Королёв. Расчет схемы электроснабжения цеха

• Название: Расчет схемы электроснабжения цеха
• Дата: 11.06.2019
• Размер: 290.01 Kb.
• Имя файла: Королёв.docx
• Тип: Курсовая; #81273

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

«Тверской политехнический колледж»

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине МДК 03.01 Внешнее Электроснабжение

промышленных и гражданских зданий__

Студента Королёва Дмитрия Александровича

(фамилия, имя, отчество)

Курс, группа 4Э

На тему: Расчет схемы электроснабжения цеха вариант № ______________

________________________________________________________________________

Автор работы:

___Королёв Д.А._____ ___________________

(ФИО) (подпись)

Научный руководитель:

_Молчанова Н.В.- преподаватель ВК ___________________

(ученая степень, звание, ФИО) (подпись)

Дата сдачи:«____»______________20__г.

Дата защиты:«____»_____________20__г.

Оценка: __________________


1
Тверь, 2018_

Содержание

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

2

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

Разраб.

Королёв Д.А

Провер.

Молчанова Н.В

Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
“Электроснабжение цеха промышленного производства”

Лит.

Листов

1

Тверской политехнический колледж
Группа 4Э

Введение

1. Выбор рода тока и напряжения……………………………………….....5

2. Оборудование цеха……………………………………………………….6

3. Расчет электрических нагрузок………………………………………….7

4. Рассчёт токов…………………………………….……………………….11

5. Компенсация реактивной мощности……………………………………13

6. Защита…………………………………………………………………….15

7. Расчёт токов короткого замыкания……………………………………..16

8. План цеха…………………………………………………………………18

7. Потери напряжения в конце линии для каждой установки…………...19

Заключение………………………………………………………………….20

Используемые источники

Введение

Современный этап развития промышленности характеризуется сложностью и электроемкостью производственного процесса, ростом единичных мощностей агрегатов. Электрические нагрузки промышленных предприятий, а следовательно и потребителей электроэнергии зависят от вида и количества выпускаемой продукции, от уровня механизации и автоматизации технологического процесса, от показателей по обеспечению надлежащих условий работы и охраны труда рабочих и служащих. Современная тенденция к концентрации производств и созданию крупных промышленных комплексов приводит к тому, что увеличивается количество промышленного оборудования, укрепляются и совершенствуются отдельные технологические агрегаты и механизмы.

Основным направлением развития систем электроснабжения является совершенствование способов получения, преобразования, передачи, распределения и использования энергоресурсов или энергии различных видов. Повышение КПД всех энергоустановок и уменьшение экологического влияния.

Энергосбережение и экономия всех материалов и трудовых ресурсов. Это достигается уменьшением потерь при передаче и преобразовании энергии, применение менее материала емких и более надежных конструкций всех элементов электроснабжения, выравнивание графика нагрузок во времени.

Увеличение надежности систем электроснабжения.

Обеспечение требуемого качества электроэнергии.

Обеспечение электро-пожаро-взрывобезопасности.

Совершенствование и разработка систем защиты.Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ
Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

4

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

Переход на новую элементную базу вспомогательных цепей электроснабжения. Это внедрение новых систем защиты, автоматизации управления, обработки измеряемых данных, диагностика неисправностей.

Широкое применение компьютерных технологий.

Условия рыночной экономики требуют от предприятия непрерывного роста производительности труда, расширения ассортимента и улучшения качества продукции

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

5

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

1. Выбор рода тока и напряжения.

Цеховая сеть имеет напряжение 380В переменного тока промышленной частоты. Распределительная сеть выполнена на напряжении 10кВ.

При проектировании электрооборудования необходимо выбрать род тока (переменный или постоянный) и напряжение сети. Экономически целесообразно для питания завода использовать линии с переменным током, а не с постоянным, так как для питания завода постоянным током требуется дополнительное оборудование, что увеличивает затраты на производство электроэнергии. Двигатели постоянного тока на заводе не применяется, потому-то нет необходимости регулировать частоту вращения в больших пределах. Если необходимость применения постоянного тока не вызвана технико- экономическими расчетами, то для питания силового электрооборудования используется трехфазный переменный ток. При выборе напряжения следует учитывать мощность, количество и расположение электроприемников, возможность их совместного питания, а также технологические особенности производства.

2. Оборудование цеха.

1. Печь сопротивления с неавтоматической загрузкой изделий, в количестве 2 шт.

P=12кВт Ки=0,75 Кс=0,8 cos=0,95

2. Вентилятор, в количестве 1 шт.

P=2,2кВт Ки=0,6 Кс=0,7 cos=0,8

3. Насос, в количестве 1 шт.

P=9,5кВт Ки=0,7 Кс=0,8 cos =0,8

4. Индуктивная печь низкой частоты, в количестве 1шт.

P=25кВт Ки= ? Кс=0,35 cos=0,25

5. Шаровая мельница, в количестве 1шт.

P=23кВт Ки=0,16 Кс=0,2 cos=0,6

6. Сварочный трансформатор дуговой сварки, в количестве 2шт.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

6

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

P=30кВа Ки=0,25 Кс=0,35 cos=0,35

7. Тележка, в количестве 2шт.

P=11кВт Ки=0,1 Кс=0,2 cos=0,5

Длина воздушной линии l,км – 16.

Длина кабельных линий l,км – 0,7.

3.Расчет электрических нагрузок.

Расчёт электрических нагрузок – документ в котором отражены расчётные значения (активная, реактивная и полная мощности, расчётный ток) для основных узлов электрической сети объекта. Расчёт выполняется для следующих узлов сети:
• распределительные устройства 0,4 кВ ТП
• вводные устройства (ГРЩ, ВРУ)
• распределительные щиты
• групповые щиты

На основе расчётных данных подбирают элементы электрической сети с подходящими характеристиками:
• количество и мощность трансформаторных подстанций;
• номиналы аппаратов защиты и управления в РУ-0,4 кВ ТП, ГРЩ, распределительных и групповых щитах;
• сечения питающих, распределительных и групповых кабельных линий

Рассчитываем среднесменную мощность.



Где,

1. =12*0,8=9,6кВт

2. =2,2*0,7=1,54кВт

3.=9,5*0,8=7,6кВт

4. =25*0,35=8,75кВт

5.=23*0,2=4,6кВт

6.=8,12кВт

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

7

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

7.=11*0,2=2,2кВт

Рассчитываем общую среднесменную мощность станков:

=+…+=42,41кВт







1.Для печи сопротивления:



=0.11

2.Для вентилятора:

0,8

= 1.1

3.Для насоса:



= 0.45

4.Для индукционной печи:



= 3.77

5.Для шаровой мельницы:



= 1.1

6.Для сварочного трансформатора:



= 2.57

7.Для тележки:



= 1.5

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

8

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

9

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

Рассчитываем реактиную мощность:

Q = *

Где, расчётная мощность, Q реактивная мощность.

1. 
   Q = 9.6 * 0.11 = 1.1квар
   
2. 
   Q = 1.54 * 1.1 = 1.7квар
   
3. 
   Q = 7.6 * 0.45 = 3.4квар
   
4. 
   Q = 8.75 * 3.77 = 33квар
   
5. 
   Q = 4.6 * 1.1 = 5квар
   
6. 
   Q = 8.12 * 2.57 = 21квар
   
7. 
   Q = 2.2 * 1.5 = 3.3квар
   

Qо = 68,5квар – общая реактивная мощность

Средневзвешенный коэффициент:

При известных значениях активной мощности и значение коэффициента активной мощности ЭП средневзвешенное значение коэффициента активной мощности узла нагрузки определяется

Средневзвешенное значение коэффициента реактивной мощности узла нагрузки при известных значениях потребляемых активной и реактивной мощностях определяется



= 0.53

Коэффициент спроса:

это отношение потребляемой (в условиях эксплуатации) или расчетной (при проектировании) мощности к номинальной мощности группы ЭП:

Кс =

Pн = 112,7 кВт

Кс = 0,4

Общий ток:



Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

10

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

I = 122 А

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

11

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

4.Рассчитываем токи:





n=1

1.Для печи сопротивления:





2.Для вентилятора:





3.Для насоса:





4.Для индукционной печи:





5.Для шаровой мельницы:





Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

12

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

6.Для сварочного трансформатора:





7,Для тележки:





По данным токам определяем марку и сечение кабеля:

Для подбора сечения нужно, что бы ток сечения кабеля был больше тока установки

Для первой установки используем кабель марки АПВ сечением 2,5.

Для остальных электроустановок:

5,56А	16А	АПВ сечение 1,5мм
17,99А	25А	АПВ сечение 2,5мм
151,52А	170А	АПВ сечение 95мм
58,1А	70А	АПВ сечение 25мм
100,86А	110А	АПВ сечение 50мм
33,3А	39А	АПВ сечение 10мм

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

13

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

5.Компенсация реактивной мощности.

=+…+=42,4кВт - общая мощность станков в цеху.

– Расчётная мощность цеха с учётом ��с по формуле (1)

��р=0.8*42,4=33,92 кВт

Средневзвешенный коэффициент мощности электрориёмников цеха расчитываем по формуле

cosφ= (2)

Средневзвешенный коэффициент мощности электрориёмников цеха по формуле (2):

cosφ== 1,3

Соответственно средневзвешенный тангенс �� нагрузки равен: tgφ=0.75

Тогда Реактивная мощность цеха равна

Q = * = 33,92*0,75 = 38,52 квар.

Полная расчётная мощность цеха равна

S===80,5 кВА

Определим мощность конденсаторной установки для компенсации части реактивной мощности:

=α*(tgφ-)=0.9*33,92*(0.75-0.4)=10,68квар

Выбираем конденсаторную установку компенсации реактивной мощности – УКМ 58-04-20-10УЗ

Расчётная реактивная мощность цеха равна

Q_р = Q_ц – Q_рк = 68,5 – 10,68 = 57,82 квар

Полная расчётная мощность цеха с учётом компенсации:

S_крм=== 71 кВА

В связи с тем, что нагрузка цеха 71кВА, электропитание цеха осуществляем кабельной линией 0,4 кВ от подстанции соседнего цеха Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

14

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

расположенного, согласно заданию, на расстоянии 0,3 км от расчитываемого цеха.

Расчётный ток питающей линии:



Исходя из этого выбираем кабель АВВГ 4х70мм².

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

15

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

6.Защита.

Выбираем защиту для каждой установки, я выбрал предохранители. Вот несколько их достоинств: при возникновении тока короткого замыкания перегорают быстро и являются в этом случае простой и дешевой защитой, в большинстве плавких вставок предусмотрена возможность замены под напряжением, малогабаритность, способность отключать большие токи к.з. с существенным ограничением их максимального значения.

По формуле:                                       

Где:

Iкр - кратковременный максимальный ток линии, А;

Iв - номинальный ток предохранителя, А (см. формулу 4-9)

25А	ПН-2 на 25А
7А	ПН-2 на 7,5А
22,5А	ПН-2 на 25А
190А	ПН-2 на 200А
73А	ПН-2 на 80А
126А	ПН-2 на 125А
42А	ПН-2 на 40А

Выбираем автоматический выключатель для цеха:

Iвст = 2 * Iн = 2 * 122 = 244А

Тогда, ВА57Ф35 – 250А

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

16

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

7.Расчёт токов короткого замыкания.

Схема внешнего электроснабжения



Выбрали трансформатор ТМ-63-10/04

Расчитываем сопротивления участков сети токам короткого замыкания:

мОм















Итого ток 3-х фазного КЗ равен



=268.1









Итого ток однофазного КЗ равен



Вывод:

Аппараты защиты обеспечивают надёжное отключение повреждённого участка сети.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

17

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

9.Потери напряжения в конце линии для каждой установки.

Данное напряжение должно находиться в пределах 5% от номинального напряжение установок, которое равно 380В, в данном случае пределом является 19В, для данного случая это условие соблюдается



Где, p – удельное сопротивление материала жилы, в данном случае алюминий = 0,0176 мкОм/м (выбирается по справочнику) , P – мощность в кВт, L – длина в метрах, S – сечение кабеля в мм^2, Uн – напряжение в кВ.

Общая длина кабельных линий – 700м.

Используя формулу находим оставшиеся значения для установок.

	0,14В
	0,87В
	0,4В
	0,21В
	0,37В
	0,1В

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист
КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

Заключение.

В данном курсовом проекте было сделано.

Разбив электроприемники на однородные по режиму работы подгруппы, произвели расчет электрических нагрузок. Выбрали аппараты защиты, кабель для каждой установки, трансформатор для цеха. Произвели расчёт номинальных токов, токов короткого замыкания. Расчет компенсации реактивной мощности. Проверили надёжность срабатывания защиты, потери напряжения в конце линии для каждой установки. Показали план цеха Система электроснабжения выполнена так, чтобы в нормальном режиме все элементы системы находились под нагрузкой с максимально возможным использованием их нагрузочной способности.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

20

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

21

КР. 08.02.09.00304.2018. ПЗ

Используемые источники.
1. Б.И. Кудрин Электроснабжение промышленных предприятий. М.: Интермет Инжиниринг, 2005г.

2. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 2004г.

3. Рожкова Л.Д. Электрооборудование станций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 2004г.

4. Справочная книга электрика/ под редакцией В.И. Григорьева. - М. Колос. 2004г.

5. Электроснабжение промышленных и гражданских зданий. Ю. Д. СИБИКИН, 2006г.

6. http://mirznanii.com/a/322778/elektrosnabzhenie-tsekha.