Выбор электросети литейного цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

СЕВАСТОПОЛЬСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГИИ И ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Институт «Электротехники и энергосбережения»

Кафедра «Электрические системы электропотребления»

РАСЧЁТНО - ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

По учебной дисциплине «Потребители электроэнергии»

ТЕМА: «Выбор электросети литейного цеха»

Выполнил

студент группы ЭСЭ 24 В

Иванов Сергей Владимирович

Севастополь

2010

1. Расчет и выбор электрической сети литейного цеха

1.1 Выбор схемы цеховой электрической сети

Произведём выбор цеховой схемы распределения электрической сети, которая должна: - обеспечивать необходимую надежность электроснабжения в зависимости от категории приемников; - быть удобной и безопасной в эксплуатации; - иметь оптимальные технико-экономические показатели (минимум приведенных затрат); - иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

Схемы цеховых сетей делят на магистральные и радиальные. Магистральные обеспечивают высокую надежность электроснабжения, обладают универсальностью и гибкостью (позволяют заменять технологическое оборудование без особых изменений сети). Поэтому их применение рекомендуется во всех случаях, если этому не препятствуют территориальное расположение нагрузок, условия среды и технико-экономические показатели.

В радиальных схемах электроэнергия от ИП передается непосредственно к приемному пункту. Совокупность линий цеховой сети отходит от РУ низшего напряжения ТП к небольшим группам однотипных приемников, расположенных в различных местах цеха. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность электроснабжения, но требуют больших затрат на монтаж.

Для литейного цеха с целью повышения надёжности электроснабжения, удобства эксплуатации ЭП, а также в связи с небольшими расстояниями между самими приёмниками, между приёмниками и пунктом распределения электрической энергии принимаем радиальные схемы электроснабжения[4].

Пунктом приёма и распределения электрической энергии цеха является вводное распределительное устройство (ВРУ), питающееся непосредственно от цеховой трансформаторной подстанции через автоматический выключатель. Пунктом распределения электроэнергии для группы однотипных ЭП являются силовые распределительные пункты, которые присоединяются к вводному распределительному устройству также через автоматические выключатели.

1.2 Определения расчетной мощности технологического оборудования

Технология изготовления отливок предусматривает: изготовление модели отливок и литниково-питающих систем (ЛПС), сборку моделей отливок и ЛПС в блоки, контроль и обсыпку блоков, подготовку формы к заливке, пропитку формы пироуглеродом с последующей выдержкой на воздухе, контроль и заливку формы, выбивку отливок, механическую обработку отливок.

Выберем технологическое оборудование литейного цеха, состоящего из нескольких отделений:

- модельное отделение - изготовление модели (трехкоординатный фрезерный станок с ЧПУ, ванна подвспенивания, смеситель);

- отделение подготовки форм (автоклавы, вибростол);

- плавильно-заливочное (дуговая печь для литья, заливочный кран, конвейеры);

- термическое - для снятия внутренних напряжений отливок после заварки (шкаф сушильный, плита электрическая);

- выбивное - выбивка отливок (электрогидроимпульсная установка для выбивки отливок);

- очистное - отделение литников и прибылей, зачистка и исправление дефектов литья, термообработка отливок (вибросито, шабровочный станок).

Для вычисления расчетных нагрузок в узлах электрической сети до 1000 В необходимо определить следующие величины:

а) суммарные, номинальные, активные и реактивные мощности силовых ЭП по отдельным группам;

б) групповые коэффициенты использования и суммарные средние силовые нагрузки (активные и реактивные) за наиболее загруженную смену;

в) эффективное число ЭП - , коэффициент максимума - Кm, максимальную активную - , реактивную - и полную - мощности по отдельным группам;

г) расчетную мощность осветительных нагрузок;

д) максимальные значения активной , реактивной , полной мощности по всей подстанции.

При определении электрических нагрузок групп ЭП расчетной величиной является средняя мощность наиболее нагруженной смены Рсм.

Средняя активная или реактивная P за наиболее загруженную смену определяется по расходу электрической энергии. Расчетная активная мощность соответствует такой длительной неизменной нагрузки током , которая эквивалентна ожидаемой изменяемой нагрузке по наиболее тяжелому тепловому действию, максимальной температуре или тепловому износу кабеля, либо трансформатора.

При расчете электрических нагрузок методом упорядоченных диаграмм основной параметр для расчета нагрузок при проектировании - -коэффициент использования, величина которого зависит от режима эксплуатации всей установки. за наиболее загруженную смену одного ЭП или группы ЭП-ков называется отношение средней активной мощности одного ЭП (или средней мощности подгруппы) за наиболее нагруженную смену к номинальной:. Расчетные коэффициенты и (коэффициент максимума) получены в результате упорядочения диаграмм нагрузки по данным обследования ряда отраслей промышленности и приведены в [4].

В таблице 1.11 приведены узлы питания; группы и количество ЭП; их установленная мощность, приведенная к ПВ=1; число - показатель силовой сборки в группе, где и - номинальные активные мощности наибольшего и наименьшего ЭП в группе; коэффициент использования ; коэффициенты мощности cos? и tg?. Так как в узле 5 ЭП с практически постоянным графиком нагрузки (Ки >0,6, кзагр?0,9) - насосы, компрессоры, вентиляторы, то число m не определяем.

Таблица 1.11- Расчет тактического числа m и общей номинальной мощности

Поз	Наименование ЭО		Установленная мощность, приведенная к ПВ1
РШ1		Кол-во ЭП	Р одного ЭП(наим-наиб), кВт	Рн общ кВт		Ки	Cos?/ tg?
1	Заливочные краны (2 крана). Главный подъем; ПВ=25%, 2ЭД по 100кВт(работает одновременно)	2	2?50	200
2	Вспомогательный подъем, главная и вспомогательные тележки; ПВ=25%, 3 ЭД 2?15?60кВт	6	7,5-30	90
3	Передвижение моста; ПВ=25%, 2ЭД по 80кВт(работают одновременно)	2	2?40	160
	Итого	10	7,5-2?50	450	>3	0,2	0,6/1,3
РШ2 1	Дуговая печь для фасонного литься с мех-ной загрузкой	1	220,14	220,14		0,75	0,9/0,48
2	Автоклав	1	104	104		0,75	0,8/0,75
3	Ванна подвспенивания	1	70	70		0,14	0,8/0,75
	Итого	3	70-220,14	394,14	220,14/70>3
РШ3 1	Трехкоординатный фрезерный станок с ЧПУ	2	42	84		0,17	0,65/1,15
2	Шкаф сушильный	3	20,5	61,5		0,8	0,98/0,2
3	Плита электрическая	1	25	25		0,8	0,96/0,28
4	Электрогидроимпульсная установка для выбивки отливок	1	14	14		0,17	0,65/1,15
5	Смеситель для производства	2	30	60		0,17	0,65/1,15
	Итого	11	14-42	244,5	42/14=3
РШ4 1	Электропривод ворот ПВ=40%	1	6,4	4		0,5	0,65/1,15
2	Конвейер транспортировки отливок ПВ=50%	3	2,2	4,7		0,5	0,7/1,02
3	Вибростол формов. участка	1	3,46	3,46		0,6	0,98/0,2
4	Вибросито	1	2	2		0,65	0,75/0,88
5	Шабровочный станок	1	2,2	2,2		0,14	0,5/0,87
	Итого	7	2-6,4	16,36	6,4/2>3
РШ5 1	Вентиляторы	8	2,5	20		0,7	0,8/0,75
2	Насосы	3	7	21		0,7	0,85/0,62
3	Компрессоры	2	27	54		0,7	0,85/0,62
	Итого	13		95	-
	Всего			1200

Расчетные нагрузки (получасовые максимумы активной нагрузки) на всех ступенях распределительных и питающих сетей, включая трансформаторы и преобразователи, определяются по формуле:

, (1.18)

где - средняя мощность ЭП за наиболее загруженную смену.

(кВт) - суммарная номинальная активная (установленная) мощность ЭП.

- групповой коэффициент использования активной мощности.

- коэффициент максимума.

Эффективным числом группы ЭП называют число, однородное по режиму работы ЭП одинаковой мощности, которая обуславливает ту же величину расчетного максимума нагрузки, что и группы различные по мощности и режиму работы ЭП.

Более 75% установленной мощности узла РШ5 составляют ЭП с практически постоянным графиком нагрузки, поэтому для них не определяется, а

Рр = Рсм = ?ки•рном ; Qр = Qсм

В зависимости от m пользуются различными упрощёнными способами определения nэ. В группе с >3 и Ки 0,2 n рекомендуется определять:

, (1.19)

где - суммарная номинальная мощность всех ЭП в группе, кВт.

- наибольший по мощности ЭП данной группы, кВт.

- коэффициент максимума - определяется по таблице, в зависимости от величины и эффективного числа группы ЭП .

Таблица 1.12- Коэффициенты максимума Km для различных коэффициентов использования Kи в зависимости от эффективного числа ЭП - nэ

			Значения Km при Kи
nэ/Ки	0,1	0,15	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
4	3,43	3,11	2,64	2,14	1,87	1,65	1,46	1,29
6	3,04	2,64	2,24	1,88	1,66	1,51	1,37	1,23
8	2,72	2,31	1,99	1,72	1,52	1,4	1,3	1,2
9	2,56	2,2	1,9	1,65	1,47	1,37	1,28	1,18
12	2,24	1,96	1,75	1,52	1,36	1,28	1,23	1,15
16	1,99	1,77	1,61	1,41	1,28	1,23	1,18	1,12

Расчет - средней активной мощности ЭП за наиболее загруженную смену, Qсм -средней реактивной мощности ЭП за наиболее загруженную смену - группового коэффициента использования активной мощности, - эффективного числа группы ЭП, - коэффициент максимума в таблице 1.13.

Таблица 1.13- Расчет nэ, средней нагрузки за максимально нагруженную смену Рсм и Qсм; группового коэффициента использования Ки, определение коэффициента максимума Км.

Р	Наименование ЭО	m	Р одного ЭП(наим-наиб), кВт	Рн общ	Ки	Рсм = Ки*Рном	Qсм= Рсм-tg?		КМ
РШ1	Заливочные краны Главный подъем.		2?50	200
2	Вспомогательный подъем		7,5-30	90
3	Передвижение моста		2?40	160
	Итого	3	7,5-2?50	450	0,2	90	120	9	1,9
ШШ2	Дуговая печь для		220,14	220,14	0,75	165,105	79,25
2	Автоклав		104	104	0,75	78	58,5
3	Ванна подвспенивания		70	70	0,14	9,8	7,35
	Итого	3	70-220,14	394,14	252,9/394,1 =0,64	252,9	145,1	2•394,1/220,1?4	1,46
ШШ3	Фрезерный станок		42	84	0,17	14,28	16,42
2	Шкаф сушильный		20,5	61,5	0,8	49,2	9,84
3	Плита электрическая		25	25	0,8	20	5,6
4	Электрогидроимпульсная установка		14	14	0,17	2,38	2,74
5	Смеситель для литейного производства		30	60	0,17	10,2	11,73
	Итого	3	14-42	244,5	96,06/244,5 =0,39	96,06	46,33	2•244,5/42 ? 12	1,36
ШШ4	Электропривод ворот		6,4	4	0,5	2	2,3
2	Конвейер транспортировки отливок		2,2	4,7	0,5	2,35	2,4
3	Вибростол формовочного участка		3,46	3,46	0,6	2,076	0,42
4	Вибросито		2	2	0,65	1,3	1,14
6	Шабровочный станок		2,2	2,2	0,14	0,308	0,27
	Итого	>3	2-6,4	16,36	0,49	8,034	6,524	2•16,36/2 ?16	1,23
РШ5	Вентилятор		2,5	20	0,7	14	10,5
	Насосы		7	21	0,7	14,7	9,114
	Компрессоры		27	54	0,7	37,8	23,44
	Итого	-		95	0,7	66,5	43,05	-	-
	Всего			1200

Максимальные расчетные мощности определяются следующим образом: Активная мощность рассчитывается по формуле:

, (1.20)

где - средняя нагрузка за максимально нагруженную смену. Реактивная мощность, при m>3 и 4? nэф <10 (РШ2) рассчитывается по формуле:

. (1.21.)

А при n>10 по формуле : Qр = Qсм (1.22.)

Полная мощность рассчитывается по формуле: (1.23)

Расчетный ток определяем по формуле: (1.24)

Расчет максимальных расчетных мощностей в Таблице 1.14.

Наименование параметров оборудования и расчётных нагрузок цеха методом упорядоченных диаграмм приведены в приложении А.

Таблица 1.14- Расчет максимальных расчетных мощностей

РШ1	Наименование ЭО	m	nэф	Рсм	КМ		Qсм	Qр
1	Заливочные краны Главный подъем.
2	Вспомогательный подъем
3	Передвижение моста
	Итого	3	9	90	1,9	1.9*90=171	120	132
РШ2
1	Дуговая печь для			165,105		241,05	79,25	87,18
2	Автоклав			78		113,88	58,5	64,35
3	Ванна подвспенивания			9,8		14,31	7,35	8,09
	Итого	3	4	252,9	1,46	1,46*252,9=369,2	145,1	159,61
РШ3
1	Фрезерный станок			14,28		19,42	16,42	16,42
2	Шкаф сушильный			49,2		66,91	9,84	9,84
3	Плита электрическая			20		27,2	5,6	5,6
4	Электрогидроимпульсная установка			2,38		3,24	2,74	2,74
5	Смеситель для литейного производства			10,2		13,87	11,73	11,73
	Итого	3	12	96,06	1,36	1,36*96,06=130,6	46,33	46,33
РШ4
1	Электропривод ворот			2		2,46	2,3	2,3
2	Конвейер транспортировки отливок			0,78		0,96	0,795	0,795
3	Вибростол формовочного участка			2,28		2,8	0,46	0,46
4	Вибросито			1,3		1,6	1,14	1,14
5	Шабровочный станок			0,308		0,38	0,27	0,27
	Итого	>3	16	8,034	1,23	1,23*8,034=9,9	6,196	6,2
РШ5	Вентилятор			14		14	10,5	10,5
	Насосы			14,7		14,7	9,114	9,114
	Компрессоры			37,8		37,8	23,44	23,44
	Итого	-	-	66,5	-	66,5	43,05	43,05
	Всего					576,3		255,2

1.3 Выбор кабелей распределительной сети цеха

Сечения проводов и жил кабеля цеховой сети выбираем по экономической плотности тока (Sэк = I раб / Jэк) и по допустимому нагреву длительным расчетным током: IpIдоп , (1.25)

где Ip- расчетный ток линии;

Iдоп- допустимый ток в линии, определяемый в соответствии с формулой (1.7).

Для проводов предусматриваем скрытую прокладку в изоляционных трубах в полу. Проверка осуществляется на потери напряжения в линиях, питающих непосредственно потребители:

?U? ?Uдоп (1.26)

где ?Uдоп - допустимая потеря напряжения, составляющая 5%.

Потерю напряжения кабельной линии определяем по формуле:

где Р- активная мощность электроприёмника, кВт;

Q- реактивная мощность электроприёмника, кВАр;

L- длина линии, м;

Uном- номинальное напряжение сети, кВ;

r0, x0- удельные активное и реактивное сопротивление линии, Ом/м.

Рассмотрим для примера выбор сечения кабеля, питающего автоклав мощностью Sн=130,8 кВA. Ток нагрузки кабельной линии I раб = I max =198,7А. Экономическая плотность тока J=1,4 А/мм? при Тмакс=4000 час. Экономическое сечение кабеля

Sэк= I раб/ Jэк=198,7/1,4 =142 мм?.

По стандарту выбираем кабель S= 150 мм?.

Примем температуру воздуха под полом (земли) +10? С. От РШ 2 отходят три кабеля, проложенные в одной трубе. Проверяем выбранное сечение по нагреву. При прокладке в земле кабель с сечением S= 150 мм? имеет допустимый ток нагрузки Iдоп = 275 А, а с учетом условий

Iдоп = 275·0,92·1,06=268 А> I max

Где 0,92- поправочный коэффициент, учитывающий число кабелей,

1,06- поправочный коэффициент на температуру земли

Аналогично для сушильного шкафа мощностью Sн=68,2 кВA. Ток нагрузки I раб = I max =103,7 А. Экономическое сечение кабеля Sэк= I раб/ Jэк=103,7/1,4 =74 мм?. По стандарту выбираем сечение S= 70 мм?. Допустимый ток нагрузки Iдоп = 165 А. Проверяем на нагрев.Iдоп=165·1·1,06=175 А > I max.

По допустимому нагреву длительным током рассчитаем универсальный электроимпульсный станок для выбивки отливок мощностью Sн=4,9 кВA.

Находим ток участка: Iр=4,9/v3·0,38=7,5 А

Выбираем кабель АВВГ(4?2,5) с Iдлит.доп=17 А. Для этого кабеля допустимый ток будет равен: Iдоп=1·0,8·17=13,6 А

Для выбранного кабеля Iдоп> Iр, значит, он выдержит тепловые нагрузки.

Осуществим поверку по потерям напряжения:

((3,2·0,00834+3,7·0,000095) ·2,5)/(10·0,38?)=0,05%<5%

Выбор сечения кабельных линий, питающих непосредственно электроустановки, и проверку их на потери напряжения с целью упрощения сведём в таблицу 1.15.

Таблица 1.15- Выбор сечения кабельных линий

№	Наименование ЭО	Sн, кВА	Iн, А	Тип и сечение кабеля	Iд, А	?U, %
1	Заливочный кран	217,0	328,0	АСШв(1?70)	340	2,49
2	Дуговая печь для	256,3	389,5	АСШв(1?95)	400	3,50
3	Автоклав	130,8	198,7	АСШв(1?35)	220	1,66
4	Ванна подвспенивания	16,4	25,0	АВВБ (2?6)	38	0,21
5	Фрезерный станок	29,6	45,0	АПВ (3?16)	55	0,28
6	Шкаф сушильный	68,2	103,7	АПВ (1?70)	165	0,97
7	Плита электрическая	28,2	42,9	АПВ (3?16)	55	0,39
8	Электрогидроимпульсная установка	4,9	7,5	АВВГ(4?2,5)	17	0,05
9	Смеситель для литейного производства	21,1	32,1	АВВБ (2?6)	38	0,2
10	Электропривод ворот	3,7	5,7	АВВГ(4?2,5)	17	0,04
11	Конвейер транспортировки отливок	4,1	6,3	АВВГ(4?2,5)	17	0,01
12	Вибростол формовочного участка	2,6	4,0	АВВГ(4?2,5)	17	0,04
13	Вибросито	2,1	3,2	АВВГ(4?2,5)	17	0,02
14	Шабровочный станок	0,5	0,8	АВВГ(4?2,5)	17	0,01
15	Вентилятор	17,5	26,6	АВВБ (2?6)	38	0,2
16	Насосы	17,3	26,3	АВВБ (2?6)	38	0,21
17	Компрессоры	44,5	67,6	АПВ (3?35)	75	0,55

Выбор сечения и типа кабелей, питающих распределительные шкафы и вводное распределительное устройство, а также их проверку осуществим теми же методами, что и для кабельных линий, питающих непосредственно электроустановки. При этом выбираем кабели с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией марки АСШв: в общей свинцовой оболочке и с шланговым покровом из ПВХ пластика. С целью сокращения расчётов сведём данные о выборе кабелей в таблицу 1.16.

Таблица 1.16- Выбор сечения и типа кабелей, питающих распределительные шкафы и вводное распределительное устройство

Наименование оборудования	Sмах, кВА	I р, А	Тип и сечение кабеля	I д, А	?U, кВ
РШ-1	217	328	АСШв(1?70)	340	2,49
РШ-2	402,3	611,2	АСШв(1?240)	675	5,36
РШ-3	138,61	210,6	АСШв(1?35)	220	1,89
РШ-4	11,7	17,7	АСШв(1?10)	110	0,14
РШ-5	79,2	120,4	АСШв(1?16)	135	0,97
ВРУ	848,81	1288	АСШв(1?800)	1310	0,23

1.4 Выбор коммутационных и защитных аппаратов в системе электроснабжения напряжением до 1 кВ

В сетях напряжением до 1 кВ основными коммутационно-защитными аппаратами являются автоматические выключатели, плавкие предохранители с плавкими вставками и тепловые реле, встраиваемые в магнитные пускатели.

Автоматические выключатели являются наиболее совершенными и надёжными аппаратами защиты, срабатывающими при перегрузках и КЗ в защищаемой линии.

При проектировании цехового оборудования используем автоматические воздушные выключатели ВА , А-3730, АК50Б. Так как все распределительные шкафы питают линии с группой электродвигателей, то выбор аппаратов защиты будем производить согласно (1.28). Для линии с группой ЭД уставку электромагнитного расцепителя необходимо отстроить от кратковременных пусковых токов ЭД, чтобы он срабатывал только на токи короткого замыкания:

Uн.а ? Uн.у ; Iа ? Iн.у ; Iн.т.. ? 1,1· Iдл.мах. ; (1.28)

Iн.э ? 1,25· Iпик ; Iпред.откл ? Iк.мах ,

где Uн.а, Uн.у- номинальные напряжения автомата и установки; Iа , Iн.у - номинальные токи автомата и электроустановки; Iн.т - номинальный ток теплового расцепителя автомата; Iдл.мах - максимальный длительный ток в линии; Iн.э - ток отсечки электромагнитного расцепителя; Iпик- пиковый ток; Iпред.откл - предельный отключаемый ток. Результаты расчетов в таблице 1.17.

Для примера рассмотрим выбор автоматического выключателя для РШ-1, от которого получают питание заливочные краны.

IмахРШ-1=328 А

Iн.т.. ? 1,1· Iдл.мах? 1,1·328=360,8 А

Пиковый ток определяется по формуле:

Iпик= Iп.нб+ Iм- Iн.нб·Ки, (1.29)

где Iн.нб=Р/v3·Uн·cos ? ·з=100/v3·0,38·0,6·0,9=281,36 - номинальный ток самого мощного двигателя, питающегося от РШ-1;

Iп.нб=6,5·Iн.нб=6,5·281,36=1828,8 А - пусковой ток самого мощного двигателя, питающегося от РП-1;

Iм- максимальный ток линии, питающей РШ-1.

Найдём пиковый ток: Iпик=1828,8+(360,8-281,36·0,2)=2133,3

Ток отсечки: Iо?1,25· Iпик=1,25·2133,3=2666,7 А

Коэффициент уставки электромагнитного расцепителя равен:

Ку э.р.= Iо/ Iн.р. (1.30)

Выбираем автомат ВА 51-31 с номинальным током расцепителя Iн.р.=400А

Тогда коэффициент уставки электромагнитного расцепителя:

Куэ.р.= Iо/ Iн.р.=2666,7/400=6,7

Таблица 1.17- Расчет коэффициента уставки

IмахРШ	Iн.т	Рнаиб	Ки	i наиб	i наиб ?6,5	макс ток линии Iм	Пиковый ток Iпик	ток отсечки Iо	коэф уставки Ку э.р
328,00	360,80	100,00	0,20	281,36	1828,80	328,00	2133,30	2666,70	6,67
611,20	672,32	220,14	0,90	412,92	2684,00	611,20	3212,62	4015,77	5,74
210,60	231,66	42,00	0,65	109,08	709,03	210,60	897,81	1122,26	4,49
17,70	19,58	6,40	0,65	0,10	0,67	17,78	18,44	23,06	1,15
120,40	132,44	27,00	0,85	0,05	0,33	120,36	120,72	150,90	1,16

Для отстройки автоматического выключателя от пусковых токов электродвигателей, питающихся от РШ-1, выбираем ближайшую большую уставку электромагнитного расцепителя, равную семи. Тогда Iн.э=7·400=2800 А

Для выбранного автоматического выключателя коэффициент уставки теплового расцепителя равен 1,25. Поэтому: Iн.т..=1,25·400=500 А

Аналогично выбираем автоматические выключатели для остальных РШ и для участка от ЦТП до ВРУ и с целью сокращения расчётов данные сводим в таблицу:

Таблица 1.18- Выбор коммутационных и защитных аппаратов

Защищаемый участок	Тип автомата	Iа , А	Iн.т.,А	Iн.э, А	Iпред.откл, кА
ВРУ-РШ-1	А-3730	400	500	2800	35
ВРУ-РШ-2	ВА 51-39	680	787,5	6300	35
ВРУ-РШ-3	ВА 51-35	250	312,5	3000	15
ВРУ-РШ-4	АК50Б-3мг	20	25	40	6
ВРУ-РШ-5	ВА 51-33	140	200	1600	12,5
ЦТП-ВРУ	ВА 53-41	1000	1250	2000	20

Электроустановки присоединяются к распределительным шкафам через предохранители и пакетные выключатели. Предохранители типа ПР-2 с закрытой разборной плавкой вставкой общего назначения общепромышленного применения предназначены для защиты электрооборудования промышленных установок и электрических сетей при перегрузке и коротких замыканиях при установке их в цепях переменного тока напряжением до 500 В, частоты 50 и 60 Гц. ПВМ - выключатель открытого исполнения малогабаритный. Сведём данные об их выборе в таблицу 1.19.

потребитель электроэнергия сеть цех

Таблица 1.19- Выбор предохранителей и пакетных выключателей

№	Наименование ЭО	Iн, А	Предохранитель	Iн.пл.вс,А	Пакетный выключатель	Iн р А
1	Заливочный кран	328,0	ПР 2-350	350	ПВМ 2-400	400
2	Дуговая печь для	389,5	ПР 2-600	430	ПВМ 2-400	400
3	Автоклав	198,7	ПР 2-200	200	ПВМ 2-250	250
4	Ванна подвспенивания	25,0	ПР 2-60	35	ПВМ 2-60	40
5	Фрезерный станок	45,0	ПР 2-60	60	ПВМ 2-150	160
6	Шкаф сушильный	103,7	ПР 2-200	125	ПВМ 2-150	160
7	Плита электрическая	42,9	ПР 2-60	60	ПВМ 2-150	160
8	Электрогидроимпульсная установка	7,5	ПР 2-15	10	ПВМ 2-25	16
9	Смеситель для литейного производства	32,1	ПР 2-60	35	ПВМ 2-60	40
10	Электропривод ворот	5,7	ПР 2-15	6	ПВМ 2-25	16
11	Конвейер транспортировки отливок	2,1	ПР 2-15	6	ПВМ 2-10	10
12	Вибростол формовочного участка	4,3	ПР 2-15	6	ПВМ 2-10	10
13	Вибросито	3,2	ПР 2-15	6	ПВМ 2-10	10
14	Шабровочный станок	0,8	ПР 2-15	6	ПВМ 2-10	10
15	Вентилятор	26,6	ПР 2-60	35	ПВМ 2-60	40
16	Насосы	26,3	ПР 2-60	35	ПВМ 2-60	40
17	Компрессоры	67,6	ПР 2-100	80	ПВМ 2-150	160

1.5 Выбор распределительных шкафов

Для приема и распределения электрической энергии к группам потребителей трехфазного переменного тока промышленной частоты напряжением 380В применяют силовые распределительные шкафы и пункты.

Силовые пункты и шкафы выбирают с учетом условий воздуха рабочей зоны, числа подключаемых приемников электроэнергии к силовому пункту и их расчетной нагрузки (расчетный ток группы приемников, подключаемых к силовому пункту, должен быть не более номинального тока пункта).

В связи с тем, что на отходящих линиях к электроустановкам устанавливаются плавкие предохранители и пакетные выключатели, в качестве устройств распределения электрической энергии выбираем распределительные шкафы переменного тока серии XL3 компании Легранд и ШР-11 производства Иркутского завода низковольтных устройств (Таблица 1.20). На вводе в шкаф устанавливаются рубильники, на отходящих линиях - плавкие предохранители.

Таблица1.20. Выбор распределительных шкафов

Распределительный пункт	Тип	Номинальный ток шкафа,А
РШ-1	ШР11-73518-22 УЗ	400
РШ-2	XL3 800	630
РШ-3	ШР11-73717-54 УЗ	320
РШ-4	ШР11-737-02-22-У3	200
РШ-5	ШР11-737-02-22-У3	200

В качестве вводного распределительного устройства выбираем вводную панель ВРУ-3-10. (Предназначена для: приема, распределения и учета электроэнергии напряжением 380/220В трехфазного переменного тока частотой 50 Гц в сетях с глухозаземленной нейтралью; защиты линий при перегрузках и КЗ; установки в распределительных сетях, как в четырехпроводном, так и пятипроводном исполнениях с рабочим нулевым и защитным заземляющим проводниками).

1.6 Выбор режима нейтрали в цехе с учетом технологических особенностей потребителей электроэнергии

В Украине принята следующая классификация режимов нейтрали:

- системы с изолированной нейтралью;

- системы с глухозаземленной нейтралью;

Выбор того или иного режима нейтрали электроустановок является результатом учета многих технико-экономических факторов конкретной системы электроснабжения. При выборе способа заземления нейтрали должны учитываться следующие требования:

- надежность работы сетей;

- бесперебойность электроснабжения приемников электроэнергии;

- экономичность системы

- возможность устранения опасных перенапряжений;

- ограничение электромагнитного влияния на линии связи;

- безотказность системы;

- возможность дальнейшего развития системы без значительной реконструкции.

В электроустановках напряжением до 1 кВ применяются следующие режимы нейтрали:

- глухое заземление нейтрали трансформаторов и генераторов;

- полностью изолированная нейтраль (только у генераторов);

- нормальноизолированная нейтраль трансформатора с включенным в нейтраль или фазу заземленным пробивным предохранителем. В соответствии с ПУЭ в четырехпроводных сетях переменного тока 380/220 В или трехпроводных сетях постоянного тока глухое заземление обязательно.

1.7 Расчет электроосвещения цеха

Искусственное рабочее освещение промышленных помещений создаёт требуемую по нормам освещённость, обеспечивая тем самым необходимые условия работы при нормальном режиме эксплуатации здания. Система общего освещения предназначена для создания одинаковой освещённости по всей площади помещения. Светильники размещают в верхней зоне помещения, как правило, на одной высоте над полом, с одинаковым расстоянием между светильниками.

Здание проектируемого цеха имеет прямоугольную форму, обеспечивающую возможность оптимального размещения технологического оборудования. Конструкция здания представляет собой 2 продольных пролета шириной 15 м. Таким образом: ширина 30 м, длина здания 50 м, высота пролетов от отметки нижней части несущей формы балки до нулевой отметки 14,4 м.

В соответствии с нормами СНиП и ПУЭ для отделений литейного цеха предусматривается одно общее освещение, обеспечивающее освещённость порядка 200 Лк. Для учёта снижения освещенности в процессе эксплуатации вводится коэффициент запаса КЗ, повышающий расчётную освещённость по сравнению с нормируемой. Для литейного цеха принимаем КЗ=1,3.

Воспользуемся методом удельной мощности[6].

При таком методе принимают, исходя из опытных данных, что для создания средней освещённости 100 Лк на каждый квадратный метр площади освещаемого помещения требуется определённая удельная мощность. В соответствии со СНиП 2-4-79 для освещения производственных помещений следует применять, как правило, газоразрядные лампы.

В справочной литературе [9] приведены таблицы со значениями удельной мощности (Вт/ м2) при КЗ=1,5 в зависимости от величины требуемой освещённости, типа светильника, коэффициентов отражения потолка и стен, площади освещаемого помещения (S=50·30=1500 м2) и высоты подвеса светильника.

В данном помещении применим систему комбинированного освещения.

Находим, что удельная мощность запроектированной осветительной установки соответствующая освещённости 200 Лк, будет равна р0=30 Вт/ м2, а полная мощность запроектированной осветительной установки

РУСТ = р0 S =30 ·1500 = 45000 Вт . (1.31)

Применим лампы типа ДРЛ мощностью 1000 Вт. Применение ламп высокого давления по сравнению с лампами накаливания оказывается значительно экономичнее из-за высокой световой отдачи и срока службы. Главный недостаток газоразрядных ламп типа ДРЛ - невысокие показатели цветопередачи, что в условиях литейного производства не важно.

Необходимое количество ламп:

N = РУСТ / 1000 = 45000 / 1000 =45 шт.

Установленная мощность всегда бывает больше расчетной мощности, то есть действительно затрачиваемой, так как в зависимости от характера производства и назначения помещений часть ламп по разным причинам обычно не включена. Поэтому для получения расчетной мощности вводят поправочный коэффициент к величине установленной мощности. Этот поправочный коэффициент называют коэффициентом спроса (Кс).

Для производственных зданий, состоящих из отдельных крупных пролётов, КС=0,95.

В установках с газоразрядными лампами расчетная мощность включает потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре (ПРА), поэтому расчетная мощность определится из следующего выражения:

Рр.о.=Руст·Кс·Кпр, (1.32)

где РУСТ - установленная мощность ламп;

КС - коэффициент спроса;

КПРА- коэффициент, учитывающий потери мощности в ПРА.

р.о.=45·0,95·1,1=47,025 кВт

Расчётная реактивная мощность определяется следующим образом:

Qр.о = Pр.о · tg=47,025 · 0,484 = 22,76 кВАр (1.33) Полная мощность установки освещения:

Sро=v( P?р.о + Q?р.о )=v47,03?+22,76?=v2729,8=52,25 кВА (1.34)

Для выбора кабеля, питающего щит освещения, найдём на этом участке:

Iр=52,25/v3·0,38=79,38 А

Линии, питающие ЩО, выполняем кабелем АВВГ 4х35 с Iдлит.доп=120 А, проложенным в трубе.

Для защиты этой линии устанавливаем автоматический выключатель ВА 51-31-1 с Iном=100А, Iном.расц.тепл.= 135 А, Iном.расц.э/м.= 300 А. В качестве групповых щитков освещения применяем щитки типа ЯОУ-8501 с выключателем ПВ-2-150 на вводе. Непосредственное питание ламп осуществляем двухжильными проводами АВВГ сечением 3х3мм. Светильники крепим на стальных тросах.

Выводы

В ходе работы была рассчитана распределительная сеть литейного цеха. Использован метод упорядоченных диаграмм. По току выбраны сечения кабелей и защитная аппаратура.

Литература

Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов. Изд.6-е переработанное. -М.: Высшая школа, 1969. - 480 с.

Мамаев В.С., Осипов Е.Г. Основы проектирования машиностроительных заводов. - М.: Машиностроение, 1974. - 295с.

Правила устройства электроустановок/Минэнерго СССР. - 6-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1986. - 648 с.

Патрикеев Л.Я. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебное пособие для выполнения электрической части курсовых и дипломных проектов. Севастополь: СНИЯЭиП, 2004. - 264с.

Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий.- М.: Энергия, 1973. - 584 с.

Асинхронные двигатели серии 4А : Справочник /А.Е. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская, - М.: Энергоиздат, 1982. - 504с.

Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети / Под общей редакцией А.А.Федорова и Г.В.Сербиновского. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 575 с.

Справочник по проектированию электроснабжения / Под редакцией В.И.Круповича и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1980. - 456 с.

Кнорринг Г.М. Справочник для проектирования электрического освещения. 6-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергия, 1968. - 991 с.

Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: Учебник для ВУЗов, - М.: Энергия,1980. -360с.

Кузнецов Б.В., Сацукевич М.Ф. Асинхронные электродвигатели и аппараты управления. - Минск: Белорусь, 1982. - 220с.

Указания по компенсации реактивной мощности в распределительных сетях. - М.: Энергия. - 1974.

Пособие к курсовому и дипломному проектированию для электроэнергетических специальностей / Под редакцией В.М.Блок. - М.: Высшая школа, 1981. - 304 с.

Бунич Я.М., Глазков А.Н., Кастовский К.А. Электрооборудование промышленных предприятий. Часть 2. - М.: Стройиздат, 1981. - 392 с.

Ермилов А.А. Основы электроснабжения промышленных предприятий. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергия, 1976. - 368 с.

ГОСТ 13109-87. Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения. - М.: Издательство стандартов, 1989. - 20 с.

Электротехнический справочник. Т.1. Общие вопросы.Электротехнические материалы / Под ред. В.Г.Герасимова и др. - 7-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 488 с.

Электротехнический справочник. Т.2. Электротехнические изделия и устройства./Под ред. В.Г.Герасимова и др.-М.:Энергоатомиздат,1986.-712 с.

Справочник по электроустановкам промышленных предприятий в 4 томах. Том 1«Проектирование электроустановок пром. Предприятий», часть 2 под/ред.Я.М. Большама, В.А. Грачева, М.Л. Самовера. - Госэнергоиздат, 1963. - 525с.

Аксенов П.Н., Орлов Г.М., Благонравов Б.П. Машины литейного производства. Атлас конструкций. - М.: Машиностроение, 1972. - 152с.

Есаков В.П., Торопов В.И. Сборник задач по теории электропривода под.ред. Е.В.Миллера. - М.: Высшая школа, 1969. - 264с.

И.М. Зенова. Экономика ядерной энергетики:Учеб.пособие.- Севастополь: СИЯЭиП, 2001. -116с.

Электротехнический справочник: Т.3., Кн 1. Производство и распределение электрической энергии / Под ред. профессоров МЭИ: И.Н.Орлова и др.) 7-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 880 с.

Справочник по электрическим установкам высокого напряжения под редакцией И.А.Баумштейна, С.А. Бажанова 3-е издание, перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 380 с.

Гельфанд Я. С. Релейная защита распределительных сетей. - М.: Энергия, 1975. - 328с.

Герасименко А.А., Федин В.Т. Передача и распределение электрической энергии. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2006. - 108с.

Дмоховская Л.Ф. Техника высоких напряжений. - М.: Энергия, 1976. - 420с.

Половой И.Ф. Перенапряжения на электрооборудовании высокого и сверхвысокого напряжения. - М.: Энергия, 1975. - 134с.

Шабад М.А. Расчеты релейной защиты. - Л.: Энергия, 1972. - 225с.

Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Электрооборудование и автоматизация. Под ред. А.А.Федорова. - М.: Энергоатомиздат, 1981. - 667с.

Руководящие указания по релейной защите. Релейная защита понижающих трансформаторов и автотрансформаторов. - Вып. 13Б. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 95 с.

Басс Э.И., Дорогунцев В.Г. Релейная защита электроэнергетических систем. Под. Ред. А.Ф. Дьякова. - М.: Издательство МЭИ, 2002. -296 с.

Методические указания по выбору ограничителей перенапряжений. Разработано НТУ Украины «Киевский политехнический институт» Кафедрой техники и электрофизики высоких напряжений. Исполнители В.А. Бржезицкий и др. Утверждено Приказом Госдепартамента электроэнергетики Минтопэнерго Украины от 02.08.2001 №4.Севастополь. Предприятие «Таврида Электрик Украина». - 2004.

Ограничители перенапряжения в электроустановках 6-750кВ. Методическое и справочное пособие / М.А.Аронов, О.А. Аношин, О.И. Кондратов, ТВ. Лопухова. - Москва: Знак, 2001.

Размещено на Allbest.ru