Для подключения электроприемников цеха применяем распределительные пункты типа ПР85.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...……КП 2018.2-36 03 31-01.11.01

1 Общая часть…………………………………………………………………………..5

1.1. Краткая характеристика объекта проектирования………………………………5

1.2. Краткое описание электроприемников цеха…………………………………….6

2 Электротехническая часть…………………………………………………………..8

2.1. Выбор напряжения внутрицехового и внешнего электроснабжения………….8

2.2. Категории надежности и выбор схемы электроснабжения, выбор конструктивного исполнения силовой сети………………………………………………..8

2.3. Выбор электродвигателей………………………………………………………...9

2.4. Выбор пускорегулирующей аппаратуры……………………………………….10

2.5. Расчет электрических нагрузок узлов и цеха методом коэффициента максимума……………………………………………………………………………………12

2.6. Расчет внутрицеховой распределительной сети………………………………..15

2.6.1. Выбор аппаратов защиты распределительной сети………………………….15

2.6.2. Выбор сечения жил кабелей распределительной сети……………………….17

2.6.3. Выбор распределительных устройств (шкафов, пунктов, шинопроводов)...19

2.7. Расчет внутрицеховой питающей сети………………………………………….19

2.7.1. Выбор аппаратов защиты питающей сети……………………………………19

2.7.2. Выбор сечения жил кабелей питающей сети…………………………………20

2.8. Выбор и расчет мощности компенсирующего устройства и солового трансформатора……………………………………………………………………………...21

Заключение

Список используемой литературы

Графическая часть

Приложение А. Таблица расчётов электрических нагрузок узлов и цехов

Приложение Б. План расположения силового оборудования

Приложение В. Схема однолинейная принципиальная питающей распределительной сети

Введение

Из всех видов энергий в настоящее время наиболее широко применяется электроэнергия. Широкое применение электрической энергии объясняется её ценными свойствами, возможностью эффективного преобразования в другие виды энергии (тепловую, химическую, механическую). Электроэнергию получают на станциях с помощью генераторов. Затем электрическая энергия передаётся через линии электропередачи на распределительные устройства и понизительные подстанции, где трансформируется и распределяется по потребителям, в которых и используются устройства, преобразующие электрическую энергию в другие виды энергии.

В настоящее время в Республике Беларусь преобладают традиционные виды электроэнергии, такие как теплоэлектроцентраль, теплоэлектростанция, гидроэлектростанция. Перспективой для республики могло бы послужить сооружение надёжных атомных электростанций и станций с использованием магнитодинамических генераторов, а так же модернизация подстанций, линий электропередачи (ЛЭП), и повсеместная установка компенсирующих устройств.

Практически на всех крупных металлорежущих предприятиях имеется своя понизительная подстанция, которая осуществляет электроснабжение сети комплектных трансформаторных подстанций (КТП) предприятий. В свою очередь КТП трансформируют электроэнергию до необходимого напряжения, которым питается силовое и осветительное оборудование цехов. Наиболее крупными потребителями электроэнергии на предприятиях, являются механические цеха, где установлено мощное силовое оборудование, поэтому для этих цехов необходимо точное проектирование схем электроснабжения и учёт электрической энергии.

Задачей курсового проекта является проектирование электроснабжения цеха металлорежущих станков.

Приобретённые навыки в проектировании сетей электроснабжения цехов и цеховых КТП применённые на практике позволяют повысить эффективность использования энергетических ресурсов, а также повысить производительность промышленных предприятий.

Общая часть

1.1 Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ

Прессовый участок цеха предназначен для штамповки деталей электротехнической промышленности. Он является составной частью крупного завода электроизделий.

На нем предусмотрены: станочное отделение, где размещен станочный парк; ремонтная мастерская, служебные, вспомогательные и бытовые помещения. Транспортные операции выполняются кран-балкой и наземными электротележками.

Цех получает ЭСН от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП) 10/04 кВ, расположенной в пристройке здания. Распределительные устройства потребителей ЭЭ размещены в станочном отделении. От этой ТП получают ЭСН еще два участка с дополнительной нагрузкой каждый (S=250 кВ⋅ А, cosφ = 0,8; К_п=0,5)

Потребители ЭЭ относятся к 2 категории надежности электроснабжения. Количество рабочих смен - 3.

Грунт в районе здания - глина при температуре +15С. Каркас Здания сооружен из блоков-секций, длиной 6 и 8 м каждый.

Размеры здания 48х30х7 м.

Все помещения кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,2 м.

Перечень ЭО станочного цеха дан в таблице 1.2.

Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.

Расположение основного ЭО показано на плане (рис.3.15.)

Таблица 1.1 – Классификация помещений по взрыво-, пожаро- и электроопасности

Наименование помещения	Категории
Наименование помещения	взрывоопасности	пожароопасности	электроопасности
1	2	3	4
Станочное отделение	не взрывоопасная среда	П-IIA	ПО
Инструментальная	не взрывоопасная среда	не пожароопасная	БПО
Помещения мастера	не взрывоопасная среда	не пожароопасная	БПО
Склад заготовок	не взрывоопасная среда	не пожароопасная	БПО
Раздевалка	не взрывоопасная среда	не пожароопасная	БПО
Склад готовой продукции	не взрывоопасная среда	не пожароопасная	БПО
Ремонтная мастерская	не взрывоопасная среда	не пожароопасная	БПО
ТП	не взрывоопасная среда	не пожароопасная	ПО
Вентиляция	не взрывоопасная среда	не пожароопасная	БПО

1.2 Краткое описание электроприемников цеха

Основными группами электроприемников составляющими суммарную нагрузку объектов, являются светильники и электродвигатели производственных механизмов.

На территории рассмотренного цеха расположено оборудование:

· Кузнечно-штамповочный автоматы-кузнечная машина для штамповки изделий из проволоки, прутка, ленты, полосового материала и др;

· Прессы электромеханические используются для выполнения операций листовой штамповки;

· Фрикционные прессы используется для холодной и горячей объёмной штамповки, чеканки, брикетированияи других целей;

· Кран балка - это вид грузоподъёмных кранов, который может поднимать и перемещать груз;

· Ковочные молотыпреимущественно применяются для пластического деформирования объёмных заготовок из прутка или слитка;

· Вентиляторыприменяются для охлаждения оборудования, воздухоснабжения;

· Кривошипные прессы используются для штамповки разнообразных деталей;

· Масляные насосы предназначены для создания давления в системе смазки, и тем самым обеспечивающий смазку движущихся частей двигателя;

· Наждачные станки предназначены для затачивания режущего инструмента;

· Шлифовальные станки предназначены для выполнения слесарных работ (Снятия заусенцев, фасок и т.п.)

· Сверлильные станки предназначены для получения сквозных и глухих отверстий в сплошном материале, чистовой обработки, расточки отверстий и т.д.

Таблица 1.2 – Перечень электрооборудования станочного цеха

№ на плане	Наименование ЭО	P эп, кВт	Примечание
1-3	Кузнечно-штамповые автоматы	12,4
4-8	Прессы электромеханические	15,7
9-12	Прессы фракционные	10,5
13	Кран-балка	12,5	ПВ=40%
14-18	Молоты ковочные	17,3
19,20	Вентиляторы	3,8
21-26	Прессы кривошипные	25	ПВ=60%
27,28	Насосы масляные	2,5
29,30	Наждачные станки	3	1-фазные
31,32	Шлифовальные станки	12
33,34	Сверлильные станки	3,2

2 Электротехническая часть

2.1 Выбор напряжения внутрицехового и внешнего электроснабжения

По напряжению электроприемники составляют две группы. Первая – электроприемники, питание которое могут получать непосредственно от сети 3,6 и 10 кВ. кВ.К этой группе относятся крупные электродвигатели, мощные печи сопротивления и дуговые печи для плавки черных и цветных металлов, питаемые через собственные трансформаторы. Вторая – электроприемники, питание которых экономически целесообразно на напряжение 380 – 660 В.По роду тока могут быть электроприемники работающие: от сети переменного тока нормальной промышленной частоты (50 Гц); от сети переменного тока повышенной или пониженной частоты; от сети постоянного тока.

Выбор того или иного стандартного промышленного предприятия. Стандартным напряжением, применяемым на промышленных предприятиях для распределения электроэнергии, являются 10; 6; 0,66; 0,38; 0,22 кВ.

Для внутрицеховых электросетей наибольшее распространение имеет напряжение 380/220 В, основным преимуществом которого является возможность совместного питания силовых и осветительных электроприемников.Наибольшая единичная мощность трехфазных электроприемников, получающих питание от системы напряжения 380/220 В, как правило, не должна превышать 200-250 кВт, допускающих применение коммутационной аппаратуры на ток до 630 А.

С учетом этого для питания электрооборудования проектируемого заготовительного участка будет потреблять напряжение 380/220 В трехфазного переменного тока промышленной частоты. Питание цеховой ТП, согласно заданию, будет реализоваться на напряжении 10 кВ.

2.2Категория надежности и выбор схемы электроснабжения, выбор конструктивного исполнения силовой сети

Надежность электроснабжения определяется числом независимых источников питания и схемой электроснабжения. По надежности электроснабжения в соответствии с требованиями ПУЭ электроприемники разделяют на три категории.

Рассмотренный завод нестандартного оборудования относится к 2 категории надежности. Для электроприемников 2 категории электроснабжение может быть от двух независимых источников питания.При нарушении энергоснабжения от одного источника питания, допустимое временное отсутствии энергоснабжения на время переключения на резервный источник оперативным персоналом потребителя или же выездной бригадой электросетей.

Схема электроснабжения цеха изображена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Схема электроснабжения цеха

2.3 Выбор электродвигателей

Двигатель производственного механизма должен наиболее полно отвечать технико-экономическим требованиям, т. е. отличаться простотой конструкции, надежностью в эксплуатации, наименьшей стоимостью, небольшими габаритами и массой, обеспечивать простое управление, удовлетворять особенности технологического процесса и иметь высокие энергетические показатели при различных режимах работы.

Электродвигатели для привода производственных механизмов выбираются по напряжению, мощности, режиму работы, частоте вращения и условиям окружающей среды

Электродвигатель необходимо выбирать таким образом, чтобы его номинальная мощность соответствовала мощности приводного механизма:

(2.1)

где Р_ном – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Р_мех– мощностьприводного механизма, кВт.

Электродвигатели станков и мостовых кранов, установленных в заготовительном участке, поступают с завода-изготовителя комплектно. Однако, для практических расчетов необходимо произвести выбор электродвигателей, используя заданные механические мощности электрооборудования. Также необходимо произвести выбор электродвигателей для привода вентиляторов.

Например, произведем выбор электродвигателя для кузнечно-штамповых автоматов с Р_мех=12,4 кВт по условию (2.1):

Pн ≥ 12,4кВт

Выберем по справочным данным [1, с. 150] электродвигатель типа АИР160S4 с номинальной мощностью Р_ном= 15 кВт. Технические данные выбранного электродвигателя приведены в таблице 2.1.

Выбор остальных электродвигателей производим аналогично, результаты выбора сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Выбор электродвигателей

№ на плане	Наименование электроприемника	Р_мех, кВт	Типоразмер двигателя	Р_ном, кВт	h, %	cosj
1-3	Кузнечно-штамповые автоматы	12,4	АИР160S4	15	90	0,89	7
4-8	Прессы электромеханические	15,7	АИР160M4	18,5	90,5	0,89	7
9-12	Прессы фракционные	10,5	АИР152M4	11	87,5	0,87	7,5
13	Кран-балка	12,5	АИР160S4	15	90	0,89	7
14-18	Молоты ковочные	17,3	АИР160M4	18,5	90,5	0,89	7
19,20	Вентиляторы	3,8	АИР100L4	4	85	0,84	7
21-26	Прессы кривошипные	25	АИР180M4	30	92	0,87	7
27,28	Насосы масляные	2,5	АИР100L4	4	85	0,84	7
29,30	Наждачные станки	3	АИР100L4	4	85	0,84	7
31,32	Шлифовальные станки	12	АИР160S4	15	90	0,89	7
33,34	Сверлильные станки	3,2	АИР100L4	4	85	0,84	7

2.4 Выбор пускорегулирующей аппаратуры

Для электродвигателей приводов станков и мостовых кранов магнитные пускатели, тепловые реле, кнопки управления и другая пускорегулирующая аппаратура поступает с завода-изготовителя комплектно в составе шкафа управления, поэтому выбор ее в рамках данного проекта осуществляться не будет.

Необходимо произвести выбор магнитных пускателей, тепловых реле и кнопочных постов для управления электродвигателями вентиляторов.

Магнитные пускатели предназначены для управления короткозамкнутыми асинхронными электродвигателями. В комплекте с тепловыми реле магнитные пускатели осуществляют защиту двигателя от перегрузки. В настоящее время следует применять магнитные пускатели серии ПМЛ и ПМА.

Выбор пускорегулирующей аппаратуры для электродвигателей приводных механизмов производиться по следующим условиям.

Магнитный пускатель выбирают таким образом, чтобы номинальный ток его силовых контактов соответствовал длительному току цепи:

I_кп≥ I_дл(2.2)

гдеI_кп – номинальный ток силовых контактов магнитного пускателя, А;

I_дл – расчетный длительный ток цепи, А.

При выборе магнитного пускателя для одного электродвигателя в качестве расчетного длительного тока принимают номинальный ток электродвигателя. Номинальный ток двигателя I_ном, А, определяется по формуле:

(2.3)

Где Р_ном – номинальная мощность электродвигателя, Вт;

U_ном – номинальное напряжение, В;

cosφ_ном – номинальный коэф. мощности электродвигателя, о.е.;

η_ном – КПД при номинальной нагрузке, о.е.

При длительном режиме работы или редких включениях двигателя номинальный ток нагревательного элемента теплового реле I_нэ, А, выбирают исходя из номинального тока электродвигателя (или длительного расчетного тока):

I_нэ≥ I_ном(2.4)

При выборе теплового реле необходимо стремиться к тому, чтобы ток уставки находился в центре диапазона регулирования.

Например, произведем выбор магнитного пускателя и теплового реле для электродвигателя вентилятора (на генплане №10). Сперва определим номинальный ток электродвигателя по выражению (2.3):

I_ном= = 28,45 А

Согласно условию (2.2):

I_кп≥ 28,45 А,

Выбираем магнитный пускатель типа ПМЛ-3630 с номинальным током силовых контактов I_кп = 40 А, в защитном корпусе со степенью защиты IP54, со встроенным тепловым реле.

Выбор уставки теплового реле производим по условию (2.4):

I_нэ≥ 28,45 А

Выбираем тепловое реле РТЛ-80 с номинальной уставкой теплового элемента I_нэ=40 А.

Результаты выбора магнитных пускателей, тепловых реле и кнопочных постов сводим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 – Выбор пускорегулирующей аппаратуры

№ на плане	Наименование электроприемника	Типоразмер двигателя	I_ном, A	Тип пускателя	I_кп, A	Тип реле	I_нэ, A
1-3	Кузнечно-штамповые автоматы	АИР160S4	28,45	ПМЛ-3630	10	РТЛ-2053	40
4-8	Прессы электромеханические	АИР160M4	34,9	ПМЛ-3630	10	РТЛ-2055	40
9-12	Прессы фракционные	АИР152M4	11,95	ПМЛ-2600	10	РТЛ-2053	25
13	Кран-балка	АИР160S4	28,45	ПМЛ-3630	10	РТЛ-2053	40
14-18	Молоты ковочные	АИР160M4	34,9	ПМЛ-3630	10	РТЛ-2055	40
19,20	Вентиляторы	АИР100L4	8,51	ПМЛ-1230	25	РТЛ-1021	16
21-26	Прессы кривошипные	АИР180M4	56,94	ПМЛ-4230	25	РТЛ -2061	63
27,28	Насосы масляные	АИР100L4	8,51	ПМЛ-1230	25	РТЛ-1021	16
29,30	Наждачные станки	АИР100L4	11,03	ПМЛ-1230	25	РТЛ-1021	16
31,32	Шлифовальные станки	АИР160S4	28,45	ПМЛ-3230	10	РТЛ-2053	40
33,34	Сверлильные станки	АИР100L4	8,51	ПМЛ-1230	25	РТЛ-1021	16

2.5. Расчет электрических нагрузок узлов и цеха методом коэффициента максимума

Расчет электрических нагрузок электроприемников напряжением до 1 кВ для каждого узла питания (распределительного пункта, шкафа, сборки, распределительного шинопровода, цеховой ТП), а также по цеху, корпусу в целом выполняется, как правило, в виде таблицы.

Заполнение граф таблицы производится в следующем порядке:

Графа 1: указываются номера электроприемников на генплане.

Графа 2: указываются наименования групп (узлов) электроприемников (СП, ШРА, ШМА, ТП, участок, цех), а также наименования подгрупп электроприемников, питающихся от них. Электроприемники в каждой группе формируются в подгруппы с одинаковой номинальной мощностью и одинаковыми значениями коэффициентов использования и tgφ (Напримервентиляторы). После приведения перечня всех подгрупп электрооборудования группы указываются: итого по данной группе. Таким образом, расписываются все группы электроприемников.

Графа 3: по подгруппам электроприемников указывается номинальная мощность единичного электроприемника; для групп электроприемников – пределы номинальных мощностей единичных электроприемников (Р_ном.max/Р_ном.min). Для электродвигателей с повторно-кратковременным режимом работы их номинальная мощность приводится к длительному режиму

(2.5)

Графа 4: по подгруппам электроприемников отмечается количество электроприемников с одинаковой номинальной мощностью и одинаковым коэффициентом использования; для групп электроприемников – общее количество электроприемников.

Графа 5: по подгруппам и группам электроприемников отмечается их суммарная номинальная мощность:

(2.6)

В графах 2 и 5 указываются данные только рабочих электроприемников. Резервные и ремонтные электроприемники, а также электроприемники, работающие кратковременно (пожарные насосы, задвижки, вентили и т.п.), при подсчете расчетной мощности не учитываются.

Графа 6: для подгрупп электроприемников указываются справочные значения индивидуальных коэффициентов использования k_и, для групп электроприемников – расчетные средневзвешенные значения k_и:

(2.7)

Графы 7 и 8: для подгрупп электроприемников указываются справочные значения cosφ/tgφ, для групп электроприемников – расчетные средневзвешенные значения cosφ/tgφ.

Графы 9 и 10: для подгрупп вычисляются и записываются средняя активная Р_см, кВт, и реактивная Q_см, кВар, нагрузки за наиболее загруженную смену:

(2.8)

(2.9)

Для групп (узлов) электроприемников – суммы этих величин:

P_{см.узла}= P_{cм. i}(2.10)

Q_{см.узла} = Q_см.i(2.11)

Группы 11: для групп электроприемников определяется и записывается эффективное число электроприемников по формуле:

(2.12)

Найденное по указанному выражению число округляется до ближайшего меньшего числа. Если вычисленное значение окажется больше фактического числа электропремников (n), то следует принимать n_эф = n.

Если значение показателя силовой сборки Р_ном.max/Р_ном.min ≤ 3, то принимается n_эф = n.

Графа 12: для групп электроприемников определяется коэффициент максимума k_max по таблицам [3, с. 90, табл. 2.3] в зависимости от средневзвешенного значения коэффициента использования группы k_и.гр и эффективного числа электроприемников n_эф.

Графа 13: для групп электроприемников определяется коэффициент максимума реактивной мощности k^'_max = 1,1 для питающих сетей при k_и<0,2 и n_эф<100, а также при k_и>0,2 и n_эф£10; во всех остальных случаях, а также для магистральных шинопроводов и при определении реактивной нагрузки на шинах ЦРП и в целом по цеху или предприятию k^'_max = 1.

Графа 14: для групп электроприемников указывается расчетная (максимальная) активную мощность:

Р_р= k_max·Р_{см.узла}, (2.13)

В случае, когда расчетная мощность окажется меньше номинальной мощности наиболее мощного приемника, следует приниматьР_расч= Р_ном.max.

Графа 15: для групп электроприемников записывается расчетная реактивная мощность:

Q_р= k^'_max·Q_{см.узла}, (2.14)

Графа 16 и 17: для групп электроприемников указываются соответственно расчетные значения полной мощности:

(2.15)

и тока:

I_р = S_р/( ·U_ном). (2.16)

Графа 18: для групп элеткроприемников указывается пиковый ток (I_пик). При отсутствии данных об одновременном пуске нескольких приемников пиковый ток определяется по выражению:

I_пик = I_{ном.max •} + (I_р – k_и ·I_ном.max) (2.17)

где I_пуск.max– наибольший пусковой ток электроприемника группы;

I_ном.max– номинальный ток электроприемника с наибольшим пусковым током;

k_и– коэффициент использования электроприемника с наибольшим пусковым током.

Например, произведем расчет в указанном порядке для приемников, подключенных к распределительному пункту РП1.

К РП1 подключены приемники с номерами на генплане 1,4,5,6,9,10. Всего электроприемников 6. Разбиваем приемник на 3 подгруппы с одинаковой номинальной мощностью и одинаковыми значениями коэффициентов использования и cosφ/tgφ. Заносим соответствующие данные в графы 1-4, 6-8 таблицы 2.3.

По подгруппам электроприемников рассчитываем их суммарные номинальные мощности по (2.6) и результаты заносим в графу 5:

P_Σн1= 15кВт

P_Σн2=18.5 3= 55,5кВт

P_Σн3= 11 2=22кВт

Далее подсчитываем суммарную мощность первой группы:

P_Σгр1= ΣP_Σнi= 15+55.5+22= 92.5 кВт.

Рассчитываем по подгруппам активные и реактивные нагрузки за наиболее загруженную смену по формулам (2.8), (2.9), вычисления заносим в графы 9 и 10:

Р_см1= 0,17 · 15 = 2.55 кВтQ_см1= 2,55 · 1,17 = 2,98 кВар

Р_см2= 0,17 · 55,5 = 9.44 кВтQ_см1= 9,44· 1,17 = 11,04 кВар

Р_см3= 0,17 · 22 = 3.74 кВт Q_см1= 3,74 · 1,17 = 4,38 кВар

Далее подсчитываем суммарные сменные мощности для первой группы по формулам (2.10) и (2.11):

Р_см.гр1= 2,55 + 9,44 + 3,74 = 15,73 кВт

Q_см.гр1 = 2.98 + 11,04 + 4,38 = 18,4 кВар

Для первой группы определяем средневзвешенные значения коэффициента использования k_ипо (2.7) и средневзвешенные значения cosφ/tgφ:

k_и.гр1= 15.73/92.5 = 0,17

tgφ_гр1= Q_см.гр/ Р_см.гр(2.18)

tgφ_гр1= 18,4/15,73 = 1,17

cosφ_гр1= cos (arctg 1,17) = 0,65

Для первой группы определяем эффективное число электроприемников по формуле (2.12) и значение заносим в графу 11:

n_эф1=

В зависимости от средневзвешенного значения коэффициента использования группы k_и.гр = 0,17 и эффективного числа электроприемников n_эф = 6 определяем по таблице [3, с. 90, табл. 2.3] коэффициент максимума для первой группы:

k_max1 = 1,82

Заносим значение в графу 12. В графе 13 определяем коэффициент максимума реактивной мощности, в данном случае: k^'_max = 1,1.

По формулам (2.13), (2.14) и (2.15) определяем расчетные (максимальные) активную, реактивную и полную мощности:

Р_р.гр1= 1,82 · 15,73 = 28,63 кВт,

Q_р.гр1= 1,1 · 18,4 = 19,5 кВар,

S_р.гр1

Результаты заносим в соответствующие графы 14, 15, 16.

Далее по формуле (2.16) определяем расчетный ток группы, результат заносим в графу 17:

I_р1 = 34,63 /( ·0,38) = 52,61 А.

Определяем пиковый ток для группы приемников по формуле (2.17):

I_пик1 = 34,9 · 7 + (52,61 – 0,17∙34,9)= 290,98 А.

Значение пикового тока заносим в графу 18.

Для остальных групп электроприемников, подключенных к распределительным пунктам РП2-РП5, а также для всего цеха порядок расчета силовой нагрузки аналогичен.

Результаты расчета сводим в Приложение А.

2.6 Расчет внутрицеховой распределительной сети

2.6.1 Выбор аппаратов защиты распределительной сети

В качестве аппаратов защиты электроприемников и электрических сетей промышленных предприятий от коротких замыканий широко используются плавкие предохранители типа ПН2 и НПН и автоматические выключатели серии ВА и АЕ [7, с. 434].

Для защиты питающих кабелей электроприемников проектируемого цеха применяем автоматические выключатели серии ВА.

Выбор автоматических выключателей производится по следующим условиям [8, с. 42]:

(2.19)

(2.20)

где и – соответственно номинальные напряжение и ток автоматического выключателя, В и А;

– напряжение сети, В;

– номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, А.

Номинальный ток расцепителя автоматического выключателя , А, для силовых линий с одним электродвигателем следует выбирать, исходя из следующего условия:

(2.21)

где I_ном– номинальный ток двигателя, А.

Ток уставки срабатывания электромагнитного расцепителя I_СРэ, А, автоматического выключателя для силовых линий с одним электродвигателем выбирается по условию:

(2.22)

где I_п– пусковой ток двигателя, А.

Пусковой ток электродвигателя I_п, А, определяется по формуле:

I_п= I_ном · k_I(2.23)

гдe k_I = I_пуск/I_н– кратность пускового тока (табличное значение).

Например, производим выбор автоматического выключателя для защиты электродвигателя компрессорной установки (№1 на генплане) типа АИР180М4. Номинальный и пусковой токи двигателя определяем по формулам (2.3) и (2.23) соответственно:

I_ном= 58,28 А

I_п= 58,28 · 7 = 407,96 А

Токи расцепителей автоматического выключателя выбираем по условиям (2.21) и (2.22):

I_НР³ 1,25 ∙ 8,52 = 10,65 А

I_СРэ³ 1,25 ∙59,64 = 74,55 А

Выбираем автоматический выключатель типа ВА51-25 с номинальным напряжением U_Н.А= 400 В и номинальными токами I_Н.А= 25 А, I_Н.Р= 12,5 А, кратностью срабатывания – 10 и, соответственно, током срабатывания электромагнитного расцепителя I_СРэ=12.5·10 = 125 А [9, с.32].

Выбор автоматических выключателей для защиты остальных электро-приемников производим аналогично, результаты выбора сводим в таблицу 2.4.

Таблица 2.4 – Выбор автоматических выключателей

№ на плане	Наименование оборудования	I_ном, А	I_п, А	1,25∙I_ном, А	1,25∙I_п, А	Тип автомата	I_Н.А, А	I_Н.Р, А	I_СРэ, А
1-3	Кузнечно-штамповые автоматы	28,45	199,15	35,56	248,93	ВА51-31	100	40	400
4-8	Прессы электромеханические	34,9	244,3	43,63	305,38	ВА51-31	100	50	500
9-12	Прессы фракционные	11,95	164,6	27,44	203,75	ВА51-31	100	31,5	315
13	Кран-балка	28,45	199,15	35,56	248,94	ВА51-31	100	40	400
14-18	Молоты ковочные	34,9	244,3	43,63	305,38	ВА51-31	100	50	500
19,20	Вентиляторы	8,51	59,57	10,64	74,46	ВА51-25	25	12,5	125
21-26	Прессы кривошипные	56,94	398,58	71,18	498,23	ВА51-31	100	80	800
27,28	Насосы масляные	8,51	59,57	10,64	74,46	ВА51-25	25	12,5	125
29,30	Наждачные станки	11,03	77,21	13,79	96,51	ВА51-25	25	16	160
31,32	Шлифовальные станки	28,45	199,15	35,56	248,9	ВА51-31	100	40	400
33,34	Сверлильные станки	8,51	59,57	10,4	74,46	ВА51-25	25	12,5	125

2.6.2 Выбор сечений жил кабелей распределительной сети

Сечение жил кабелей напряжением до 1 кВ по нагреву определяется по таблицам допустимых токов [5, гл. 1.3], составленным для нормальных условий прокладки, в зависимости от расчетных значений длительно допустимых токовых нагрузок I_длиз соотношения [7, с. 94]:

I_дл (2.24)

где I_дл – длительно допустимый ток провода, А;

I_ном – расчетный ток питающей линии, А;

k_п – поправочный коэффициент, корректирующий допустимый ток на условия прокладки проводов и кабелей и зависящий от температуры воздуха и земли [5, табл. 1.3.3].

По требованию механической прочности минимальное сечение алюминиевых жил проводов и кабелей для присоединения к неподвижным электроприёмникам внутри помещений должно быть не менее 4 мм²- при прокладке на изоляторах, 2,5 мм² - при других способах прокладки.

Выбранные проводники должны соответствовать их аппаратам защиты, что проверяется по условию [7, с. 95]:

I_дл (2.25)

где k_з – кратность длительно допустимого тока провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата, коэффициент защиты [7, табл. 2.7];

I_нр. – номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, А (ток вставки предохранителя или номинальный ток расцепителя).

Например, производим выбор кабеля для электродвигателя кузнечно-штампового автомата (на генплане №1) типа АИР100L4 по указанным условиям. Номинальный ток двигателя и ток аппарата защиты указаны в таблице 2.4:

I_р=I_ном= 28,45 А,

I_з= I_Н.Р= 40 А.

При заданной температуре в цехе равной +5⁰С поправочный коэффициент на температуру принимаем равным k_п = 1,2, а коэффициент защиты в случае использования автоматического выключателя с комбинированным расцепителем принимаем равным k_з = 1.

Выбираем кабель по условиям (2.24) и (2.25):

I_дл

Согласно условиям, выбираем кабель АВВГ 4×10 с алюминиевыми жилами сечением жил 10 мм² и длительно допустимым током I_дл= 42 А.

Способ прокладки силовых кабелей распределительной сети – в полу в трубах.

Выбор сечений кабелей для остальных электроприемников производим аналогично, результаты выбора сводим в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 – Выбор кабелей распределительной сети

№ по плану	Электроприемник	I_ном, А	I_нр., А	, А	, А	Тип кабеля, сечение, мм²	I_дл, А
1-3	Кузнечно-штамповые автоматы	28,45	40	26,84	37,74	АВВГ 4×10	42
4-8	Прессы электромеханические	34,9	50	32,92	47,17	АВВГ 4×16	60
9-12	Прессы фракционные	11,95	31,5	20,71	29,72	АВВГ 4×6	32
13	Кран-балка	28,45	40	26,84	37,74	АВВГ 4×10	42
14-18	Молоты ковочные	34,9	50	31,92	47,17	АВВГ 4×16	60
19,20	Вентиляторы	8,51	12,5	8,03	11,79	АВВГ 4×2,5	19
21-26	Прессы кривошипные	56,94	80	53,71	75,47	АВВГ 3×25+1×16	75
27,28	Насосы масляные	8,51	12,5	8,03	11,79	АВВГ 4×2,5	19
29,30	Наждачные станки	11,03	16	11,25	15,09	АВВГ 4×2,5	19
31,32	Шлифовальные станки	28,45	40	26,83	37,74	АВВГ 4×10	42
33,34	Сверлильные станки	8,51	12,5	8,03	11,79	АВВГ 4×2,5	19

2.6.3 Выбор распределительных пунктов

Для подключения электроприемников цеха применяем распределительные пункты типа ПР85.

Распределительные пункты ПР85 выпускаются для сетей переменного тока напряжением до 660 ВВ частотой 50 и 60 Гц. Укомплектованы автоматическими выключателями серии ВА.

Встраиваемые выключатели на отходящих линиях устанавливаются в любом сочетании по номинальному току расцепителя. При этом суммарная нагрузка одновременная не должна превышать номинальный рабочий ток распределительного пункта [9,с. 82]:

(2.26)

Выбор распределительных пунктов производим из условия наличия в них необходимого числа групп и номинальных токов автоматических выключателей отходящих линий [9,с. 91].

Результаты выбора распределительных пунктов сводим в таблицу 2.6.

Таблица 2.6 – Выбор распределительных пунктов

Номер пункта	I_р, А	Тип распределительного пункта	Аппарат на вводе		Тип аппаратов распределения, кол-во ´I_ном, А	Резрв, Кол-во ´I_ном,А
Номер пункта	I_р, А	Тип распределительного пункта	Тип	I_ном, А	Тип аппаратов распределения, кол-во ´I_ном, А	Резрв, Кол-во ´I_ном,А
РП1	53,28	ПР8503-2049-2У3	зажимы	100	ВА 51-31, 6´100	ВА51-25 1´25
РП2	49,39	ПР8503-2049-2У3	зажимы	100	ВА 51-31, 6´100
РП3	30	ПР8503-2049-2У3	зажимы	100	ВА 51-25, 4´25 ВА 51-31, 2´100
РП4	88,34	ПР8503-2049-2У3	зажимы	100	ВА 51-25, 5´25 ВА 51-31, 2´100
РП5	146,44	ПР8503-2067-2У3	зажимы	250	ВА 51-31, 6´100
РП6	29,07	ПР8503-2049-2У3	зажимы	100	ВА 51-25, 2´25 ВА 51-31, 1´100	ВА51-25 1´25

2.7 Расчет внутрицеховой питающей сети

2.7.1 Выбор аппаратов защиты питающей сети

Для защиты от коротких замыканий и подключения к секциям РУНН кабелей, питающих распределительные пункты, необходимо выбрать автоматические выключатели.

Автоматические выключатели, защищающие групповые линии с несколькими приемниками, также следует выбирать, исходя из условий (2.19) и (2.20). Однако, номинальный ток расцепителя автоматического выключателя , А, для таких линий следует выбирать, исходя из следующего условия [8, с. 42]:

(2.27)

где I_р– длительный расчетный ток линии, А.

Ток установки срабатывания электромагнитного расцепителя I_СР, А, автоматического выключателя выбирается по условию:

(2.28)

где I_пик– пиковый (максимальный кратковременный) ток линии, А.

Например, выберем автоматический выключатель для защиты кабеля, питающего РП1. Длительный расчетный и пиковый токи линии определены в таблице 2.3:

I_р= 52,61 А

I_пик= 290,98 А

Выбираем автоматический выключатель по условиям (2.27), (2.28):

I_Н.Р≥ 1,1 ∙ 52,61 = 57,87 А

I_СР≥ 1,25 ∙ 290,98 = 363,73 А

Для защиты кабеля, питающего РП1, выбираем автоматический выключатель типа ВА51-35 номинальным токам I_Н= 100 А, I_нр= 63А и уставкой электромагнитного расцепителя I_ср=80 А [9, c. 32].

Выбор автоматических выключателей для защиты силовых кабелей, питающих распределительные пункты РП2–РП4, производим аналогично. Результаты выбора сводим в таблицу 2.7.

Таблица 2.7 – Выбор автоматических выключателей для защиты РП

Номер пункта	1,1∙I_р, А	1,25∙I_пик, А	Тип автомата	I_Н.А, А	I_Н.Р, А	I_СРэ, А
РП1	57,87	363,73	ВА57-35	250	63	500
РП2	54,33	359,7	ВА57-35	250	63	500
РП3	33	281,81	ВА57-35	250	50	500
РП4	97,17	596,55	ВА57-35	250	100	800
РП5	159,98	667,68	ВА57-35	250	200	800
РП6	31,98	279,94	ВА57-35	250	50	500

2.7.2 Выбор сечений жил кабелей питающей сети

Выбор кабелей от РУ-0,4 кВ до распределительных пунктов производим по условиям (2.24) и (2.25).

Например, произведем выбор кабеля для питания РП1 по условиям:

Выбираем кабель марки АВВГ 3х25+1х16с алюминиевыми жилами сечением фазных жил 25мм² ,16 мм² длительно допустимым током I_дл= 19 А.

Способ прокладки питающих кабелей – открыто, по кабельным конструкциям, закрепленным на стенах и опорах, в лотках.

Для распределительных пунктов РП2–РП3 выбор питающих кабелей производим аналогично. Результаты выбора сводим в таблицу 2.8.

Таблица 2.8 – Выбор кабелей питающей сети

Номер пункта	I_р/k_п, А	I_нр·k_з/k_п , А	Тип кабеля, сечение, мм²	I_дл, А
РП1	49,63	59,43	АВВГ 4×16	60
РП2	46,59	59,43	АВВГ 4×16	60
РП3	28,3	47,17	АВВГ 4×16	60
РП4	83,34	94,34	АВВГ 3×50+1×25	110
РП5	137,21	188,68	АВВГ 3×70+1×25	200
РП6	27,42	47,17	АВВГ 4×16	60

2.8 Выбор и расчет мощности компенсирующего устройства и силового трансформатора

Компенсация реактивной мощности электроустановок потребителей может производится с помощью различных мероприятий без установки дополнительных источников реактивной мощности или при помощи компенсирующих устройств. Первый круг вопросов может решаться в условиях действующего предприятия, поэтому при проектировании рассматриваются только вопросы выбора мощности КУ и их размещения в сетях предприятия.

Расчетную реактивную мощность КУ можно определить из соотношения:

(2.29)

где расчётная мощность КУ, кВар;

коэффициент учитывающий повышение естественным способом, принимается равным ;

– максимальная расчетная активная нагрузка, кВт;

и – соответственно коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Задавших из этого промежутка, определяют .

Значения и определяют по результату расчета электрических нагрузок силовых приемников (п. 2.6) и сети освещения (п. 2.10).

Задавшись типом КУ, зная расчётную реактивную мощность и напряжение, выбирают стандартную компенсирующую установку близкую по мощности. Применяются комплектные конденсаторные установки (ККУ) или конденсаторы, предназначенные для этой цели.

После выбора стандартного КУ определяется фактическое значение по выражению:

(2.30)

где – стандартное значение мощности выбранного КУ, кВар.

По определяют :

(2.31)

Расчетная мощность трансформатора определяется с учетом потерь в трансформаторе, определяемых по выражениям:

(2.32)

(2.33)

(2.34)

Выбор числа трансформаторов зависит от категории электроснабжения приемников, которые требуется запитать. Расчетную мощность трансформатора S_т.р, кВА, можно определить по формуле:

(2.35)

где S_м(вн) – расчетная полная мощность объекта на стороне ВН с учетом компенсации, кВА;

N_т – число трансформаторов, шт;

β_т – коэффициент загрузки трансформатора, о.е. [3, с. 281].

Полученное значение мощности трансформатора округляем до ближайшего стандартного большего значения.

Выбираем стандартную компенсирующую установку типа УКН-0,415-20 мощностью 20 кВар. Определяем фактическое значение по (2.30):

По определяем фактическое значение по (2.31):

Расчетные данные заносим в таблицу 2.13, где определяем параметры нагрузки после компенсации.

Определяем потери в трансформаторе по (2.32) – (2.34):

Расчетные данные заносим в таблицу 2.13, где определяем параметры нагрузки на стороне ВН.

Таблица 2.13 – Сводная ведомость нагрузок

Параметр Нагрузка
Всего по цеху	0,65	1.16	98,99	115.19	258,31
Итого по НН без КУ	0,65	1.16	98,99	115.19	258,31
КУ				40	20
Итого по НН с КУ	0,99	0,04	98,99	75,19	238,31
Потери			5,17	25,83	26,34
Всего по ВН с КУ	0,75	0,87	104.16	101,02	258,31

Произведем выбор мощности силового трансформатора для выбранной ранее КТП (п. 2.5).

Для приемников второй категории бесперебойности электроснабжения при использовании двухтрансформаторной подстанции с взаимным резервированием по связям вторичного напряжения коэффициент загрузки трансформатора принимают равным 0,7–0,8 [3, с. 281].Примем β_т = 0,7.

Определяем расчетную мощность трансформатора (с учетом, что от тойже ТП получают электроснабжение еще два участка с дополнительной нагрузкой S=250кВА,cosφ=0,8; К_п=0,5)по (2.35):

Ближайшее стандартное значение - трансформатор мощностью 630 кВА, поэтому выбираем комплектную трансформаторную подстанцию КТП-2*630/10/0,4 с двумя силовыми трансформаторами ТМГ-630/10/0,4[7, с. 440].

Заключение

В процессе курсового проектирования я изучил краткую характеристику производства в гранитной мастерской. Во-первых, я выбрал для каждого электроприемника электродвигатель типа АИР, опираясь на значения мощности каждого приёмника. После чего выбрал пускорегулирующую аппаратуру типа ПМЛ. Произвел расчёт внутрицеховой распределительной сети, который состоял из трёх этапов. Первый заключался в выборе аппаратов защиты распределительной сети типа ВА. Второй в выборе сечения жил кабелей распределительной сети типа АВВГ. Третий, выбор распределительных устройств.

Список использоваемых источников:

1. Алиев, И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию [Текст]: справочное пособие./И.И.Алиев. – Ростов н/Д: Феникс, 2004 г. – 480 с., ил.

2. Козловская, В.Б. Электрическое освещение [Текст]: справочник. / В.Б.Козловская, В.Н.Радкевич, В.Н.Сацукевич. – Мн.: Техноперспектива, 2007. – 255 с., ил.

3. Коновалова, Л.Л. Электроснабжение промышленных предприятий и установок [Текст]: учебник для средних специальных учебных заведений. / Л.Л.Коновалова – М: Энергоатомиздат, 1989 г. – 528 с., ил.

4. Нехорошева, Л.Н. Экономика предприятия: учебное пособие [Текст]/ Л.Н.Нехорошева, Н.Б.Антонова, М.А.Зайцева и др.; под общ. ред. Л.Н.Нехорошевой – Мн.: Выш. шк., 2003. – 56 с.

5. Правила устройства электроустановок [Текст]: утв. Главгосэнерго-надзор России 2000: обязат. для всех м-в, ведомств, предприятий и орг. – М.: ЗАО «Энергосервис», 2000. – 640 с.

6. СНБ 2.04.05-98. Естественное и искусственное освещение [Текст]. – Мн.: Министерство архитектуры и строительства, 1998 г. – 59 с.

7. СТП 3-2007. Стандарт предприятия. Дипломные (курсовые) проекты. Общие требования оформление текстовых документов [Текст]. – Введ. 01.09.2007. – Новополоцк: НГПТ, 2007.

8. Ус, А.Г. Электроснабжение промышленных предприятий и граждан-ских зданий [Текст]: учебное пособие./ А.Г.Ус, Л.И.Евминов. – Мн.: НПООО «ПИОН», 2002 г. – 457 с.

9. Шеховцов, В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения [Текст]: справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению. / В.П.Шеховцов – М: ФОРУМ–ИНФА-М, 2006 г. – 214 с., ил.

10. Шеховцов, В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению [Текст]. / В.П.Шеховцов – М: ФОРУМ–ИНФА-М, 2006 г. – 136 с.

11. http:\\www.380.ru/fors-280.php. Продукция «ИЭК». Автоматические выключатели ВА47-29, ВА47-100 [Электронный ресурс].

12. http:\\www.prom-eks.oml.ru/oschv24.php – Щиты освещения ОЩВ-24 в сборе [Электронный ресурс].

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 2443; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!