Внутрицеховое электроснабжение деревообрабатывающего цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Содержание

Введение

1. Характеристика и анализ основных исходных данных для проектирования системы цехового электроснабжения

1.1 Классификация электроприемников цеха по категориям надежности электроснабжения

1.2 Классификация помещений цеха по условиям окружающей среды

2. Выбор силового исполнительного электрооборудования по заданной установленной мощности электроприемников

3. Выбор пусковой и защитной аппаратуры электроприемников. Расчет ответвлений к электроприемникам

3.1 Выбор автоматических выключателей

3.2 Выбор пускателей

3.3 Выбор проводов к электроприемникам

4. Разработка схемы питания электроприемников проектируемого цеха и выбор её конструктивного исполнения

5. Расчет силовых и осветительных нагрузок цеха

5.1 Расчет силовых нагрузок цеха

5.2 Расчет осветительных нагрузок цеха

5.3 Расчет полной нагрузки цеха

6. Выбор сетевых электротехнических устройств и аппаратов защиты в них

6.1 Выбор распределительных пунктов напряжением до 1 кВ

6.2 Выбор шинопроводов

6.3 Выбор коммутационных ящиков

7. Выбор сечений проводов и кабелей для силовой сети проектируемого цеха

8. Выбор конструкции вводно-распределительного устройства

9. Компенсация реактивных нагрузок в электрических сетях цеха

10. Определение значения напряжения на зажимах наиболее удаленного от ВРУ (ТП) электроприемника цеха

11. Расчет токов однофазного и трехфазного К на стороне 0,4 кВ

Заключение

электроприемник цех автоматический



Введение

Работа всех отраслей промышленности в настоящее время неразрывно связано с использованием электроэнергии, получаемой от электрических станций. Все шире применяется электроэнергия на транспорте, в сельском хозяйстве, в быту.

В результате широкого и повсеместного использования электроэнергии энергетика стала важной отраслью, от которой зависит развитие всего народного хозяйства.

Современные системы электроснабжения промышленных предприятий обеспечивают необходимые степень надёжности электроснабжения, качество электроэнергии на зажимах электроприёмников; обеспечивают экономию электроэнергии и других материальных ресурсов.

Энергетика как отрасль промышленности обладает рядом особенностей, резко выделяющих энергетическое производство от других отраслей.

Первая и важнейшая особенность энергетики заключается в том, что производство, передача, распределение и потребление осуществляется практически в один и тот же момент времени.

Вторая особенность энергетики - это относительная быстрота протекания переходных процессов в ней.

Третья особенность энергетики заключается в том, что она обеспечивает электроэнергией все отрасли промышленности, быт, транспорт, связь, отличающиеся технологией производства, способами преобразования электроэнергии в другие виды энергии, многообразием электроприемников.

Приведенные особенности позволяют рассматривать электроснабжение промышленного предприятия как самостоятельную подсистему в системе производства данного предприятия.

Задачей данного курсового проекта является внутрицехового электроснабжения деревообрабатывающего цеха.

При проектировании внутрицехового электроснабжения деревообрабатывающего цеха необходимо рассмотреть возможность применения и выбор защитной и пусковой аппаратуры, питающих кабелей и проводов, распределительных шинопроводов и шкафов, ЦТП или ВРУ, компенсирующих устройств на напряжении до 1000 В.

При рассмотрении всех вышеперечисленных вопросов необходимо учитывать надежность, гибкость, безопасность, экономичность систем электроснабжения и условия окружающей среды предприятия.



1. Характеристика и анализ основных исходных данных для проектирования системы цехового электроснабжения

1.1 Классификация электроприемников цеха по категориям надежности электроснабжения

С точки зрения надежности электроснабжения электропотребителей (ЭП) делят на 3 категории ( [1], п.1.2.17).

К первой категории относят ЭП, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, значительный ущерб народного хозяйства, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов народного хозяйства. Электроприёмники первой категории должны обеспечиваться электрической энергией от двух независимых взаиморезервирующих источников питания. Перерыв питания их электроэнергией при нарушении электроснабжения от одного источника может быть допущен только на время автоматического восстановления питания от основного или резервного источника.

Из состава электроприёмников первой категории выделяется особая группа электроприёмников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов, пожаров и повреждения дорогостоящего основного оборудования.

Ко второй категории относят электроприёмники, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовому простою рабочих, механизмов, транспорта, а также к нарушению норм деятельности значительного количества населения. Электроприёмники второй категории рекомендуется запитывать электроэнергией от двух независимых взаиморезервирующих источников питания. Для данной категории электроприёмников при нарушении питания от одного из источников допустимы перерывы в электроснабжении на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Потребители, не отнесенные к первым двум категориям, считаются потребителями третьей категории.

Все электроприемники деревообрабатывающего цеха относятся ко второй категории надежности.

1.2 Классификация помещений цеха по условиям окружающей среды

По условиям окружающей среды помещения классифицируют:

Сухие нормальные помещения - влажность воздуха не более 60;

Влажные помещения - влажность 60 - 75;

Сырые помещения - влажность 75 - 100;

Особо сырые - влажность близка к 100;

Жаркие помещения - температура окружающей среды длительно держится более 300С;

Пыльные помещения - выделение значительного количества технологической пыли, проникающей под кожухи электрооборудования, оседающей на проводниках и т.д.;

C химически активной средой, содержащей газы и пары, образуются отложения разрушающие, например, изоляцию.

Помещения деревообрабатывающего цеха относятся к сухим пыльным помещениям.

Согласно классификации пожароопасных зон, помещения деревообрабатывающего цеха относятся к классу П-II ( [2], стр. 26).



2. Выбор силового исполнительного электрооборудования по заданной установленной мощности электроприемников

Для приводов электроприемников установленных в цеху применяем асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А с частотой вращения .

Выбор двигателей осуществляется согласно следующих условий:

; (2.1)

где - номинальное напряжение электродвигателя, В; - номинальное напряжение сети, к которой подключен электродвигатель, В; - номинальная мощность электродвигателя, кВт; - установленная мощность электроприемника для которого производим выбор электродвигателя, кВт.

Рассмотрим пример выбора двигателя для электроприемника с номером по плану № 1.

Принимаем по [1] электродвигатель 4А132М2У3 со следующими параметрами:

Выбранный электродвигатель удовлетворяет условиям (2.1), следовательно, электродвигатель выбран верно.

Электродвигатели для остальных электроприемников выбираются аналогично. Результаты выбора электродвигателей приведены в таблице 2.1.



Таблица 2.1 Выбор электродвигателей и их параметры

№	Кол-во		Характеристика ЭД
			Тип ЭД				з
1	1	8	4А 132М2У3	11	0,38	0,9	88	7,5
2	1	12	4А 160S2У3	15	0,38	0,91	88	7,5
3	1	24	4А 180М2У3	30	0,38	0,92	90	7,5
4	2	3,2	4А 100S2У3	4	0,38	0,89	86,5	7,5
5	4	4,2	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
6	1	13,6	4А 160S2У3	15	0,38	0,91	88	7,5
7	1	28	4А 180М2У3	30	0,38	0,92	90	7,5
8	1	12,8	4А 160S2У3	15	0,38	0,91	88	7,5
9	2	4,6	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
10	1	0,6	4А 71В2У3	1,1	0,38	0,87	77,5	5,5
11	1	5,5	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
12	1	1,7	4А 80В2У3	2,2	0,38	0,87	83	6,5
13	2	4,2	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
14	2	5,5	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
15	6	4,8	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
16	1	4,8	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
17	1	3,2	MKTF 111-6	3,5	0,38	0,79	72	3,72
18	2	4,8	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
19	1	4,8	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
20	1	7,5	4А 132М2У3	11	0,38	0,9	88	7,5
21	1	17	4А 160М2У3	18,5	0,38	0,92	88,5	7,5
22	1	20	4А 180S2У3	22	0,38	0,91	88,5	7,5
23	1	26,8	4А 180М2У3	30	0,38	0,92	90	7,5
24	1	4,2	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
25	2	17	4А 160М2У3	18,5	0,38	0,92	88,5	7,5
27	1	4,2	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
28	1	2,8	4А 90L2У3	3	0,38	0,88	84,5	6,5
29	1	1,7	4А 80В2У3	2,2	0,38	0,87	83	6,5
30	3	7	4А 112М2У3	7,5	0,38	0,88	87,5	7,5
31	1	4,8	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
32	4	2,6	4А 90L2У3	3	0,38	0,88	84,5	6,5
33	1	17	4А 160М2У3	18,5	0,38	0,92	88,5	7,5
34	1	9,7	4А 132М2У3	11	0,38	0,9	88	7,5
35	1	9,7	4А 132М2У3	11	0,38	0,9	88	7,5
36	1	17	4А 160М2У3	18,5	0,38	0,92	88,5	7,5
37	1	4,5	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
38	1	9,7	4А 132М2У3	11	0,38	0,9	88	7,5
39	4	7	4А 112М2У3	7,5	0,38	0,88	87,5	7,5
40	1	2,8	4А 90L2У3	3	0,38	0,88	84,5	6,5
41	2	5,5	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5
42	1	17	4А 160М2У3	18,5	0,38	0,92	88,5	7,5
43	1	7	4А 112М2У3	7,5	0,38	0,88	87,5	7,5
44	2	4,5	4А 100L2У3	5,5	0,38	0,91	87,5	7,5



3. Выбор пусковой и защитной аппаратуры электроприемников. Расчет ответвлений к электроприемникам

3.1 Выбор автоматических выключателей

В данном курсовом проекте для защиты электроприемников от коротких замыканий и перегрузок применяем автоматические выключатели, так как они являются более совершенными защитными аппаратами по сравнению с плавкими предохранителями.

Автоматические выключатели конструктивно рассчитаны на быстрое повторное включение.

При отключении автоматических выключателей они отключают сразу три фазы, что препятствует возникновению неполнофазных режимов работы электрооборудования.

Выбор автоматических выключателей выполняется по следующим условиям:

(3.1)

где - номинальный ток теплового расцепителя, А;

- расчетной ток защищаемой цепи, А;

- ток срабатывания автоматического выключателя при КЗ, А;

- ток кратковременной перегрузки защищаемой цепи, А.

Рассмотрим пример выбора автоматического выключателя для электроприемника с номером № 1 по плану.

В данном случае расчетный ток защищаемой линии будет равен номинальному току электроприемника № 1, который определяется по формуле:

(3.2)

где - номинальное напряжение электроприемника по таблице 2.1, В;

- номинальная мощность электроприемника по таблице 2.1, Вт;

- номинальный коэффициент мощности электроприемника по таблице 2.1;

- номинальный КПД мощности электроприемника по таблице 2.1.

Номинальный ток электроприемника № 1 будет равен

Определим ток кратковременной перегрузки:

(3.3)

где - кратность пускового тока по таблице 2.1.

Выберем автоматический выключатель по [3 стр. табл. 6.5], ВА51-25 с номинальным током теплового расцепителя 25 А и током срабатывания при коротком замыкании 250 А ().

Для остальных электроприемников автоматические выключатели выбираются аналогично. Результаты выбора автоматических выключателей приведены в таблице 3.1.



Таблица 3.1 Выбор автоматических выключателей

№ на плане	Приемник	Автоматический выключатель
									Тип
1	11	21,102	158,265	197,831	10	25	25	250	ВА51-25
2	15	28,459	213,443	266,804	10	100	31,5	315	ВА51-31
3	30	55,049	412,868	516,085	10	100	63	630	ВА51-31
4	4	7,894	59,205	74,006	14	25	8	112	ВА51Г-25
5	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
6	15	28,459	213,443	266,804	10	100	31,5	315	ВА51-31
7	30	55,049	412,868	516,085	10	100	63	630	ВА51-31
8	15	28,459	213,443	266,804	10	100	31,5	315	ВА51-31
9	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
10	1,1	2,479	13,635	17,044	14	25	2,5	35	ВА51Г-25
11	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
12	2,2	4,629	30,089	37,611	14	25	5	70	ВА51Г-25
13	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
14	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
15	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
16	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
17	3,5	9,349	34,778	43,473	14	25	10	140	ВА51Г-25
18	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
19	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
20	11	21,102	158,265	197,831	14	25	25	350	ВА51Г-25
21	18,5	34,522	258,915	323,644	10	100	40	400	ВА51-31
22	22	41,504	311,28	389,1	10	100	50	500	ВА51-31
23	30	55,049	412,868	516,085	10	100	63	630	ВА51-31
24	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
25	18,5	34,522	258,915	323,644	10	100	40	400	ВА51-31
27	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
28	3	6,13	39,845	49,806	14	25	6,3	88,2	ВА51Г-25
29	2,2	4,629	30,089	37,611	14	25	5	70	ВА51Г-25
30	7,5	14,799	110,993	138,741	14	25	16	224	ВА51Г-25
31	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
32	3	6,13	39,845	49,806	14	25	6,3	88,2	ВА51Г-25
33	18,5	34,522	258,915	323,644	10	100	40	400	ВА51-31
34	11	21,102	158,265	197,831	14	25	25	350	ВА51Г-25
35	11	21,102	158,265	197,831	14	25	25	350	ВА51Г-25
36	18,5	34,522	258,915	323,644	10	100	40	400	ВА51-31
37	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
38	11	21,102	158,265	197,831	14	25	25	350	ВА51Г-25
39	7,5	14,799	110,993	138,741	14	25	16	224	ВА51Г-25
40	3	6,13	39,845	49,806	14	25	6,3	88,2	ВА51Г-25
41	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25
42	18,5	34,522	258,915	323,644	10	100	40	400	ВА51-31
43	7,5	14,799	110,993	138,741	14	25	16	224	ВА51Г-25
44	5,5	10,495	78,713	98,391	14	25	12,5	175	ВА51Г-25

3.2 Выбор пускателей

Выбор автоматических выключателей выполняется по следующим условиям:

(3.4)

где - номинальный ток пускателя, А;

- расчетной ток цепи, А.

Выберем пускатель для электроприемника № 17 по плану (кран-балка).

Выбираем по [3 стр. табл. 6.3] пускатель ПМЛ 121002 с номинальным током 10 А.

Для остальных электроприемников пускатели выбираются аналогично. Результаты выбора приведены в таблице 3.2.1.

Таблица 3.2 Выбор пускателей

№ на плане	Приемник	Пускатель
	Наименование	Ip	Iном	Тип
17	Кран-балка	9,349	10	ПМЛ 121002
37	Вентилятор	10,495	25	ПМЛ 221002
44	Вентилятор	10,495	25	ПМЛ 221002



3.3 Выбор проводов к электроприемникам

Выбор сечения проводника выполняют по двум условиям:

(3.5)

где - длительно допустимый ток провода, А;

- расчетный ток линии, А;

- поправочный коэффициент, учитывающих условия прокладки проводов и кабелей (при нормальных условиях прокладки );

- ток срабатывания защитного аппарата, А;

- кратность допустимого длительного тока по отношению к номинальному току срабатывания защитного аппарата

Рассмотрим пример выбора ответвления к электроприемнику № 1 по плану. Провода прокладываем в металлической трубе, которая будет являться нулевым проводом, что допустимо по условию окружающей среды цеха.

Выбираем провод по [3 стр. табл. 6.6], АПВ - 5(15) с длительно допустимым током 27 А. Выбранный провод прокладываем в трубе Т.20.

Для остальных электроприемников ответвления выбираются аналогично. Результаты выбора ответвлений приведены в таблице 3.3.



Таблица 3.3 Выбор ответвлений к электроприемникам

№ на плане	Расчетные данные	Проводник
						Марка провода	Способ прокладки
1	21,102	25	1	25	27	АПВ - 5(1 х 5)	T.20
2	28,459	31,5	1	31,5	37	АПВ - 5(1 х 8)	T.25
3	55,049	63	1	63	70	АПВ - 5(1 х 25)	T.40
4	7,894	8	1	8	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
5	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
6	28,459	31,5	1	31,5	37	АПВ - 5(1 х 8)	T.25
7	55,049	63	1	63	70	АПВ - 5(1 х 25)	T.40
8	28,459	31,5	1	31,5	37	АПВ - 5(1 х 8)	T.25
9	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
10	2,479	2,5	1	2,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
11	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
12	4,629	5	1	5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
13	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
14	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
15	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
16	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
17	9,349	10	1	10	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
18	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
19	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
20	21,102	25	1	25	27	АПВ - 5(1 х 5)	T.20
21	34,522	40	1	40	55	АПВ - 5(1 х 16)	T.32
22	41,504	50	1	50	55	АПВ - 5(1 х 16)	T.32
23	55,049	63	1	63	70	АПВ - 5(1 х 25)	T.40
24	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
25	34,522	40	1	40	55	АПВ - 5(1 х 16)	T.32
27	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
28	6,13	6,3	1	6,3	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
29	4,629	5	1	5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
30	14,799	16	1	16	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
31	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
32	6,13	6,3	1	6,3	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
33	34,522	40	1	40	55	АПВ - 5(1 х 16)	T.32
34	21,102	25	1	25	27	АПВ - 5(1 х 5)	T.20
35	21,102	25	1	25	27	АПВ - 5(1 х 5)	T.20
36	34,522	40	1	40	55	АПВ - 5(1 х 16)	T.32
37	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
38	21,102	25	1	25	27	АПВ - 5(1 х 5)	T.20
39	14,799	16	1	16	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
40	6,13	6,3	1	6,3	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
41	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
42	34,522	40	1	40	55	АПВ - 5(1 х 16)	T.32
43	14,799	16	1	16	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20
44	10,495	12,5	1	12,5	19	АПВ - 5(1 х 2,5)	T.20



4. Разработка схемы питания электроприемников проектируемого цеха и выбор её конструктивного исполнения

Выбор схемы питания электроприемников цеха зависит от следующих условий:

территориального расположения потребителей относительно источника питания, а также относительно друг друга;

величины установленной мощности отдельных электроприемников и цеха в целом;

требований надежности электроснабжения.

Питание электроприемников может осуществляться следующими способами:

по радиальной схеме;

по магистральной схеме;

по смешанной схеме.

Радиальная схема применяется в тех случаях, когда в цехе предприятия стационарно установлены электроприемники большой единичной мощности или когда электроприемники малой единичной мощности распределены по цеху неравномерно и сосредоточены на отдельных участках. Магистральная схема питания находит применение при равномерно распределенных нагрузках по площади цеха. В чистом виде обе схемы питания применяются довольно редко, и сеть выполняется смешанной с присоединением потребителей в зависимости от места их расположения, характера производства и условий окружающей среды.

Выбор конструкции сетей осуществляется с учетом распределения электроприемников цеха: распределительные шинопроводы применяются в местах равномерного распределения нагрузки и упорядоченного расположения оборудования; в местах хаотического расположения оборудования используем распределительные пункты.

По условиям окружающей среды деревообрабатывающий цех относится к помещениям с пожароопасной средой.

Учитывая полную расчетную нагрузку в цеху (), цеховая распределительная сеть на 0,4 кВ питается от ВРУ.

Учитывая изложенные выше условия, схема питания цеховой сети будет иметь вид, представленный на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 Схема питания цеховой сети

Одну группу электроприемников запитываем от распределительного шинопровода, а остальные - от распределительных шкафов. Электроприемники присоединяем к распределительным шкафам проводами марки АПВ.



5. Расчет силовых и осветительных нагрузок цеха

5.1 Расчет силовых нагрузок цеха

В состав деревообрабатывающего цеха входит большое количество электроприемников. Эти электроприемники имеют различный режим работы, назначение, номинальную мощность, условия работы и ряд других признаков.

Для выполнения схемы электроснабжения электроприемники необходимо объединить в группы, учитывая особенности расположения оборудования по площади цеха. Если группа электроприемников состоит из большого количества электроприемников не связанных единым технологическим процессом относительно равномерно распределенных по площади цеха, то такую группу электроприемников целесообразно запитывать от шинопровода. В остальных случаях электроприемники запитываются от распределительных шкафов или силовых пунктов. Согласно выше описанного электроприемники ремонтного цеха объединяем по группам. Данные групп электроприемников приведены в таблице. Определение расчетных нагрузок групп электроприемников и цеха в целом выполняем методом упорядоченных диаграмм. Метод упорядоченных диаграмм основан на следующем алгоритме:

1. Определение установленной мощности группы электроприемников:

(5.1)

При этом значения электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме, не приводятся к длительному режиму работы;

2. Определение группового коэффициента использования:



(5.2)

где - коэффициент использования i-го электроприемника, принимается по справочным данным в зависимости от наименования электроприемника.

3.Определение эффективного количества электроприемников в группе:

(5.3)

Эффективное количество электроприемников - такое количество электроприемников, одинаковых по мощности и по режиму работы, которые обеспечивают такую же расчетную нагрузку, как и реальное количество электроприемников, разных по мощностям и режимам работы.

4.Определение по справочным номограммам коэффициента расчетной активной нагрузки:

(5.4)

где - постоянная времени нагрева элемента СЭС, на который определяется расчетная нагрузка: = 10 мин - цеховые электросети, выполненные распределительными шинопроводами (ШРА) и распределительными шкафами (ШР или ПР); = 2,5 ч - магистральные шинопроводы (ШМА), вводно-распределительные устройства (ВРУ), цеховые трансформаторные подстанции (ЦТП); = 30 мин - для сетей 6-10 кВ. В этом случае = 1 и не зависит от и .

5.Определяется расчетная активная нагрузка:



(5.5)

6.Определение расчетной реактивной нагрузки. При этом возможны 2 случая:

если = 10 мин,

(5.6)

где - коэффициент реактивной мощности i-го электроприемника в группе, определяется по справочным данным в зависимости от наименования электроприемника;

- коэффициент расчетной реактивной нагрузки:

если = 2,5 ч (ШМА, ВРУ, ЦТП), а также при = 30 мин (сети 6-10кВ), то

где - средневзвешенный коэффициент реактивной мощности группы электроприемников:

7.Определение полной расчетной нагрузки:



(5.7)

8.Определение расчетного тока:

(5.8)

Полученный ток используется для выбора элементов электрической сети по условию допустимого нагрева. При этом условие допустимого нагрева является основным для проектирования систем цехового электроснабжения. Исключение составляют цеха, время использования максимальной нагрузки () которых > 5000 часов. В этом случае выбор элементов электроснабжения осуществляется по экономическим условиям (согласно ПУЭ).

Определяется пиковый ток группы электроприемников

(5.9)

где - наибольший из пусковых токов электроприемников в группе, А;

- номинальный ток электроприемника с наибольшим пусковым током, А;

- коэффициент использования электроприемника с наибольшим пусковым током.

Рассмотрим пример расчета электрических нагрузок для группы № 2.

Определим установленную мощность группы электроприемников



Определим групповой коэффициент использования

Определим эффективное число электроприемников

По [3], таблице 6.15, путем интерполяции определяем коэффициент расчетной активной мощности группы электроприемников

Определим расчетную активную мощность группы электроприемников

Определим расчетную реактивную мощность группы электроприемников



Определим расчетную полную мощность группы электроприемников

Определим расчетный ток группы электроприемников

Определим пиковый ток группы электроприемников:

Для остальных групп электроприемников расчет электрических нагрузок выполняется аналогично. Расчет нагрузок в данном курсовом проекте выполнен на ПЭВМ в программе Excel. Результаты расчетов приведены в таблицах.

5.2 Расчет осветительных нагрузок цеха

Определим расчетную осветительную нагрузку цеха методом удельной плотности нагрузки на единицу производственной площади:

(5.10)

где - площадь цеха, м2;

- коэффициент спроса осветительной нагрузки;

- удельная мощность осветительной нагрузки; .

По справочнику [2 стр. табл. 8.8], определяем .

Коэффициент спроса принимаем равным .

Площадь размещения электроприемников .

5.3 Расчет полной нагрузки цеха

Определим полную нагрузку цеха с учетом нагрузки от осветительных электроприемников:

(5.11)

Так как , то в проектируемом цеху применяем вводно-распределительное устройство (ВРУ).



6. Выбор сетевых электротехнических устройств и аппаратов защиты в них

6.1 Выбор распределительных пунктов напряжением до 1 кВ

Выбор распределительных пунктов осуществляется по следующим условиям:

количество аппаратов защиты, а также их номинальные значения, должно быть больше либо равно количеству защищаемого оборудования, причем номинала уставок в распределительном устройстве выполнятся с учетом селективности.

при наличии аппарата защиты на вводе, для его выбора необходимо выполнение условий 3.1.

Распределительные пункты выберем по [3], табл. 6.21. Результаты выбора представлены в таблице 6.1.

Таблица 6.1 Выбор распределительных пунктов

Группа	Шкаф
Наименование	Кол-во ЭП			Тип шкафа
ПР2	7	91	320	ПР85-Ин1-7-002-2 У3
ПР3	6	58	320	ПР85-Ин1-7-004-2 У3
ПР4	7	51	320	ПР85-Ин1-7-002-2 У3
ПР5	8	39	320	ПР85-Ин1-7-002-2 У3
ПР6	8	29	320	ПР85-Ин1-7-002-2 У3
ПР7	7	27	320	ПР85-Ин1-7-002-2 У3
ПР8	5	41	320	ПР85-Ин1-7-004-2 У3
ПР9	3	20	320	ПР85-Ин1-7-003-2 У3

6.2 Выбор шинопроводов

Выбор шинопроводов осуществляется исходя из условий:

из условий окружающей среды;

номинальный ток шинопровода должен быть больше или равен расчетному току группы электроприемников:

(6.1)

где - номинальный ток шинопровода, А.

Шинопроводы выберем по [3], табл. 6.17. Результаты выбора представлены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 Выбор шинопроводов

Группа	Шинопровод
Наименование	Кол-во ЭП		Тип		Тип ответвительной коробки	Тип секции
ШРА1	16	70	ШРА5	250	У5038	У5018

6.3 Выбор коммутационных ящиков

Коммутационный ящик выбираем для присоединения кран-балки

№ на плане		Тип
			Ящика	Расцепителя авт. выкл.
17	6,08	Я5411	8	10
37,44	10,5	Я5411	12,5	16



7. Выбор сечений проводов и кабелей для силовой сети проектируемого цеха

Выбор сечений проводов и кабелей, их марки осуществляется по условиям 3.5.

Кабели выбираем по [3], табл. 6.7.

Таблица 7.1 Выбор кабелей

Участок	Кабель
Наименование			Марка	Способ прокладки
ТП-ВРУ	259	335	АВВГ(3х150)	в траншее
ВРУ-ШР1	107	110	АВВГ(5х50)	по стене в лотках
ВРУ-ПР2	91	110	АВВГ(5х50)	по стене в лотках
ВРУ-ПР3	58	60	АВВГ(5х16)	по стене в лотках
ВРУ-ПР4	51	60	АВВГ(5х16)	по стене в лотках
ВРУ-ПР5	61	75	АВВГ(5х25)	по стене в лотках
ПР5-ПР6	29	32	АВВГ(5х6,0)	по стене в лотках
ВРУ-ПР7	27	27	АВВГ(5х4,0)	по стене в лотках
ПР9-ПР8	41	42	АВВГ(5х10)	по стене в лотках
ВРУ-ПР9	56	60	АВВГ(5х16)	по стене в лотках



8. Выбор конструкции вводно-распределительного устройства

Выбор ВРУ осуществляется по следующим условиям:

количество аппаратов управления и защиты на распределении а также токи уставок должны быть больше либо равны номинальным значениям аппаратов защиты защищаемой группы с учетом селективности;

номинальный ток ВРУ должен быть больше или равен расчетного тока цеха:

(8.1)

где - номинальный ток ВРУ, А.

При наличии аппарата защиты на вводе для его выбора необходимо соблюдении условий 3.1.

Таблица 8.1 Выбор ВРУ

Нагрузка	ВРУ	Защитный аппарат
		Кол-во присоединений		Кол-во фидеров ВРУ	Тип
259	955	7	400	1	ВА51-37	400	320	3200

Окончательно выбираем ВРУ типа ВРУ-Ин1-15-00.УХЛ4 и защищаем его автоматическим выключателем типа ВА51-37. Принципиальная схема вторичных присоединений приведена на рисунке 8.1.



Рисунок 8.1 Принципиальная схема первичных присоединений

Для защиты групп в линейные панели устанавливаем автоматические выключатели. Выбор выключателей производим по условиям 3.1. Выбранные выключатели приведены в таблице 8.2.

Таблица 8.2 Защитные аппараты в линейных панелях

Приемник	Автоматический выключатель
№ на плане								Тип
ВРУ-ШР1	107	511	638,8	10	160	125	1250	ВА51-33
ВРУ-ПР2	91	603	753,8	10	100	100	1000	ВА51-31
ВРУ-ПР3	58	764	917,5	10	100	100	630	ВА51-31
ВРУ-ПР4	51	373	466,3	10	100	63	630	ВА51-31
ВРУ-ПР5	61	466	582,5	10	100	63	630	ВА51-31
ВРУ-ПР7	27	149	186,3	10	100	31,5	315	ВА51-31
ВРУ-ПР9	56	178	222,5	10	100	63	630	ВА51-31



9. Компенсация реактивных нагрузок в электрических сетях цеха

Расчет будем вести согласно [4], глава 4.3. Определим мощность батарей низковольтных конденсаторов по критерию выбора минимального числа цеховых трансформаторных подстанций. По найденному количеству трансформаторов рассчитывается мощность, которая может быть передана через трансформаторы в сеть 0,4 кВ.

где - коэффициент, учитывающий допустимую систематическую перегрузку трансформаторов в течение одной смены; - для трансформаторов масляных, - для сухих трансформаторов.

Суммарная мощность батарей низковольтных конденсаторов определится по выражению:

где - расчетная реактивная нагрузка до 1 кВ рассматриваемой группы трансформаторов. . Т.к. расчетное значение , то установка конденсаторов не требуется, а принимается равной 0.



10. Определение значения напряжения на зажимах наиболее удаленного от ВРУ (ТП) электроприемника цеха

Электрические сети напряжением до 1 кВ, рассчитанные на нагрев, проверяются на потерю напряжения, за исключением силовых сетей, питающихся от встроенных, пристроенных и внутрицеховых КТП.

Величина напряжения на зажимах наиболее удаленного от ТП электроприемника определяется по выражению:

где - напряжение холостого хода трансформатора, ;

- потеря напряжения в трансформаторе;

- потеря напряжения на i-том участке сети;

m - число участков на пути от шин вторичного напряжения до точки, в которой определяется .

Трансформатор

Потери в трансформаторе определяются по выражению:

где - коэффициент загрузки трансформатора;

- активная составляющая напряжения короткого замыкания:

-реактивная составляющая напряжения короткого замыкания:



- коэффициент мощности нагрузки трансформатора.

ЛЭП

Потери в ЛЭП в процентах вычисляется по формуле:

где - расчетный ток линии, А;

- длина линии, км.

Шинопровод

Потери в распределительных шинопроводах с равномерной нагрузкой не должны превышать 2 - 2,5%. В этом случае:

где - расчетный ток шинопровода, А;

- длина наиболее загруженного плеча шинопровода, км.

Рассчитаем напряжение на зажимах электроприемника №1.

Рисунок 10.1 Расчетная схема



Определим потерю в трансформаторе.

Определим потерю в кабеле на участке ТП - ВРУ.

По [2], табл. П2, удельные сопротивления кабеля: .

Определим потерю в распределительном шинопроводе.

По [3 стр. 6.17], удельные сопротивления шинопровода: .

Определим потерю на участке ВРУ - ПР2.

По [3 стр. П2], удельные сопротивления кабеля: .



Определим потерю напряжения на участке ПР2 - потребитель №1.

По [3 стр. П2], удельные сопротивления кабеля: .

Определим напряжение на зажимах электроприемника №1.

Значение напряжения находится в диапазоне 95-105 %, следовательно электроприемник будет работать в нормальном режиме.



11. Расчет токов однофазного и трехфазного К на стороне 0,4 кВ

Расчет будем вести согласно [5], табл 4.

Система

Понижающие трансформаторы подключены к источнику неизменного по амплитуде напряжения через эквивалентное индуктивное сопротивление системы:

где , - средние номинальные напряжения сети, подключенные к обмотке низшего и высшего напряжения трансформатора, В;

- действующее значение периодической составляющей тока при трехфазном КЗ у выводов обмотки высшего напряжения трансформатора, кА;

Трансформатор

Активное и индуктивное сопротивления прямой последовательности понижающих трансформаторов (, ) в миллиомах, приведенные к ступени низшего напряжения сети, рассчитывают по формулам:

Активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности понижающих трансформаторов, обмотки которых соединены по схеме , при расчете КЗ в сети низшего напряжения следует принимать равными соответственно активным и индуктивным сопротивлениям прямой последовательности.

Шинопровод

Активное сопротивление одной фазы шинопровода (r ш ) в миллиомах

где , - удельные сопротивления шинопровода;

l - длина шинопровода.

Кабель

Активные и реактивные сопротивления кабелей прямой (обратной) и нулевой последовательности кабелей вычисляются по выражениям:

Катушки автоматических выключателей

Расчеты токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 кВ следует вести с учетом индуктивных и активных сопротивлений катушек (расцепителей) максимального тока автоматических выключателей, принимая значения активных и индуктивных сопротивлений нулевой последовательности равными соответствующим сопротивлениям прямой последовательности.

Контакты и контактные соединения

При приближенном учете сопротивлений контактов принимают: - для контактных соединений кабелей; - для шинопроводов; - для коммутационных аппаратов.

Активное сопротивление дуги в месте КЗ

При определении минимального значения тока КЗ следует учитывать влияние на ток КЗ активного сопротивления электрической дуги в месте КЗ. Приближенные значения приведены в [5 стр. табл. 2].

Активные и индуктивные сопротивления трансформаторов тока

При расчете токов КЗ в электроустановках до 1 кВ следует учитывать как индуктивные, так и активные сопротивления первичных обмоток всех многовитковых измерительных трансформаторов тока. Сопротивления приведены в [5 стр. табл. 20]

Расчет токов короткого замыкания

Трехфазного:

Однофазного:

Рассчитаем сопротивление системы:

Рассчитаем сопротивление трансформатора:



Определим сопротивление кабеля:

Сопротивление катушки и контакта автоматического выключателя определим по [5 стр. табл. 21]. Для выключателя с : ,

Сопротивление дуги принимаем .

Сопротивления трансформаторов тока с коэффициентом трансформации и классом точности 1:

Рассчитаем суммарные сопротивления прямой и обратной последовательности:

Рассчитаем токи короткого замыкания:



Заключение

В данном курсовом проекте разработана система электроснабжения деревообрабатывающего цеха.

Проект разработан в соответствии с существующими нормативными материалами по проектированию электроснабжения промышленных предприятий. В проектируемом цеху установлены двигатели мощностью от 3 до 30 кВт. Для питания использованы провода АПВ. В качестве защитной аппаратуры использовались автоматические выключатели серии ВА. В качестве распределительных пунктов установлены пункты распределительные серии ПР85. Питающие провода проложены в металлических трубах на полу. В цеху установлено ВРУ типа: ВРУ-Ин1-15-00.УХЛ4.

По результатам расчета оказалось, что цех не нуждается в компенсации реактивной мощности. По результатам расчета сети по потере напряжения видно, что напряжение на зажимах всех электроприемников находится в допустимых пределах. Также был произведен расчет токов однофазного и трехфазного короткого замыкания.

Размещено на Allbest.ru