔРт = 0,02 ×167,23 =3,34 кВт.

Потери реактивной мощности

ΔQт = 0,1× 167,23 = 16,72кВар.

Полные потери в трансформаторе

ΔSт = = кВт.×А.

Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь, но без компенсации реактивной мощности

Sт = 0,7 × 184,3= 129кВА.

Выбран трансформатор

ТМ-160/6/10

Определяется коэффициент загрузки трансформатора:

К3 = Sнн /n × Sном.т =167,23 /2 × 160= 0,52

Средневзвешенный коэффициент мощности по цеху

сosφср. = РсмΣ / Scм Σ =44,35/73=0,607

Таблица 4. Параметры трансформатора

U.кВ		Потери, Вт		Uкз,%	Iхх,%	Sном, кВ×А
ВН	НН	ХХ	КЗ
6/10	0,4	1,34	18,4	1,34%	2,8%	200

Расчёт компенсирующего устройства

Мощность компресующих устройств определяется как разность между фактической наибольшей реактивной мощностью Qр.м. нагрузки предприятия и предельной реактивной мощностью Qэ представляемой предприятию энергосистемой по условиям режима её работы


Таблица 5. Компенсирующего устройства

Параметр	сosφ	tgφ	Рм, кВт	Qм, кВар	Sм, кВА
Всего	0,60	1,28	152,12	62,78	167,22

Определяется расчетная мощность компенсирующего устройства:

Qкр. = α Рм (tgφ – tgφк) = 0,9× 152,12 ×(1,28-0,33)=45,17=130,05 кВар

После определения Qк выбираем необходимый косинусный конденсатор в трехфазном исполнении

Выбрали конденсатор

УКБТ-0,38-150УЗ 1×150

Таблица 6. Параметры конденсатора

Тип	Номинальное напряжение, кВ	Номинальная мощность, кВар
УКБТ-0,38-150УЗ	0,38	1×150