Расчеты по электроснабжению

Характеристика объекта и технологические показатели электроприемников. Выбор напряжения и источников питания цеховой электрической сети. Определение расчетных электрических нагрузок. Технико-экономическое сравнение вариантов. Анализ качества напряжения.

Рубрика Физика и энергетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 06.05.2014
Размер файла 3,6 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

электроснабжение

Содержание

Введение

1. Характеристика объекта и технологических показателей электроприемников

2. Выбор напряжения и источников питания цеховой электрической сети

3. Определение расчетных электрических нагрузок

3.1 Расчет первого уровня электроснабжения

3.2 Определение центра электрических нагрузок и выбор расположения ЦТП

3.3 Проектирование схем внутрицехового электроснабжения

3.4 Расчет второго уровня электроснабжения

4. Светотехнический расчет электрического освещения

4.1 Расчет рабочего освещения

4.2 Расчет аварийного освещения

5. Выбор схемы ЦТП, типа, числа и мощности трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности

5.1 Расчет третьего уровня электроснабжения

5.2 Выбор числа и мощности трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности

6. Технико-экономическое сравнение вариантов

6.1 Выбор сечений кабельных линий (троллейных линий)

6.2 Выбор распределительных пунктов

6.3 Выбор коммутационно-защитных аппаратов

6.4 Расчет потерь активной, реактивной мощностей и напряжения в цеховой распределительной сети

6.5 Выбор оборудования на стороне ВН

6.6 Технико-экономическое сравнение вариантов

7. Электротехнический расчет электрического освещения

8. Расчет системы компенсации реактивной мощности

9. Расчет токов короткого замыкания и проверка основного оборудования сети

9.1 Расчет токов короткого замыкания

9.2 Проверка основного оборудования сети

10. Анализ качества напряжения цеховой сети и расчет отклонения напряжения для характерных электроприемников

11. Расчет заземления и молниезащиты цеха и подстанции

11.1 Расчет молниезащиты

11.2 Расчет заземления

12. Конструктивное исполнение цеховой сети и подстанции

13. Спецвопрос

14. Релейная защита элементов сети

15. Экономическая часть

Заключение

Литература

Введение

Системой электроснабжения называют совокупность устройств для производства, передачи и распределения электрической энергии.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, электрические печи, электролизные установки, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приемники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.

По мере развития электропотребления усложняются и системы электроснабжения промышленных предприятий. В них включаются сети высоких напряжений, распределительные сети, а в ряде случаев и сети промышленных ТЭЦ. Возникает необходимость внедрять автоматизацию систем электроснабжения промышленных предприятий и производственных процессов. Осуществлять в широких масштабах диспетчеризацию процессов производства с применением телесигнализации и телеуправления и вести активную работу по экономии электроэнергии.

Интенсификация производственных процессов, повышение производительности труда связаны с совершенствованием существующей и внедрением новой, передовой технологии. Этому процессу сопутствует широкое внедрение мощных вентильных преобразователей, электродуговых печей, сварочных установок и других устройств, которые при всей технологической эффективности оказывают отрицательное влияние на качество электроэнергии в электрических сетях.

Проблема электромагнитной совместимости электроприемников с питающей сетью порождает новые научные и технические проблемы при проектировании и эксплуатации промышленных электрических сетей. Данная проблема может быть решена путем освоения быстродействующих многофункциональных средств компенсации реактивной мощности, улучшающих качество электроэнергии сразу по нескольким параметрам. Внедрение этих устройств ведет к уменьшению потерь электроэнергии.

Экономное использование электроэнергии приобретает все большее значение, что необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации промышленных сетей высокого и низкого напряжения. Одно из направлений сокращения потерь электроэнергии в сетях является внедрение автоматизированных систем управления электроснабжением и учетом электроэнергии.

Дипломное проектирование является заключительным этапом обучения и направлено на систематизацию и расширение теоретических знаний студентов, развитие аналитического и творческого мышления, на закрепление навыков использования современной вычислительной техники и выполнение расчетно-графических работ.

1. Характеристика объекта и технологических показателей электроприемников

В данном дипломном проекте разрабатывается схема электроснабжения цементного завода. Цементный завод состоит из 17 цехов суммарная мощность которых 10359,5 кВт. Площадь предприятия 112860 м2. Источник питания удален от предприятия на 3000 м.

Технологическое оборудование, потребляющее электроэнергию, размещено с учётом соблюдения норм и правил эксплуатации. Размещение в цехе электрооборудования является компактным и удобным с точки зрения условий работы рабочего персонала.

Завод состоит из следующих производственных подразделений:

1.Главный корпус шиферного производства

2.Котельная шиферного производства

3.Отделение сырьевых мельниц

4.Склад сырья

5.Административный корпус

6.Упаковочная и склад цемента

7.Материальный склад

8.Механический цех

9.Мазутное отделение

10.Склад клинкера

11.Сушильное отделение

12.Склад добавок

13.Глиноподготовительное отделение

14.Склад сухих добавок

15.Отделение клинкера

16.Арматурно-агрегатный цех

17.Отделение цементных мельниц

Механический цех

Механический цех рассчитан на механическую обработку деталей и сборку узлов из заготовок, литья и поковок, получаемых из других цехов (сталелитейного, кузнечного), а также получаемых от других заводов.

Цех оснащен металлорежущим и металлообрабатывающим оборудованием: токорно-винторезными, расточными, сверлильными, фрезерными, шлифовальными станками.

Арматурно-агрегатный цех.

Цех имеет размеры 24х15 м общей площадью 360 м2. Установленная мощность электроприемников цеха 1009,5 кВт. Общее количество электроприемников 39.

Характеристика электроприемников:

По производственному назначению: все электроприемники относятся к двигателям силовых общепромышленных установок и производственных механизмов. Все электроприемники имеют напряжение питания 380 В.

По роду тока: все электроприемники относятся к потребителям, работающим от сети переменного тока промышленной частоты 50 Гц.

По стабильности расположения: все электроприемники имеют стационарное расположение, кроме самоходной тележки.

Все потребителей электроэнергии являются потребителями второй категории надежности электроснабжения.

Проектируемый цех питается от ГПП 110/10 кВ. Питание осуществляется по кабельной линии напряжением 10 кВ.

Характеристика помещения:

Условия окружающей среды в цехе нормальные, наличие вредных веществ находящихся в воздухе соответствует нормам ПДК.

По пожароопасности помещение цеха относятся к классу П-IIа - не пожароопасное. По взрывоопасности - не взрывоопасное. По степени доступности - общедоступное.

Остановка отдельных электроприемников на общий технологический процесс существенно не влияет, но может привести к повреждению оборудования и к экономическому ущербу.

2. Выбор напряжения и источников питания цеховой электрической Сети

Выбор напряжения распределительной сети тесно связан с решением вопросов электроснабжения предприятия. Окончательное решение принимают в результате технико-экономического сравнения вариантов, учитывающих различное сочетание напряжений отдельных звеньев системы.

В соответствии с заданными условиями питание промышленной базы будет осуществляться от ТЭЦ на напряжении 110 кВ. Для распределительной сети предприятия наиболее целесообразным вариантом являются напряжения 10 кВ. Так как на рассматриваемом предприятии отсутствуют электродвигатели большой единичной мощности (250 - 630 кВт), которые, как правило, имеют напряжение питания 6 кВ, а высокое напряжение 10 кВ экономически целесообразнее, чем 6 кВ. Для уменьшения потерь в проводах и кабелях рекомендуется приблизить высокое напряжение к центру электрических нагрузок (ЦЭН) - выполнить глубокий ввод. Но у глубокого ввода есть и свои недостатки: на территории предприятия необходимо установить опоры ЛЭП, что создаст дополнительные трудности при транспортировке материалов и готового сырья по территории; электромагнитное поле высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) при длительном воздействии оказывает отрицательное влияние на здоровье человека. Поэтому при проектировании будут рассмотрены два варианта электроснабжения предприятия: 1) с глубоким вводом и расположением главной понижающей подстанции (ГПП) в ЦЭН; 2) ГПП и ЛЭП располагаются за территорией предприятия.

Напряжение 380/220 В является основным в электроустановках до 1 кВ. Система 380-220 В удовлетворяет основным условиям питания потребителей:

а) возможности совместного питания осветительных приборов и электродвигателей;

б) относительно низкому напряжению между «землей» и «проводом» (220В).

Использование напряжений 127 и 220 В для питания электродвигателей экономически не оправдано ввиду больших потерь электроэнергии и большего расхода цветного металла.

Напряжение 660 В применяется лишь в случаях, в которых по условиям планировки цехового оборудования, технологии, экологичности нельзя приблизить ЦТП к электроприемникам, что имеет место в угольных шахтах, карьерах.

Цеховая электрическая сеть состоит в группе с электрическими сетями еще нескольких цехов и запитана от цеховой трансформаторной подстанции (ЦТП), расположенной рядом с самым мощным цехом в группе. ЦТП запитываются от ГПП.

3. Определение расчетных электрических нагрузок

3.1 Расчет первого уровня электроснабжения

Исходные данные для всего предприятия в целом представлены в таблице 3.1.1

Таблица 3.1.1 Исходные данные для всего предприятия в целом

№п/п

Наименование

Колличество ЭП

Площадь цеха, м2

Установленная мощность элетроприемни-ков, кВт

cos(f)

tg(f)

КПД

Ku

Kc

ПВ, %

Рном приведенная к ПВ=100 %, кВт

 

 

 

 

одного

общая

 

 

 

 

 

 

 

1

Корпус производства бетонных конструкций

50

2583,03

10-50

1100

0,7

1,02

88

0,25

0,35

60

968,25

2

Корпус производства керамзитобетонных конструкций

60

2287,06

1-40

1300

0,65

1,17

88

0,25

0,35

40

934,31

3

Бетоно-смесительный цех

30

156,96

1-40

650

0,65

1,17

88

0,25

0,35

40

467,15

4

Склад цемента

10

179,38

1-10

50

0,45

1,98

88

0,06

0,1

60

44,01

5

Склад арматурной стали

15

596,43

1-20

80

0,45

1,98

88

0,06

0,1

60

70,42

6

Автоматизированный склад с приемными устройствами

20

627,82

1-30

296,5

0,7

1,02

88

0,6

0,7

60

260,99

7

Блок механических цехов

31

864,00

0,6-52,2

328,5

-

-

-

-

-

-

-

8

Административный корпус

30

2690,66

1-30

250

0,8

0,75

88

0,65

0,75

100

284,09

9

Площадка для хранения готовой продукции

5

2623,39

1-30

50

0,8

0,75

88

0,25

0,2

60

44,01

10

Склад метизов и труб

5

896,89

1-20

40

0,45

1,98

88

0,06

0,1

60

35,21

11

Гараж на 25 автомобилей

20

941,73

1-30

150

0,8

0,75

88

0,25

-

60

132,03

12

Стоянка автомашин

-

7103,34

-

-

0,8

0,75

-

0,85

0,8

100

-

13

Корпус керамзитовых труб №1

50

1533,67

1-60

900

0,8

0,75

88

0,15

0,2

40

646,83

14

Корпус бетонных труб

70

1883,46

1-60

1200

0,8

0,75

88

0,15

0,2

40

862,44

15

Склад керамзита

5

345,30

1-20

50

0,45

1,98

88

0,06

0,1

60

44,01

16

Склад готовых труб

5

807,20

1-20

50

0,45

1,98

88

0,06

0,1

60

44,01

17

Деревообрабатывающий цех

30

1363,27

1-30

150

0,6

1,33

88

0,16

0,2

60

132,03

18

Котельная

30

1278,06

1-80

470

0,7

1,02

88

0,6

0,7

40

337,79

19

Компрессорная

15

242,16

1-250

1200

0,8

0,75

88

0,65

0,75

60

1056,27

Исходные данные для проектируемого цеха представлены в таблице 3.1.2

Таблица 3.1.2 Исходные данные для проектируемого цеха

№п/п

Наименование эл.приемника

Число ЭД у Э.П.

Тип двигателя

КПД, %

Uном, В

P уст-я,кВт

ПВ пасп - я,%

Рном, кВт

Рном ЭП, кВт

cos(f) ЭД

cos(f)

tg(f)

Ки

Кз

Категория

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

Молот пневматический №1

1

4А132М2У3

88

380

10

40

11,36

7,19

0,9

0,90

0,48

0,22

0,75

3

2

Печь нагревательная(сопроивления)

-

-

100

380

12

100

12,00

12,00

0,95

0,95

0,33

0,6

1

3

3

Молот пневматический №2

1

4А132М2У3

88

380

10

40

11,36

7,19

0,9

0,90

0,48

0,22

0,75

3

4

Абразивно-отрезной станок

1

4А100L2У3

87,5

380

4,5

40

5,14

3,25

0,91

0,91

0,46

0,14

0,75

3

5

Пресс ножницы

1

4А80В2У3

83

380

2,2

40

2,65

1,68

0,87

0,87

0,57

0,22

0,75

3

6

Обдирочно-шлифовальный станок №1

1

4А100S2У3

86,5

380

4

40

4,62

2,92

0,89

0,89

0,51

0,17

0,75

3

7

Обдирочно-шлифовальный станок №2

1

4А100S2У3

86,5

380

4

40

4,62

2,92

0,89

0,89

0,51

0,17

0,75

3

8

Фрезерно-отрезной полуавтомат

3

4А112М2У3

87,5

380

7,5

40

8,57

7,75

0,88

0,88

0,55

0,14

0,75

3

4А80В2У3

83

380

2,2

40

2,65

0,87

0,14

0,75

3

4А71В2У3

77,5

380

0,8

40

1,03

0,87

0,14

0,75

3

9

Пресс кривошипный

1

4А112М2У3

87,5

380

7,5

40

8,57

5,42

0,88

0,88

0,54

0,22

0,75

3

10

Гильотинные ножницы

1

4А132М2У3

88

380

10

40

11,36

7,19

0,9

0,90

0,48

0,17

0,75

3

11

Пресс

1

4А180М2У3

90,5

380

30

40

33,15

20,97

0,9

0,90

0,48

0,22

0,75

3

12

Токарный 8-ми шпиндельный полуавтомат №1

3

4А200L2У3

91

380

40

40

43,96

36,66

0,9

0,90

0,49

0,25

0,75

3

4А132М2У3

88

380

10

40

11,36

0,9

0,25

0,75

3

4А80В2У3

83

380

2,2

40

2,65

0,87

0,25

0,75

3

13

Токарный станок №1

2

4А90L2У3

84,5

380

3

40

3,55

2,59

0,88

0,88 

0,55

0,14

0,75

3

4АА63В2У3

73

380

0,4

40

0,55

0,86

0,14

0,75

3

14

Радиально-сверлильный станок

4А132М2У3

88

380

10

40

11,36

8,74

0,9

0,89 

0,50 

0,14

0,75

3

4А71В2У3

77,5

380

1,1

40

1,42

0,87

0,14

0,75

3

4А71В2У3

77,5

380

0,8

40

1,03

0,87

0,14

0,75

3

15

 

Токарный станок №2

 

2

 

4А90L2У3

84,5

380

3

40

3,55

2,59

 

0,88

0,88

 

0,55

 

0,14

0,75

3

4АА63В2У3

73

380

0,4

40

0,55

0,86

0,14

0,75

3

16

Токарно-револьверный станок №1 

4А112М2У3

87,5

380

7,5

40

8,57

8,84

0,88

0,88 

0,53 

0,17

0,75

3

4А100S2У3

86,5

380

4

40

4,62

0,89

0,17

0,75

3

4А71В2У3

77,5

380

0,6

40

0,77

0,87

0,17

0,75

3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Токарно-револьверный станок №2

3

4А112М2У3

87,5

380

7,5

40

8,57

8,84

0,88

0,88

0,53

0,17

0,75

3

4А100S2У3

86,5

380

4

40

4,62

0,89

0,17

0,75

3

4А71В2У3

77,5

380

0,6

40

0,77

0,87

0,17

0,75

3

18

Токарно-револьверный станок №3

3

4А112М2У3

87,5

380

7,5

40

8,57

8,84

0,88

0,88

0,53

0,17

0,75

3

4А100S2У3

86,5

380

4

40

4,62

0,89

0,17

0,75

3

4А71В2У3

77,5

380

0,6

40

0,77

0,87

0,17

0,75

3

19

Токарно-револьверный станок №4

3

4А112М2У3

87,5

380

7,5

40

8,57

8,84

0,88

0,88

0,53

0,17

0,75

3

4А100S2У3

86,5

380

4

40

4,62

0,89

0,17

0,75

3

4А71В2У3

77,5

380

0,6

40

0,77

0,87

0,17

0,75

3

20

Универсальный заточный станок №1

1

4А90L2У3

84,5

380

3

40

3,55

2,25

0,88

0,88

0,55

0,14

0,75

3

21

Вертикально-сверлильный станок №1

2

4А100S2У3

86,5

380

4

40

4,62

3,07

0,89

0,88

0,53

0,14

0,75

3

4АА56А2У3

66

380

0,2

40

0,23

0,76

0,14

0,75

3

22

Вертикально-сверлильный станок №2

2

4А100S2У3

86,5

380

4

40

4,62

3,07

0,89

0,88

0,53

0,14

0,75

3

4АА56А2У3

66

380

0,2

40

0,23

0,76

0,14

0,75

3

23

Токарно-револьверный станок №5

3

4А112М2У3

87,5

380

7,5

40

8,57

8,84

0,88

0,88

0,53

0,17

0,75

3

4А100S2У3

86,5

380

4

40

4,62

0,89

0,17

0,75

3

4А71В2У3

77,5

380

0,6

40

0,77

0,87

0,17

0,75

3

24

Токарно-револьверный станок №6

3

4А112М2У3

87,5

380

7,5

40

8,57

8,84

0,88

0,88

0,53

0,17

0,75

3

4А100S2У3

86,5

380

4

40

4,62

0,89

0,17

0,75

3

4А71В2У3

77,5

380

0,6

40

0,77

0,87

0,17

0,75

3

25

Токарный 8-ми шпиндельный полуавтомат №2

3

4А200L2У3

91

380

40

40

43,96

36,66

0,9

0,90

0,49

0,25

0,75

3

4А132М2У3

88

380

10

40

11,36

0,9

0,25

0,75

3

4А80В2У3

83

380

2,2

40

2,65

0,87

0,25

0,75

3

26

Универсальный заточный станок №2

1

4А90L2У3

84,5

380

3

40

3,55

2,25

0,88

0,88

0,55

0,14

0,75

3

27

Затяжной станок

1

4А100S2У3

86,5

380

4

40

4,62

2,92

0,89

0,89

0,51

0,14

0,75

3

28

Точильно-шлифовальный станок

1

4А90L2У3

84,5

380

3

40

3,55

2,25

0,88

0,88

0,55

0,14

0,75

3

29

Доводочный станок для резцов

1

4А71В2У3

77,5

380

0,8

40

1,03

0,65

0,87

0,87

0,57

0,14

0,75

3

30

Полуавтомат для заточки сверл №1

1

4А90L2У3

84,5

380

3

40

3,55

2,25

0,88

0,88

0,55

0,14

0,75

3

31

Полуавтомат для заточки сверл №2

1

4А90L2У3

84,5

380

3

40

3,55

2,25

0,88

0,88

0,55

0,14

0,75

3

Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. Расчёт выполняется по методу упорядоченных диаграмм и заключается в определении расчётной мощности каждого электроприемника в зависимости от режима работы.

По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и энергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты в систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надёжность работы электрооборудования.

По исходным данным определяется номинальная активная мощность электроприёмника, кВт:

а) электроустановки работающие в длительном режиме, ПВ = 100 %:

(3.1.1)

б) электроустановки работающие в повторно-кратковременном режиме, ПВ < 100 %:

(3.1.2)

2) Рассчитывается активная, реактивная и полная нагрузка создаваемая одним электроприёмником, кВт, кВАр и кВА соответственно:

(3.1..3)

(3.1.4)

(3.1.5)

3) Для сварочных трансформаторов полная мощность, кВА:

(3.1.6)

Приведём пример расчёта для отрезного станка (№ 1) с повторно-кратковременным режимом работы.

Абразивно - отрезной станок (№ 4): ПВ = 40 %; Рном = 3,253 кВт; Кз = 0,75; cos = 0,91.

;

;

;

Расчёт для остальных приёмников сведём в таблицу 3.1.3, проведя расчет аналогично приведённому примеру для электроприёмника под номером 4.

3.2 Определение центра электрических нагрузок и выбор места расположения ЦТП

Расположение цеховой трансформаторной подстанции (ЦТП) вблизи питаемых ими нагрузок позволяет приблизить высокое напряжение к центру потребления электроэнергии и сократить протяженность цеховых электрических сетей. Это приводит к уменьшению расхода проводникового материала и снижению потерь электроэнергии в системе электроснабжения.

При отыскании центра электрических нагрузок (ЦЭН) цеха используется план цеха с расположением его отдельных электроприёмников, (план цеха см. в графическом приложении к дипломному проекту, лист 1).

Центр электрических нагрузок определим по следующим формулам:

(3.2.1)

(3.2.2)

(3.2.3)

(3.2.4)

где хi и yi - координаты электроприёмников по плану цеха, м.

Зафиксированные значения координат электроприёмников сведём в таблицу 3.2.1.

Таблица 3.2.1

№ ЭП по генплану 

Наименование электроприёмников

Рм1, кВт

Qm1, кВар

Координаты

X, м

Y, м

1

2

3

4

5

6

1

Молот пневматический №1

4,743

7,394

3,35

21,06

2

Печь нагревательная(сопроивления)

12,000

3,944

6,61

21,06

3

Молот пневматический №2

4,743

7,394

10,05

21,06

4

Абразивно-отрезной станок

2,135

4,930

13,98

22,60

5

Пресс ножницы

1,044

1,627

1,82

15,22

6

Обдирочно-шлифовальный станок №1

1,897

4,382

2,30

12,06

7

Обдирочно-шлифовальный станок №2

1,897

4,382

6,61

12,06

8

Фрезерно-отрезной полуавтомат

4,981

8,854

13,79

18,96

9

Пресс кривошипный

3,558

5,546

12,54

13,60

10

Гильотинные ножницы

4,743

10,954

19,72

13,60

11

Пресс

14,230

22,183

26,43

12,83

12

Токарный 8-ми шпиндельный полуавтомат №1

24,761

44,019

3,83

7,18

13

Токарный станок №1

1,613

2,867

7,76

7,95

14

Радиально-сверлильный станок

5,645

10,035

10,25

7,95

15

Токарный станок №2

1,613

2,867

12,83

7,95

16

Токарно-револьверный станок №1

5,740

10,204

18,48

7,66

17

Токарно-револьверный станок №2

5,740

10,204

24,51

7,66

18

Токарно-револьверный станок №3

5,740

10,204

30,45

8,81

19

Токарно-револьверный станок №4

5,740

10,204

33,89

8,81

20

Универсальный заточный станок №1

1,423

2,530

2,39

1,53

21

Вертикально-сверлильный станок №1

1,969

3,500

5,84

1,72

22

Вертикально-сверлильный станок №2

1,969

3,500

11,97

1,53

23

Токарно-револьверный станок №5

5,740

10,204

18,48

1,92

24

Токарно-револьверный станок №6

5,740

10,204

24,51

1,92

25

Токарный 8-ми шпиндельный полуавтомат №2

24,761

44,019

31,79

2,87

26

Универсальный заточный станок №2

1,423

2,530

25,09

22,60

27

Затяжной станок

1,897

4,382

30,45

21,93

28

Точильно-шлифовальный станок

1,423

3,286

35,04

21,93

29

Доводочный станок для резцов

0,285

0,657

24,89

17,81

30

Полуавтомат для заточки сверл №1

1,423

3,286

27,00

17,81

31

Полуавтомат для заточки сверл №2

1,423

3,286

34,66

17,62

Исходя из данных таблицы 3.2.1 определим ЦЭН по активной и реактивной мощности по формулам:

Таблица 3.2.2

Координата

X, м

Y, м

Центр активной нагрузки

17,815

10,194

Центр реактивной нагрузки

18,616

9,595

Эти две точки оказались примерно в центре цеха, однако, по технологическому циклу и из-за расположения электроприёмников центральная трансформаторная подстанция (ЦТП) там располагаться не может. Поэтому ЦТП переместим от ЦЭН в сторону источника питания на десять метров и вынесем за пределы цеха.

Рассчитаем ЦЭН для всего предприятия. Зафиксированные значения координат цехов сведём в таблицу 3.2.3, а координаты ЦЭН в таблице 3.2.4.

Таблица 3.2.3

№ ЭП по генплану

Наименование электроприёмников

Рм1, кВт

Qm1, кВар

Координаты

X, м

Y, м

1

Корпус производства бетонных конструкций

1100

874,939

294

228

2

Корпус керамзитобетонных конструкций

1300

1122,175

248

204,5

3

Бетоно-смесительный цех

650

561,088

264,5

201,5

4

Склад цемента

50

55,202

282

183

5

Склад арматурной стали

80

88,322

351

151,5

6

Автоматизированный склад с приемными устройствами

296,5

235,836

294,5

145,5

7

Блок механических цехов

328,5

209,851

157,5

45,5

8

Административный корпус

250

160,875

96

247

9

Площадка для хранения готовой продукции

50

32,175

354

211,5

10

Склад метизов и труб

40

44,161

295,5

85,5

11

Гараж на 250 автомобилей

150

96,525

228

86

12

Стоянка автомашин

0

0,000

169

48

13

Корпус керамзитовых труб №1

900

579,151

77,5

198,5

14

Корпус бетонных труб

1200

1884,956

87,5

155,5

15

Склад керамзита

50

55,202

343

151

16

Склад готовых труб

50

55,202

182,5

158,5

17

Деревообрабатывающий цех

150

139,094

274,5

57,5

18

Котельная

470

373,837

66,5

72

19

Компрессорная

1200

772,201

112

78

Таблица 3.2.4

Координата

X, м

Y, м

Центр активной нагрузки

179,740

160,243

Центр реактивной нагрузки

174,812

161,876

3.3 Проектирование схем внутрицехового электроснабжения

Характерной особенностью схем внутрицехового распределения электроэнергии является большая разветвленность сети и наличие большого количества коммутационно - защитной аппаратуры, что оказывает значительное влияние на технико-экономические показатели и на надежность системы электроснабжения. На выбор схемы и конструктивное исполнение цеховой сети оказывают такие факторы, как степень ответственности приемников электроэнергии, режим их работы и размещение по территории цеха, номинальные токи и напряжения.

Выбор вариантов схем электроснабжения

Составляем два варианта схем электроснабжения:

вариант №1 - схема, выполненная на шинопроводах (рис. );

вариант №2 -схема, выполненная на силовых пунктах (рис. ).

3.4 Расчет второго уровня электроснабжения

Расчётную нагрузку на втором уровне, создаваемую группой электроприёмников, определяют по методу упорядоченных диаграмм, т.е. по средней мощности и коэффициенту максимума.

Для этого, зная размещение электроприёмников на генплане, расчётные нагрузки на первом уровне, местоположение цеховой трансформаторной подстанции, намечают два варианта схем внутрицехового электроснабжения. И таким образом определяют узлы второго уровня электроснабжения, для которых будет определяться расчётная нагрузка (сборки, шкафы, силовые пункты, шинопроводы).

Расчётная электрическая нагрузка группы электроприёмников с переменным графиком нагрузки определяется из выражения, кВт:

, (3.4.1)

где Рсм - сменная мощность рабочих электроприёмников за наиболее загруженную смену, кВт;

Рн - суммарная номинальная активная мощность рабочих электроприёмников, кВт;

Ки - групповой коэффициент использования активной мощности;

Км - коэффициент максимума активной мощности.

Для приемников одного режима работы значения индивидуального kи и группового Kи совпадают. Для группы электроприемников с разными режимами работы групповой коэффициент использования определяется по формуле:

; (3.4.2)

Коэффициент максимума активной мощности Км определяется по таблице 5.2 в зависимости от величины Ки и эффективного числа группы электроприёмников nэ. Так как расчетные значения Ки и nэ обычно не совпадают с табличными, то используем для их нахождения линейную интерполяцию.

Сменная мощность за наиболее загруженную смену, кВт:

. (3.4.3)

Реактивная мощность за наиболее загруженную смену, кВАр:

. (3.4.4)

Коэффициент эффективного числа группы электроприёмников - nэ имеет несколько способов его упрощенного определения:

При nэ 4 допускается считать nэ = n при величине отношения:

; (3.4.5)

При m 3 и Ки 0,2 nэ определяется по формуле:

; (3.4.6)

Если nэ оказывается больше n, то следует принимать nэ = n;

При m 3 и Ки < 0,2 nэ определяется с помощью кривых и таблиц;

Для электроприемников с практически постоянным графиком нагрузки Км принемается равным единице и максимальная электрическая нагрузка - равной средней за наиболее загруженную смену:

. (3.4.7)

Максимальная реактивная нагрузка от силовых электроприемников принемется равной:

1) при nэ ? 10, ; (3.4.8)

2) при nэ > 10, . (3.4.9)

Полная мощность (максимальная), кВА:

. (3.4.10)

Максимальный ток нагрузки силового пункта, А:

. (3.4.11)

Находим средневзвешенное значение для силового пункта:

. (3.4.12)

Значения и Ки принимаем из таблицы 3.1.2, из таблицы 3.1.2.

Исходя из этого заполним таблицу расчётов электрических нагрузок сети трёхфазного тока до 1000 В, таблицы 3.4.1 и 3.4.2 соответственно первый и второй варианты. Таблицы расчётов электрических нагрузок сети трёхфазного тока до 1000 В расположены на следующих листах. Шапка таблицы 3.4.2 аналогична шапке таблицы 3.4.1.

4. Светотехнический расчет электрического освещения

Рис. 4.1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходными данными на светотехнический расчёт являются (рис. 4.1): длина цеха - Lц, м; ширина цеха - Вц, м; высота цеха - Нц, м; hс - высота подвеса светильников, м; hр - высота рабочей поверхности, м; h - расстояние от источника до рабочей поверхности, м; hп - высота подвеса относительно пола, м.

Согласно ПУЭ высота рабочей поверхности hр = от 0,8 до 1 м, а высота подвеса hс = от 1 до 1,2 м.

Важное значение имеет отношение расстояния между светильниками к расчётной высоте, которое находится по следующей формуле, м:

. (4.1)

Расстояние от светильников до стены можно определить по формуле, м:

(4.2)

Для обеспечения равномерного распределения потока принято, что расстояние от ряда до стены lа = (1 ч 15) м.

Расчёт осветительной установки выполним методом коэффициента использования. При расчёте по этому методу световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещённости (норма освещённости - Ен, лк) определяется по формуле, лм:

; (4.3)

где Кзап- - коэффициент запаса;

F - площадь освещённой поверхности, м2;

z = коэффициент минимальной освещённости, для люминесцентных ламп z = 1,1; для ламп накаливания и ДРЛ z = 1,15;

N - число светильников;

з - коэффициент использования светового потока источника света.

По значению светового потока выбирается стандартная лампа, так чтобы ее поток отличался от расчётного значения Ф на - 10 … + 20 %.

Коэффициент использования светового потока является функцией индекса помещения i, который определяется по формуле:

. (4.4)

4.1 Расчет рабочего освещения

Рассчитываемый цех не имеет перегородок, поэтому в нем можно выделить лишь одну зону освещения. Выписываем ее основные размеры:

Lц = 36 м; Нц = 10 м; Вц = 24 м; hр = 0,8 м; hс = 1,2 м.

Определим площадь цеха, м2:

F = Lц· Вц = 36·24 = 864.

Освещение цеха выполним лампами типа ДРЛ в светильниках Глубокоизлучатель ГС. Данный светильник имеет глубокую кривую силы света, поэтому из таблицы 10.4 принимаем лэ = 1. По таблице 5-2 определим: сп = 0,5; сс = 0,3; ср = 0,1.

Расстояние от источника до рабочей поверхности, м:

. (4.5)

Расстояние между светильниками, м:

.

При Lа=8 м в ряду можно разместить 5 светильников, тогда 2·lа=36-4·8=4 м; lа=2 м. Принимаем число рядов 4, тогда Lb=6 м; 2·lb=24-3·6=6 м; lb=3 м.

Сравниваем отношение расстояний:

Lа/ Lb=8/6=1,33<1,5.

Рассчитаем общее число ламп:

N=5·4=20.

Размещение светильников в цехе показано на листе 3

Рассчитаем индекс помещения и световой поток, лм.

По таблице 4-1 и 4-5 определим Ен = 300 лк, Кзап = 1,5, а z = 1,15;

откуда по таблице 5-3 принимаем з = 0,46.

лм;

Цех будут освещать лампы типа ДРЛ-700 со световым потоком 33000 лм, мощностью ламп 700 Вт, и светильниками типа Глубокоизлучатель.

Отличие + 5,91 % допустимо.

4.2 Расчет аварийного освещения

Аварийное освещение должно устраиваться в помещениях, где внезапное отключение рабочего освещения может привести к тяжёлым последствиям для людей и технологического оборудования. При этом освещённость на рабочих поверхностях должна составлять не менее пяти процентов освещённости, установленной для рабочего освещения этих поверхностей при системе общего освещения.

Расчёт освещённости будем производить по формулам (4.3) и (4.4).

Ен = 15 лк, Кзап = 1,3, z = 1,15:

;

;

откуда принимаем з = 0,37.

;

Принимаем лампу НГД - 220 - 300 со световым потоком 3700 лм в плафоне ПНП.

Отклонение светового потока составляет 5,65 %.

5. Выбор схемы ЦТП, типа, числа и мощности трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности

5.1 Расчет третьего уровня электроснабжения

Для определения общих нагрузок по трансформатору или подстанции в целом к силовым нагрузкам необходимо добавить осветительную нагрузку. Расчетная максимальная нагрузка от электрического освещения принимается равной средней за наиболее загруженную смену:

, (5.1.1)

где Kс.о. = 0,8 - коэффициент спроса для производственных зданий, состоящих из отдельных помещений; Pно - номинальная мощность осветительной нагрузки; KПРА - коэффициент, учитывающий потери мощности в пускорегулирующей аппаратуре, для ламп ДРЛ KПРА =1,1.

Определяем номинальную мощность рабочего освещения:

, (5.1.2)

где N - количество ламп (см. п. 4.1); Pл - номинальная мощность лампы.

Итоги расчета зафиксированы в таблицах 5.1.1. для первого варианта и 5.1.2 для второго варианта. Для всего предприятия в целом в таблице 5.1.3.

Таблица 5.1.1

Расчёт электрических нагрузок сети трёхфазного тока до 1000 1-й вариант

 

Наименование узлов питания и групп электроприём-ников

Количество электроприёмников, рабочих/резервных 

Установленная мощность, приведёная к ПВ=100%, кВт

m

Коэффициент использования, Ки

сosм

tgм

Средняя нагрузка за максимально загруженную смену

Эффективное число электроприёмников, nэ

Коэффициэнт максимума, Км 

Максимальная расчётная нагрузка

Iм, А

Рном одного электроприёмника(наименишего - наибольшего)

Рном общая, рабочих/ре- зервных

Рсм, кВт

Qcм,кВар 

Рм, кВт

Qм,кВар

Sм, кВА

I

СП - 1

7

2,245 - 36,66

58,967

>3

0,21

0,87

0,56

12,288

6,859

3,217

-

44,225

44,225

62,544

95,026

II

СП - 2

7

8,835 - 36,66

89,676

<3

0,2

0,89

0,51

18,178

9,273

7

2,1

38,174

10,201

39,513

60,034

III

СП - 3

7

1,676 - 20,97

48,849

>3

0,17

0,73

0,95

8,523

8,064

4,659

2,9

24,716

8,870

26,259

39,898

IV

СП - 4

3

2,846 - 6,325

17,627

>3

0,19

0,9

0,48

3,330

1,600

-

-

17,627

13,220

22,033

33,477

V

СП - 5

6

0,653 - 2,925

9,634

>3

0,14

0,71

1,00

1,349

1,349

6,588

2,5

3,372

1,484

3,684

5,597

 

Итого по СП

30

0,653 - 36,66

224,753

>3

0,19

0,85

0,62

43,668

27,144

12,262

1,6

69,869

27,144

74,957

113,888

VI

Печь

1

12

12,000

<3

0,6

0,95

0,33

7,200

2,367

1

-

12

9,000

15,000

22,791

 

Итого

31

0,653 - 36,66

236,753

>3

0,21

0,86

0,58

50,868

29,511

-

-

81,869

36,144

89,493

135,974

 

Рабочее освещение

20

0,7

14,000

>3

1

0,6

1,33

14,000

18,667

-

-

14

18,667

23,333

35,451

 

Итого

51

-

250,753

>3

0,26

0,8

0,74

64,868

48,178

 

 

95,869

54,811

110,431

167,783

5.2 Выбор типа, числа и мощности трансформаторов с учетом компенсации реактивной мощности

Ориентировочный выбор числа и мощности цеховых трансформаторов производится по удельной площади у н нагрузки, кВА/м2,:

; (5.2.1)

где Sр - расчётная нагрузка цеха, кВА;

F - площадь цеха, м2.

Выбор мощности трансформаторов производится исходя из их рациональной загрузки в нормальном режиме и с учётом минимально необходимого резервирования в послеаварийном режиме. При этом номинальная мощность трансформаторов Sном.т определяется по расчетной нагрузке за наиболее загруженную смену, кВА:

; (5.2.2)

где N - число трансформаторов;

Кз - коэффициент загрузки трансформаторов.

Вся необходимая реактивная мощность будет вырабатываться непосредственно в цехе. Поэтому трансформаторы будем выбирать по активной мощности. Расчет будем производить для группы цехов. Каждая группа цехов представляет собой сосредоточенную нагрузку, в которых присутствуют цеха с высокой удельной плотностью нагрузки, а также отдельно стоящие объекты общезаводского назначения (компрессорная). Для всех групп цехов применим двухтрансформаторные подстанции.

Произведем расчет для первой группы цехов.

Удельная плотность нагрузки составит:

кВА/м2,

целесообразней применить трансформатор до 1000 кВА включительно.

Определим расчётную мощность трансформаторов, при этом коэффициент загрузки принимаем равным 0,7:

кВА;

откуда выбираем трансформатор ТМ - 1000/10/0,4.

Проверим трансформатор на перегрузочную способность:

1,4 - условие проверки выполняется.

При выборе трансформаторов ГПП расчетную максимальную мощность умножим на коэффициент разновременности максимумов Крм=0,9…0,95.

Выбор остальных трансформаторов аналогичен.

Выбор трансформаторов сведем в таблицу

Таблица 5.2.1

Наименование подстанции

Наименование Трансформатора

Удельная плотность нагрузки, кВА/м2

Sном.т, кВА

Нагрузка, кВт

Перегрузка, кВт

Номинальная мощ-ть тр-ра S, кВА

UНОМ.НН, кВ

,

кВт

,

кВт

, %

, %

ЦТП - 1

ТМ 1000/10/0,4

0,11

652,85

913,99

1400

1000

10

2,45

12,2

1,4

5,5

ЦТП - 2

ТМ 630/10/0,4

0,08

439,88

615,83

882

630

10

1,31

7,6

2

5,5

ЦТП - 3

ТМ 1000/10/0,4

0,096

812,21

1137,09

1400

1000

10

2,45

12,2

1,4

5,5

ГПП

ТМН 2500/110/11

1959,72

2606,42

3500

2500

110

6,5

22

1,5

10,5

6. Технико-экономическое сравнение вариантов

Выбор распределительных пунктов и шинопроводов

Для первого варианта схемы электроснабжения, исходя из значений токов таблицы 3.4.1 (II уровень), выберем силовые пункты. Результаты сведем в таблицу 6.2.1.

Таблица 6.2.1

Обозначение

Марка

IP ,

А

Iн ,

А

Необходимое число присоединений

Номинальное число присоединений

Ц,

руб.

СП1

ПР11 3077- 21-043

83,78

До 250

7

10

9268

СП2

ПР11 3077- 21-043

66,51

До 250

7

10

9268

СП3

ПР11 3067- 21-043

30,13

До 250

7

10

9268

СП4

ПР11 3077- 21-043

35,73

До 250

4

6

7288

СП5

ПР11 3059- 21-043

5,16

До 250

6

8

3921

Распределительные шинопроводы типа ШРА выбирают по расчетному току Iр (II уровень) из условия

,

где Iном - номинальный ток шинопровода.

Результаты сведем в таблицу 6.2.2.

Таблица 6.2.2

Обозначение

Марка

IP , А

IН , А

ШРА1

ШРА4-100-44-1У3

83,77

100

ШРА2

ШРА4-100-44-1У3

66,51

100

ШРА3

ШРА4-250-32-1У3

126,85

250

6.1 Выбор сечений кабельных линий (троллейных линий)

Сечения проводов и жил кабелей цеховой сети выбираем по нагреву длительным расчетным током:

, (6.1.1)

где Iдоп - длительно допустимый ток проводника; Iр - расчетный ток кабеля.

Расчетный ток вычисляем по формуле:

, (6.1.2)

где Pм - максимальная расчетная нагрузка, определенная на II уровне; cosц - коэффициент мощности электроприемника.

Сечения проводов ЭП были выбраны в П3.1. Далее необходимо выбрать сечения кабелей питающих СП, шинопроводы и ВРУ цехов, а также сечения самих шинопроводов.

Вариант 1

Таблица 6.1.1

СП

Iм, А

F, мм2

Длина L, км

Удельное r, Ом/км

Удельное x, Ом/км

Марка кабеля

Кабель до СП1

83,78

35

0,005

0,89

0,065

АВВГ 4Х35

Кабель до СП2

66,51

25

0,003

1,25

0,067

АВВГ 4Х25

Кабель до СП3

30,13

10

0,017

3,13

0,069

АВВГ 4Х10

Кабель до СП4

35,76

10

0,028

3,13

0,068

АВВГ 4Х10

Кабель до СП5

5,165

10

0,030

3,13

0,069

АВВГ 4Х10

Вариант 2

Таблица 6.1.2

СП

Iм, А

F, мм2

Длина L, км

Удельное r, Ом/км

Удельное x, Ом/км

Марка кабеля

ШРА 1

83,78

175

0,01

0,21

0,21

-

ШРА 2

66,51

175

0,02

0,21

0,21

-

ШРА 3

175,0

175

0,02

0,21

0,21

-

Кабель до СП1

6,3

10

0,01

3,13

0,068

АВВГ 4Х10

Кабель до ШРА1

83,8

35

0,005

0,89

0,065

АВВГ 4Х35

Кабель до ШРА2

66,5

25

0,005

1,25

0,066

АВВГ 4Х25

Кабель до ШРА3

175,0

70

0,005

0,45

0,064

АВВГ 4Х70

Вариант 1

Таблица 6.1.3

Наименование цеха/ТП

Iм, А

F, мм2

Длина L, км

Удельное r, Ом/км

Удельное х, Ом/км

Марка кабеля

1

2

3

4

5

6

7

Кабель до цеха 1(1 - 4) МЕДЬ

291,78

150

0,0551

0,126

0,07

ВВГ 4Х150

Кабель до цеха 2(1 - 4) МЕДЬ

280,22

150

0,005

0,126

0,07

ВВГ 4Х150

1

2

3

4

5

6

7

Кабель до цеха 3(1 - й/2 - й) МЕДЬ

268,06

95

0,0339

0,199

0,07

ВВГ 4Х95

Кабель до цеха 4(1 - й/2 - й)

27,35

16

0,0318

1,953

0,07

АВВГ 4Х16

Кабель до цеха 5(1 - й/2 - й)

47,72

50

0,0762

0,625

0,07

АВВГ 4Х50

Кабель до цеха 6(1 - й/2 - й)

156,37

70

0,0265

0,446

0,07

АВВГ 4Х70

Кабель до цеха 7(1 - й/2 - й)

153,50

70

0,0974

0,446

0,07

АВВГ 4Х70

Кабель до цеха 8(1 - й/2 - й)

194,98

120

0,0826

0,260

0,07

АВВГ 4Х120

Кабель до цеха 9(1 - й/2 - й)

57,36

50

0,0889

0,625

0,07

АВВГ 4Х50

Кабель до цеха 10(1 - й/2 - й)

31,08

50

0,1821

0,625

0,07

АВВГ 4Х50

Кабель до цеха 11(1 - й/2 - й)

86,85

95

0,1059

0,329

0,07

АВВГ 4Х95

Кабель до автостоянки

174,88

120

0,0212

0,260

0,07

АВВГ 4Х120

Кабель до цеха 13(1 - й/2 - й) МЕДЬ

387,53

185

0,0551

0,102

0,07

ВВГ 4Х185

Кабель до цеха 14(1 - 4) МЕДЬ

257,27

150

0,005

0,126

0,07

ВВГ 4Х150

Кабель до цеха 15(1 - й/2 - й)

29,33

16

0,0191

1,953

0,07

АВВГ 4Х16

Кабель до цеха 16(1 - й/2 - й)

35,03

25

0,0487

1,250

0,07

АВВГ 4Х25

Кабель до цеха 17(1 - й/2 - й)

91,94

95

0,1355

0,329

0,07

АВВГ 4Х95

Кабель до цеха 18(1 - й/2 - й)

208,18

120

0,0424

0,260

0,07

АВВГ 4Х120

Кабель до цеха 19(1 - 4) МЕДЬ

302,43

185

0,0424

0,102

0,07

ВВГ 4Х185

Вариант 2

Таблица 6.1.4

Наименование цеха/ТП

Iм, А

F, мм2

Длина L, км

Удельное r, Ом/км

Удельное х, Ом/км

Марка кабеля

Кабель до цеха 1(1 - 4) МЕДЬ

291,78

150

0,005

0,126

0,07

ВВГ 4Х150

Кабель до цеха 2(1 - 4) МЕДЬ

280,22

150

0,028

0,126

0,07

ВВГ 4Х150

Кабель до цеха 3(1 - й/2 - й) МЕДЬ

268,06

95

0,017

0,199

0,07

ВВГ 4Х95

Кабель до цеха 4(1 - й/2 - й)

27,35

16

0,023

1,953

0,07

АВВГ 4Х16

Кабель до цеха 5(1 - й/2 - й)

47,72

50

0,091

0,625

0,07

АВВГ 4Х50

Кабель до цеха 6(1 - й/2 - й)

156,37

70

0,066

0,446

0,07

АВВГ 4Х70

Кабель до цеха 7(1 - й/2 - й)

153,50

70

0,089

0,446

0,07

АВВГ 4Х70

Кабель до цеха 8(1 - й/2 - й)

194,98

120

0,064

0,260

0,07

АВВГ 4Х120

Кабель до цеха 9(1 - й/2 - й)

57,36

50

0,061

0,625

0,07

АВВГ 4Х50

Кабель до цеха 10(1 - й/2 - й)

31,08

50

0,150

0,625

0,07

АВВГ 4Х50

Кабель до цеха 11(1 - й/2 - й)

86,85

95

0,131

0,329

0,07

АВВГ 4Х95

Кабель до автостоянки

174,88

120

0,005

0,260

0,07

АВВГ 4Х120

Кабель до цеха 13(1 - й/2 - й) МЕДЬ

387,53

185

0,034

0,102

0,07

ВВГ 4Х185

Кабель до цеха 14(1 - 4) МЕДЬ

257,27

150

0,005

0,126

0,07

ВВГ 4Х150

Кабель до цеха 15(1 - й/2 - й)

29,33

16

0,038

1,953

0,07

АВВГ 4Х16

Кабель до цеха 16(1 - й/2 - й)

35,03

25

0,059

1,250

0,07

АВВГ 4Х25

Кабель до цеха 17(1 - й/2 - й)

91,94

95

0,127

0,329

0,07

АВВГ 4Х95

Кабель до цеха 18(1 - й/2 - й)

208,18

120

0,070

0,260

0,07

АВВГ 4Х120

Кабель до цеха 19(1 - 4) МЕДЬ

302,43

185

0,034

0,102

0,07

ВВГ 4Х185

6.3 Выбор коммутационно-защитных аппаратов

Первый вариант схемы распределительной сети 0,4 кВ выполнен на силовых пунктах. Для защиты присоединений в ящиках должны устанавливаться предохранители или автоматические выключатели. Так как данное производство имеет низкую степень пожаро- и взрывоопасности, а также с экономической точки зрения защиту отходящих присоединений выполним на автоматических выключателях.

Второй вариант схемы сети 0,4 кВ выполнен с использование шинопроводов. Электроприемники к шинопроводам типа ШРА подключаются также через предохранители или автоматические выключатели, которые устанавливаются в ответвительных коробках шинопровода. Из соображений, описанных выше, выбираем в качестве защитных устройств электроприемников автоматические выключатели.

Основными характеристиками автоматических выключателей являются номинальный ток выключателя Iном,а, номинальный ток расцепителя Iном,рас.

Выбор выключателей производим по условиям:

;

,

где Uс - номинальное напряжение сети; Iр,max - максимальный рабочий ток, рассчитанный на II уровне (таблица 3.4.1).

В качестве тока уставки принимаем ближайшее большее из ряда номинальных токов расцепителя.

Итоги выбора выключателей по первому варианту представим в виде таблицы:

Таблица 6.3.1

Расположение выключателя на ответвлении:

Тип защитного аппарата

Iр,max,А

Iном,а,А

Iном,рас,А

Iоткл,ном, кА

Ц,руб

1

2

3

4

5

6

7

ЭП1

АЕ2030

11,08

25

12,5

3

95

ЭП2

ППН 33 -100

19,19

100

100

3

62,7

ЭП3

АЕ2030 - 12,5

11,08

25

12,5

3

95

ЭП4

АЕ2030 - 8

6,49

25

8

3

95

ЭП5

АЕ2030 - 3,2

2,44

25

3,2

3

95

ЭП6

АЕ2030 - 6

5,77

25

6

3

95

ЭП7

АЕ2030 - 6

5,77

25

6

3

95

ЭП8

АЕ2030 - 16

12,6

25

16

3

95

ЭП9

АЕ2030 - 10

8,32

25

10

3

95

ЭП10

АЕ2030 - 16

14,4

25

16

3

95

ЭП11

АЕ2040 - 40

33,26

63

40

6

158,4

ЭП12

АЕ2040 - 80

62,7

63

80

6

158,4

ЭП13

АЕ2030 - 3,2

4,08

25

3,2

3

95

ЭП14

АЕ2030 - 16

14,29

25

16

3

95

ЭП15

АЕ2030 - 3,2

4,08

25

3,2

3

95

ЭП16

АЕ2030 - 16

14,53

25

16

3

95

ЭП17

АЕ2030 - 16

14,53

25

16

3

95

ЭП18

АЕ2030 - 16

14,53

25

16

3

95

ЭП19

АЕ2030 - 16

14,53

25

16

3

95

ЭП20

АЕ2030 - 6

14,53

25

6

3

95

ЭП21

АЕ2030 - 6

3,60

25

6

3

95

ЭП22

АЕ2030 - 6

4,98

25

6

3

95

ЭП23

АЕ2030 - 16

4,98

25

16

3

95

ЭП24

АЕ2030 - 16

14,53

25

16

3

95

ЭП25

АЕ2040 - 80

14,53

63

80

6

158,4

ЭП26

АЕ2030 - 5

62,70

25

5

3

95

ЭП27

АЕ2030 - 8

3,60

25

8

3

95

ЭП28

АЕ2030 - 3,2

5,76

25

3,2

3

95

ЭП29

АЕ2030 - 2

4,32

25

2

3

95

ЭП30

АЕ2030 - 3,2

0,86

25

3,2

3

95

ЭП31

АЕ2030 - 3,2

4,32

25

3,2

3

95

Условия для выбора выключателей описаны выше. Максимальный рабочий ток Iр,max рассчитан на II уровне (таблица 3.4.2). Итоги выбора выключателей для обоих вариантов и цены на них представим в виде таблицы:

Таблица 6.3.2

Расположение выключателя на ответвлении:

Тип выключателя

Iр,max,А

Iном,а,А

Iном,рас,А

Iоткл,ном, кА

Ц,руб

К СП1

А-3716

83,77

160

100

75

1155.00

К СП2

А-3716

66,50

160

80

75

1155.00

К СП3

А-3716

30,13

160

40

75

996

К СП4

А-3716

13,07

160

50

75

996

К СП5

А-3716

5,16

160

16

75

996

К ШРА1

А-3716

83,77

160

100

75

1155.00

К ШРА2

А-3716

66,50

160

80

75

996.00

К ШРА3

А-3716

126,85

160

160

75

1155.00

6.4 Расчет потерь активной и реактивной мощности и напряжения в цеховой распределительной сети

Потерю напряжения в кабельных линиях определяем по формуле, В:

, (6.4.1)

где Iр - расчетный ток линии, А; rуд, xуд - активное и реактивное удельные сопротивления кабелей, Ом/км; l - длина линии, км; cosц и sinц соответствуют коэффициенту мощности в конце линии.

Для определения потерь энергии в линии необходимо знать потери мощности. Потери энергии влияют на приведённые затраты варианта. Потери активной мощности в линии определим как, Вт:

, (6.4.2)

потери реактивной мощности определим по формуле:

. (6.4.3)

Приведем пример для приемника № 4 первого варианта.

Дано: Iр =6,486 А; Pm1=2,135 кВт; Qm1=3,697 кВАр; cosц = 0,5; sinц = 0,87; rуд = 0,0125 Ом/м; худ = 0,00007 Ом/м; l = 1,512 м.

В;

Вт;

Вт.

Расчёт потерь напряжения и мощности для остальных электроприёмников определяется аналогично. Результаты расчётов первого и второго вариантов сведём в таблицу 6.4.1. Таблицы представлены ниже.

Таблица 6.4.1

№ ЭП по генплану

Наименование ЭП

Im, А

cos(f)

sin(f)

Удельное r, Ом/км

Удельное x, Ом/км

Длина провода L1, м

Длина провода L2, м

Потери напряжения U1, В

Потери напряжения U2, В

Потери Р1, Вт

Потери Р2, Вт

Потери Q1, Вар

Потери Q2, Вар

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Группа - 1 ШРА - 1, СП - 1

12

Токарный 8-ми шпиндельный полуавтомат №1

62,7

0,6

0,8

1,25

0,07

6,993

6,24

0,61

0,54

103

91,9

5,46

4,87

13

Токарный станок №1

4,08

0,6

0,8

12,50

0,07

6,993

7,37

0,37

0,39

4,37

4,61

0,02

0,026

14

Радиально-сверлильный станок

14,3

0,6

0,8

12,50

0,07

6,993

7,37

1,31

1,38

53,6

56,5

0,3

0,316

15

Токарный станок №2

4,08

0,6

0,8

12,50

0,07

6,993

7,37

0,37

0,39

4,37

4,61

0,02

0,026

20

Универсальный заточный станок №1

3,6

0,6

0,8

12,50

0,07

6,993

1,32

0,33

0,06

3,41

0,64

0,02

0,004

21

Вертикально-сверлильный станок №1

4,98

0,6

0,8

12,50

0,07

3,78

1,7

0,25

0,11

3,52

1,58

0,02

0,009

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

22

Вертикально-сверлильный станок №2

4,98

0,6

0,8

12,50

0,07

1,512

1,51

0,1

0,1

1,41

1,41

0,01

0,008

Группа - 2 ШРА - 2, СП - 2

16

Токарно-револьверный станок №1

14,5

0,6

0,8

12,50

0,07

6,615

6,62

1,26

1,26

52,4

52,4

0,29

0,293

17

Токарно-револьверный станок №2

14,5

0,6

0,8

12,50

0,07

10,58

6,62

2,01

1,26

83,8

52,4

0,47

0,293

18

Токарно-револьверный станок №3

14,5

0,6

0,8

12,50

0,07

17,2

8,51

3,27

1,62

136

67,4

0,76

0,377

19

Токарно-револьверный станок №4

14,5

0,6

0,8

12,50

0,07

20,03

7,37

3,81

1,4

159

58,4

0,89

0,327

23

Токарно-револьверный станок №5

14,5

0,6

0,8

12,50

0,07

1,701

0,95

0,32

0,18

13,5

7,49

0,08

0,042

24

Токарно-револьверный станок №6

14,5

0,6

0,8

12,50

0,07

7,938

0,95

1,51

0,18

62,9

7,49

0,35

0,042

25

Токарный 8-ми шпиндельный полуавтомат №2

62,7

0,6

0,8

1,25

0,07

17,77

1,32

1,55

0,12

262

19,5

13,9

1,033

Группа - 3 ШРА - 3, СП - 3

5

Пресс ножницы

2,44

0,7

0,8

12,50

0,07

14,55

15,3

0,5

0,53

3,25

3,42

0,02

0,019

6

Обдирочно-шлифовальный станок №1

5,77

0,5

0,9

12,50

0,07

11,34

12,7

0,71

0,8

14,1

15,8

0,08

0,088

7

Обдирочно-шлифовальный станок №2

5,77

0,5

0,9

12,50

0,07

6,993

8,13

0,44

0,51

8,72

10,1

0,05

0,057

8

Фрезерно-отрезной полуавтомат

12,6

0,6

0,8

12,50

0,07

9,828

0,95

1,62

0,16

58,6

5,64

0,33

0,032

9

Пресс кривошипный

8,32

0,7

0,8

12,50

0,07

5,103

2,08

0,6

0,24

13,2

5,39

0,07

0,03

10

Гильотинные ножницы

14,4

0,5

0,9

12,50

0,07

9,639

3,02

1,52

0,48

75,1

23,6

0,42

0,132

11

Пресс

33,3

0,7

0,8

3,13

0,07

15,69

10

1,88

1,2

163

104

3,53

2,251

Для 1 - го варианта 1, 2, 3 станки выделены в отдельную группу СП - 4

1

Молот пневматический №1

11,1

0,7

0,8

12,50

0,07

12,66

13,8

1,99

2,17

58,4

63,6

0,33

0,356

3

Молот пневматический №2

11,1

1

0,3

12,50

0,07

6,237

6,05

1,42

1,38

28,8

27,9

0,16

0,156

4

Абразивно-отрезной станок

6,49

0,7

0,8

12,50

0,07

1,512

1,32

0,14

0,12

2,39

2,09

0,01

0,012

Группа - 4 СП - 1, СП - 5

26

Универсальный заточный станок №2

3,6

0,6

0,8

12,50

0,07

6,615

6,62

0,31

0,31

3,22

3,22

0,02

0,018

27

Затяжной станок

5,77

0,5

0,9

12,50

0,07

9,639

9,64

0,61

0,61

12

12

0,07

0,067

28

Точильно-

шлифовальный станок

4,32

0,5

0,9

12,50

0,07

9,828

9,83

0,46

0,46

6,89

6,89

0,04

0,039

29

Доводочный станок для резцов

0,86

0,5

0,9

12,50

0,07

2,268

2,27

0,02

0,02

0,06

0,06

0

4E-04

30

Полуавтомат для заточки сверл №1

4,32

0,5

0,9

12,50

0,07

0,945

0,95

0,04

0,04

0,66

0,66

0

0,004

31

Полуавтомат для заточки сверл №2

4,32

0,5

0,9

12,50

0,07

7,938

7,94

0,38

0,38

5,57

5,57

0,03

0,031

Группа - 5 Печь

2

Печь нагревательная(сопротивления)

19,2

1

0,3

7,813

0,07

9,45

9,45

2,34

2,34

81,6

81,6

0,72

0,723

В таблицах 6.1.2( 1-й вариант) и 6.1.3(2-й вариант). Результаты расчетов потерь напряжения и мощности для кабелей и шинопроводов внутрецеховой сети.

Таблица 6.4.2

СП

Iм, А

F, мм2

Длина L, км

Удельное r, Ом/км

Удельное x, Ом/км

cos(f)

Потери напряжения U1, В

Потери Р1,

Вт

Потери Q1, Вар

Кабель до СП1

83,8

35

0,005

0,89

0,065

0,6

0,450

99,041

7,255

Кабель до СП2

66,5

25

0,003

1,25

0,067

0,6

0,278

49,761

2,6646

Кабель до СП3

30,1

10

0,017

3,13

0,069

0,61

1,685

140,721

3,085

Кабель до СП4

35,8

10

0,028

3,13

0,068

0,86

4,728

336,439

7,289

Кабель до СП5

5,17

10

0,030

3,13

0,069

0,71

0,598

7,396

0,164

Таблица 6.4.3

СП

Iм, А

F, мм2

Длина L, км

Удельное r, Ом/км

Удельное x, Ом/км

cos(f)

Потери напряжения U2, В

Потери Р2, Вт

Потери Q2, Вар

ШРА 1

83,78

175

0,01

0,21

0,21

0,6

0,48380792

50,144269

50,144269

ШРА 2

66,51

175

0,02

0,21

0,21

0,6

0,62098815

51,0868611

51,0868611

ШРА 3

175,0

175

0,02

0,21

0,21

0,73

2,15941194

463,05

463,05

Кабель до СП1

6,3

10

0,01

3,13

0,068

0,71

0,28421463

4,29600747

0,09306871

Кабель до ШРА1

83,8

35

0

0,89

0,065

0,6

0,34143088

75,2022655

5,50841555

Кабель до ШРА2

66,5

25

0

1,25

0,066

0,6

0,37051483

66,3477791

3,51377838

Кабель до ШРА3

175,0

70

0

0,45

0,064

0,73

0,44738718

164,0625

23,4465

Рассчитаем падение напряжения до каждого электроприемника и определим падение напряжения в процентах от номинального.

Для определения потерь напряжения в процентах воспользуемся формулой:

, (6.4.4)

Первый вариант

Пример расчета приведем для электроприемника №12.

Данные возьмем из таблицы 6.1.1.

= 0,61 В; =0,449 В;

В;

.

Расчет для остальных электроприемников аналогичен. Результаты расчета сведем в таблицу 6.4.4. Таблица 6.4.4 представлена ниже.

Таблица 6.4.4

№ ЭП по генплану

Наименование ЭП

Суммарные потери U1,В

Суммарные потери U1,%

Суммарные потери U2,В

Суммарные потери U2,%

12

Токарный 8-ми шпиндельный полуавтомат №1

1,06

0,28

1,37

0,36

13

Токарный станок №1

0,82

0,22

1,22

0,32

14

Радиально-сверлильный станок

1,76

0,46

2,20

0,58

15

Токарный станок №2

0,82

0,22

1,22

0,32

20

Универсальный заточный станок №1

0,78

0,21

0,89

0,23

21

Вертикально-сверлильный станок №1

0,70

0,18

0,94

0,25

22

Вертикально-сверлильный станок №2

0,55

0,14

0,92

0,24

16

Токарно-револьверный станок №1

1,54

0,40

2,25

0,59

17

Токарно-револьверный станок №2

2,29

0,60

2,25

0,59

18

Токарно-револьверный станок №3

3,55

0,93

2,61

0,69

19

Токарно-револьверный станок №4

4,09

1,08

2,39

0,63

23

Токарно-револьверный станок №5

0,60

0,16

1,17

0,31

24

Токарно-револьверный станок №6

1,79

0,47

1,17

0,31

25

Токарный 8-ми шпиндельный полуавтомат №2

1,83

0,48

1,11

0,29

5

Пресс ножницы

2,19

0,58

3,14

0,83

6

Обдирочно-шлифовальный станок №1

2,40

0,63

3,40

0,90

7

Обдирочно-шлифовальный станок №2

2,13

0,56

3,12

0,82

8

Фрезерно-отрезной полуавтомат

3,31

0,87

2,76

0,73

9

Пресс кривошипный

2,29

0,60

2,85

0,75

10

Гильотинные ножницы

3,20

0,84

3,08

0,81

11

Пресс

3,57

0,94

3,81

1,00

1

Молот пневматический №1

4,73

1,24

2,61

0,69

3

Молот пневматический №2

6,72

1,77

4,77

1,26

4

Абразивно-отрезной станок

6,15

1,62

3,99

1,05

26

Универсальный заточный станок №2

0,91

0,24

3,20

0,84

27

Затяжной станок

1,20

0,32

3,50

0,92

28

Точильно-шлифовальный станок

1,06

0,28

3,36

0,88

29

Доводочный станок для резцов

0,62

0,16

2,91

0,77

30

Полуавтомат для заточки сверл №1

0,64

0,17

2,94

0,77

31

Полуавтомат для заточки сверл №2

0,97

0,26

3,27

0,86

2

Печь нагревательная(сопротивления)

7,07

1,86

4,95

1,30

Расчёт потерь напряжения и мощности для кабелей соединяющих ЦТП и ВРУ цехов определяется аналогично. Результаты расчётов первого и второго вариантов сведём в таблицу 6.4.5 и 6.4.6 для 1-го и 2-го вариантов соответственно. Марка кабелей указана в таблицах 6.1.3 и 6.1.4.Таблицы представлены ниже.


Подобные документы

  • Определение расчетных нагрузок цехов по установленной мощности и коэффициенту спроса. Центр электрических нагрузок предприятия. Выбор рационального напряжения. Технико-экономическое сравнение вариантов схем внешнего электроснабжения производства.

    курсовая работа [2,7 M], добавлен 13.03.2015

  • Анализ расположения источников питания. Разработка вариантов схемы сети. Выбор основного оборудования. Схемы электрических соединений понижающих подстанций. Уточненный расчет потокораспределения. Определение удельных механических нагрузок и КПД сети.

    курсовая работа [4,3 M], добавлен 01.08.2013

  • Характеристика района проектирования электрической сети. Анализ источников питания, потребителей, климатических условий. Разработка возможных вариантов конфигураций электрической сети. Алгоритм расчета приведенных затрат. Методы регулирования напряжения.

    курсовая работа [377,2 K], добавлен 16.04.2011

  • Выбор напряжения и режима нейтрали для цеховой распределительной сети. Расчет электрических нагрузок цеха с учетом освещения, мощности компенсирующих устройств. Выбор местоположения цеховой трансформаторной подстанции. Нагрузки на участки цеховой сети.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 07.04.2015

  • Составление вариантов схемы электрической сети и выбор наиболее рациональных решений. Приближенный расчет потокораспределения, определение номинального напряжения. Выбор трансформаторов на подстанциях. Разработка схемы электрических соединений сети.

    дипломная работа [1,8 M], добавлен 04.12.2012

  • Этапы и методы проектирования районной электрической сети. Анализ нагрузок, выбор оптимального напряжения сети, типа и мощности силовых трансформаторов. Электрический расчёт варианта сети при максимальных нагрузках. Способы регулирования напряжения.

    методичка [271,9 K], добавлен 27.04.2010

  • Выбор конфигурации, оптимальной схемы, сечения проводов, трансформатора, активной и реактивной мощностей, нагрузок, напряжения с целью проектирования районной электрической сети на основании технико-экономического сравнения конкурентоспособных вариантов.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 02.02.2010

  • Выбор графа, схемы и номинального напряжения проектируемой электрической сети. Основные технико-экономические показатели проектируемой сети. Регулирование напряжения в электрической сети. Расчёт основных нормальных и утяжелённых режимов работы сети.

    курсовая работа [310,6 K], добавлен 23.06.2011

  • Краткая характеристика металлопрокатного цеха, расчет электрических и осветительных нагрузок. Выбор схемы цеховой сети, числа и мощности цеховых трансформаторов. Определение напряжения внутризаводского электроснабжения. Расчет картограммы нагрузок.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.04.2012

  • Определение расчётных электрических нагрузок цехов. Расчёт электрического освещения завода. Технико-экономическое сравнение вариантов внешнего электроснабжения. Определение центра электрической нагрузки. Схема распределительной сети предприятия.

    дипломная работа [2,2 M], добавлен 05.04.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.