РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ.. 3
1.РАСЧЕТ СИЛОВОЙ НАГРУЗКИ.. 4
2.РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ.. 1
3. ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ.. 8
4. ВЫБОР СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ.. 10
4.1. Разработка системы электроснабжения. 10
4.2 Расчет электрических нагрузок. 12
5.ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ПРОВОДНИКОВ. 3
5.1Выбор сечений кабелей к силовым пунктам и распределительным щитам.. 3
5.2 Расчет сечения проводов для осветительных сетей. 5
6.ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ.. 8
6.2. Выбор автоматических выключателей. 10
7.РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ.. 13
8.ПРОВЕРКА СЕЧЕНИЙ ВЫБРАННЫХ ПРОВОДНИКОВ И КОМУТАЦИОННО – ЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ... 17
8.1 Проверка выбранных сечений кабелей по потере напряжения. 17
8.3. Проверка выключателей по токам КЗ. 19
9. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ.. 20
10.ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 23
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК. 24
ВВЕДЕНИЕ
Не одно промышленное предприятие в мире в настоящее время не обходится без потребления электрической энергии. Системы электроснабжения промышленных предприятий при этом могут быть самыми разнообразным, от простейших без трансформации напряжения, до сложнейших многоуровневых с суммарной длиной кабельных линий до нескольких сотен километров.
Поэтому очень остро для систем электроснабжения промышленных предприятий стоят вопросы оптимизации потерь мощности и электроэнергии, надежности электроснабжения и качества электрической энергии. Данные вопросы целесообразно решать на стадии проектирования систем электроснабжения.
|
|
|
В настоящее время при разработке систем электроснабжения промышленных предприятий стараются максимально приблизить источники высокого напряжения 35-220 кВ и электроустановкам потребителей с ПГВ, размещаемые рядом с энергоемкими производственными корпусами; резервирование питания для отдельных категорий потребителей закладываются в схему СЭС и в самих элементах.
Целью данной работы является создание оптимальной схемы низковольтного электроснабжения сварочного участка цеха.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: рассчитать электрические нагрузки; разработать оптимальные схемы низковольтного электроснабжения цеха; выбрать электрооборудование в том числе: силовые трансформаторы, компенсирующие устройства, проводники, коммутационную аппаратуру.
Для иллюстрации принятых решений выполнить два чертежа на листах формата А1.
Исходными данными на проект служат:
1. План расположения оборудования цеха.
2. Мощности электроприемников цеха.
РАСЧЕТ СИЛОВОЙ НАГРУЗКИ
Расчет силовой нагрузки производится в два этапа. На первом этапе рассчитывается суммарная нагрузка цеха для выбора трансформаторов цеховой КТП. На втором этапе определяются нагрузки по группам подключения электроприемников, перечень которых дан в таблице 1.1.
|
|
|
Таблица 1.1.
Перечень электроприемников
| Наименование электроприемника | № на плане | Количество ЭП,шт. | Рном,кВт |
| Сварочные преобразователи | 1,4 | 2 | 22 |
| Сварочный полуавтомат | 2 | 1 | 18 |
| Вентиляционные установки | 3,9,13,16,41 | 5 | 9 |
| Сварочные выпрямители | 5…7 | 3 | 12,2 |
| Токарные станки импульсной наплавки | 8,10 | 2 | 10,5 |
| Сварочные агрегаты | 11,12,14,15 | 4 | 8,1 |
| Кондиционеры | 17,21,44,46 | 4 | 12 |
| Электропечи сопротивления | 18…20 | 3 | 75 |
| Слиткообдирочные станки | 22…26,28 | 6 | 6,5 |
| Сверлильные станки | 27,35,37…39 | 5 | 2,2 |
| Кран-балка | 29 | 1 | 10 |
| Конвейеры ленточные | 30,34 | 2 | 3 |
| Обдирно-шлифовальные станки | 31…33,36 | 4 | 4 |
| Сварочный стенд | 40 | 1 | 8,7 |
| Сварочные трансформаторы | 42,43 | 2 | 32 кВА |
| Электроталь | 45 | 1 | 3,5 |
Мощности кранов с повторно- кратковременным режимом работы необходимо привести к длительному режиму по формуле:
, (1.1)
Здесь Pном – Приведенная к длительному режиму мощность;
|
|
|
Sn - паспортная мощность;
ПВ – продолжительность включения, о.е.
кВт
кВА
кВт
Расчет суммарной цеховой нагрузки выполнен в таблице 1.2 в следующем порядке.
Для каждой группы одинаковых электроприемников (ЭП) определены значения коэффициента использования Киi и коэффициента мощности tgφi по [1,табл.1.5.1].
Средние активные Pcpi и реактивные мощности Qcpi каждой группы одинаковых электроприемников рассчитаны по формулам:
, (1.2)
(1.3)
Где Pномi – номинальная мощность одного электроприемника в i-ой группе, кВт.
Средневзвешенные коэффициенты Киср и tgφcp по цеху в целом определялись по формулам:
(1.4)
(1.5)
Здесь Pном ∑ - суммарная номинальная мощность электроприемников всех электроприемников цеха, кВт.
Эффективное число электроприемников находится по формуле:
, (1,6)
Где Рном max – наибольшая номинальная мощность одного электроприемника цеха.
Коэффициент расчетной нагрузки Kp определяется по [2, табл. 2] в зависимости от средневзвешенного коэффициента использования и эффективного числа электроприемников 
|
|
|
Расчетная активная и реактивная нагрузка цеха в целом:
, (1.7)
(1.8)
Таблица 1.2.
Расчет электрических нагрузок для трансформаторов КТП
| Исходные данные | Средняя мощность группы ЭП | nэ | Кр | Расчетная мощность | |||||||
| По заданию | По справочным данным | Pср, кВт | Qср, кВАр | Рр,кВт | Qр, кВАр | ||||||
| Наименование электроприемника | Кол-во ЭП nф | Номинальная мощность, кВт | Ки | tgj | |||||||
| одного ЭП | общая | ||||||||||
| Сварочные преобразователи | 2 | 22 | 44 | 0,3 | 1,3 | 13,2 | 17,16 | ||||
| Сварочный полуавтомат | 1 | 18 | 18 | 0,35 | 1,17 | 6,3 | 7,371 | ||||
| Вентиляционные установки | 5 | 9 | 45 | 0,65 | 0,75 | 29,25 | 21,9375 | ||||
| Сварочные выпрямители | 3 | 12,2 | 36,6 | 0,25 | 1,3 | 9,15 | 11,895 | ||||
| Токарные станки импульсной наплавки | 2 | 10,5 | 21 | 0,14 | 1,73 | 2,94 | 5,0862 | ||||
| Сварочные агрегаты | 4 | 8,1 | 32,4 | 0,25 | 1,3 | 8,1 | 10,53 | ||||
| Кондиционеры | 4 | 12 | 48 | 0,7 | 1,73 | 33,6 | 58,128 | ||||
| Электропечи сопротивления | 3 | 75 | 225 | 0,7 | 0,3 | 157,5 | 47,25 | ||||
| Слиткообдирочные станки | 6 | 6,5 | 39 | 0,14 | 1,73 | 5,46 | 9,4458 | ||||
| Сверлильные станки | 5 | 2,2 | 11 | 0,14 | 1,73 | 1,54 | 2,6642 | ||||
| Кран-балка | 1 | 3,87 | 3,87 | 0,1 | 0,62 | 0,387 | 0,23994 | ||||
| Конвейеры ленточные | 2 | 3 | 6 | 0,55 | 1 | 3,3 | 3,3 | ||||
| Обдирно-шлифовальные станки | 4 | 4 | 16 | 0,14 | 1,73 | 2,24 | 3,8752 | ||||
| Сварочный стенд | 1 | 8,7 | 8,7 | 0,25 | 1,3 | 2,175 | 2,8275 | ||||
| Сварочные трансформаторы | 2 | 5,76 | 11,52 | 0,25 | 1,73 | 2,88 | 4,9824 | ||||
| Электроталь | 1 | 1,75 | 1,75 | 0,05 | 0,62 | 0,0435 | 0,02697 | ||||
| Итого | 46 | 566,96 | 0,5 | 1,54 | 278,0655 | 206,7197 | 3 | 1,41 | 392,0724 | 291,4748 | |
РАСЧЕТ ОСВЕТИТЕЛЬНОЙ НАГРУЗКИ
Кроме силовой нагрузки в цехе имеется осветительная нагрузка, расчетная величина которой определяется по формуле (2.1)
Pр.о.= Руст ∙ Кс ∙ КПРА, (2,1)
Где: Руст – Установочная мощность ламп;
Кс – коэффициент спроса;
КПРА – Коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре.
Для определения установочной мощности ламп необходимо найти их количество, которое зависит от размещения светильников в цехе.
Размещение светильников в плане и в разрезе цеха определяется следующими размерами:
Н=8м, Нв=4м – заданными высотами цеха и вспомогательных помещений;
hc= 2м - расстоянием светильника от перекрытия;
hп= Н - hc – высотой светильника над полом;
hp = 1 м – высотой расчетной поверхности над полом;
h = hп - hp – расчетной высотой;
L – расстояние между соседними светильниками или рядами ламп;
I – расстояние от крайних светильников до стены.
Основное требование при выборе расположения светильников заключается в доступности их при обслуживании. Кроме того, размещение светильников определяется условием экономичности. Важное значение имеет отношение расстояния между светильниками или рядами светильников к расчетной высоте λ=L / h, уменьшение его приводит к удорожанию осветительной установки и усложнению ее обслуживании, а чрезмерное увеличение приводит к резкой неравномерности освещения и к возрастанию расходов энергии.
При лучшем освещении легче обнаруживаются недостатки, допускаемые при обработке деталей и, следовательно, улучшается качество продукции. В свою очередь, недостаточное или нерациональное освещение могут стать причиной повышения травматизма, так как при недостаточной освещенности затрудняется различение опасных частей станков.
Существуют два вида освещения: естественное и искусственное.
Роль естественного освещения в обеспечении благоприятных условий труда на производстве очень велика. За счет дневного света в помещениях можно добиться высокого уровня освещенности на рабочих местах; естественный свет наиболее привычен для глаза человека.
Для искусственного освещения в настоящее время используют несколько видов источников света. Основными из них являются лампы накаливания, люминесцентные лампы, специальные лампы с повышенной световой отдачей – ртутные высокого и сверхвысокого давления.
Для освещения сварочного участка цеха предварительно выбираем светильники РСП 05-700-001с ртутно-кварцевыми лампами с исправленной цветностью типа ДРЛ. Для выбранного светильника РСП 05-700-001, имеющего глубокую кривую силы свечения по [3,с.260,таблица 10.4] принимаем λ=1. Для освещения вспомогательных помещений выбраны светильники ЛПО 12-2х40-904 с люминесцентными лампами ЛБ, для которых λ=0,9.
Находим значение расчетной высоты h для цеха и вспомогательных помещений по формуле:
, (2.2)
Следовательно, расстояние между рядами светильников в цехе и во вспомогательных помещениях:
(2.3)
В соответствии с полученными значениями L выполнено размещение светильников в сварочном участке цеха которое показано на рисунке 2.1.
Для определения мощности ламп методом коэффициента использования рассчитывается световой поток каждого светильника, необходимый для получения нормы освещённости:
(2.4)
Где Ф – световой поток одного светильника, лм;
Ен – нормированная минимальная освещенность, лк;
Кзап = 1,5 – коэффициент запаса;
S – площадь помещения, m2;
z = 1,15- коэффициент неравномерности для ламп ДРЛ;
ŋ- коэффициент использования светового потока, о.е.;
N- число светильников.
Для остальных помещений по формуле (2.4) при подстановки в неё вместо числа светильников N числа рядов n люминесцентных ламп рассчитывается световой поток ламп одного ряда.
Норма освещенности для станочного отделения цеха – ЕН.i =300лк [4,c.94-100.]
Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения i:
(2.5)
Здесь А – длина помещения, m;
В – ширина помещения, m.
Индекс помещения для механического отделения цеха согласно плану:
Кроме индекса помещения, для нахождения коэффициента использования светового потока необходимо знать коэффициенты отражения потолка, стен и рабочей поверхности. Для чистого бетонного потолка, бетонных стен с окнами и темной расчетной поверхностью: рп= 70%, рс=50%, рр=30% [4,табл.5-1] .
По [4,табл.5-9] определили коэффициент использования светового потока для половины механического отделения –ŋ= 90%.
В соответствии с планом размещения светильников (рис. 1.1.) определяем требуемый световой поток для половины механического отделения
лм
По [4, табл.2,15] выбираем лампы ДРЛ 400, имеющие мощность ламп Рном = 400 Вт и световой поток Фном =23500лм. Световой поток выбранных ламп отличается от расчетного значения на 2,2%,что допустимо [3,с.261].
Индекс помещений для сварочного поста-1:
[4,табл.5.11].
Требуемый световой поток для двух рядов светильников в сварочном
посту-1:
Выбираем лампы ЛБ40-1, имеющие мощность Pном =40 Вт и световой поток Фном = 3000 лм.
Определяем число светильников N в одном ряду:
(2.6)
Здесь 2- число ламп в одном светильнике ЛПО12-2х40-904:
Суммарная длина N светильников ЛПО12-2х40-904
(2.7)
Здесь L1 = 1,54m – длина одного светильника ЛПО12-2х40-904 [4,табл.3-9].
Аналогичным образом рассчитано число светильников и их суммарная длина для остальных помещений, расчет показан в таблице 2.1. При этом для всех остальных помещений выбраны светильники ЛПО12-2х40-904 с лампами ЛБ40-1
Общее число светильников ЛПО12-2х40-904 в цехе:
Nл =54
Таблица 2.1.
Расчет числа светильников для помещений цеха
| Помещение | Ен, лк | h, м | А, м | В, м | n | i | η, о.е. | Ф, лм | N |
| Механическое отделение |
300 | 5 | 48 | 30 | 3,69 | 0,9 | 23000 | 36 | |
| Термическое отделение |
2,34 | 18 | 8 | 1 | 2,36 | 0,54 | 12000 | 10 | |
| Отделение импульсной наплавки | 24 | 6 | 1 | 2,05 | 0,54 | 6666 | 18 | ||
| Сварочный пост-1 | 6 | 8 | 1 | 1,46 | 0,54 | 6666 | 6 | ||
| Сварочный пост-2 | 6 | 8 | 2 | 1,46 | 0,54 | 10000 | 4 | ||
| Сварочный пост-3 | 4 | 6 | 2 | 1,02 | 0,54 | 10000 | 2 | ||
| Сварочный пост-4 | 4 | 6 | 2 | 1,02 | 0,54 | 10000 | 2 | ||
| Склад | 75 | 8 | 9,5 | 1 | 1,85 | 0,58 | 3685 | 4 |
Общее число ламп ЛБ-40 в цехе: Nл=108
Число ДРЛ400: Nд=36
Установленная мощность ламп:
(2.8)
Руст= 36·400+108·40=14400+4320=18720 Вт.
По [3,с 271] определили значение коэффициентов спроса и учета потерь мощности в пускорегулирующей аппаратуре для люминесцентных ламп и ламп ДРЛ: Кс=0,95; КПРА Л = 1,2; КПРА Д = 1,1. Следовательно, осветительная нагрузка цеха:
Pро=14,4∙0,95·1,1+4,32·0,95·1,2=19,97 кВт;
Qро= Pро∙tgφo=19,97∙0.33=6,59 кВАр
Таким образом, полная нагрузка цеха, с учетом осветительной нагрузки составляет:
Рр∑= Pцех р+ Рро (2.9)
Qр∑=Qцех р+Qро (2.10)
Рр∑= 392,0724+19,97=412,04 кВт.
Qр∑= 291,4748+6,59=298,064 кВАр.
ВЫБОР ТРАНСФОРМАТОРОВ
Принимаем, что на рассматриваемом объекте имеется складской резерв трансформаторов, тогда с учетом того что потребители цеха имеют только 2 и 3 категории по надежности электроснабжения, принимаем что подстанция выполняется однотрансформаторной [3,с.106].
Расчетную мощность трансформатора определяем по формуле
[3, с.106]
(3.1)
здесь Кз = 0,9 –рекомендуемый коэффициент загрузки для однотрансформаторной ТП [3,с. 103].
кВА
Выбираем трансформатор ТМ-630/10
Определяем реактивную мощность, которую целесообразно передавать через силовой трансформатор из сети 10 кВ в сеть 0,4 кВ [3,с.106]:
(3.2)
кВАр
Находим мощность низковольтных компенсирующих установок (НКУ) [3.с.106]:
(3.3)
Мощность НКУ, необходимых для сведения потерь электроэнергии в распределительной сети к минимуму:
(3.4)
Расчетный коэффициент γ зависит от схемы питания цеховой подстанции и расчетных параметров Кр1 и К р2, которые определяются по [3,с.108-109,таблицы 4.6и4.7]: Кр1=9 Кр2 =2 (при длине питающей линии 50 м). Принимаем, что цеховая ТП получает питание по радиальной схеме, тогда по[3,c.108-109,рисунок 4.86] найдено, что γ =0,42, следовательно:
QНКУ2=298,064-97,92-0,42·630=-64,45 кВАр
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 4900; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!