Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Задание

1. Введение

2. Расчёт нагрузок СП

3. Расчет шинопроводо

4. Расчет освещения

5. Расчет компенсирующего устройства

6. Выбор комплектной трансформаторной подстанции

7. Выбор сечений кабелей

8. Расчет токов короткого замыкания

9. Выбор защиты

10. Расчет сечения проводов осветительной сети.

Список используемой литературы

электроснабжение цех трансформаторный кабель



Задание

Спроектировать электроснабжение участка кузнечно-прессового цеха (КПЦ), предназначенного для подготовки деталей к обработке.

Участок предусматривает наличие помещений для цеховой ТП, вентиляторной, инструментальной, складов, для бытовых нужд и пр.

ЭСН осуществляется от ГПП. Расстояние от ГПП до цеховой ТП - 1,4 км, а от ЭНС до ГПП - 12 км. Напряжение на ГПП - 6 и 10 кВ.

Количеств рабочих смен - 2. Потребители участка относятся к 2,3 категории надежности ЭСН.

Грунт в районе цеха - суглинок с температурой + 15. От этой же цеховой ТП намечается ЭСН при расширении станочного парка.

Дополнительная нагрузка КПЦ в перспектве составит:

Р_доп=683 кВт, Q_доп=828 кВАр, К_п=0,5.

Каркас здания цеха смонтирован из блоков-секций длиной 8м каждая.

Размеры участка A x B x H = 96 х 56 х 10 м.

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4м.

Перечень ЭО цеха дан в таблице 1.

Расположение основного электрического оборудования (ЭО) показано на плане (рис.1)

Таблица 1

Перечень оборудования цеха

№ на плане	Наименование ЭО	Мощность электроприемника Рэп, кВт	Примечание
1	Вентилятор вытяжной	55
2	Вентилятор приточный	75
3..5	Электротермические установки	14
6,17,36	Краны мостовые	30 кВА
7..16	Обдирочные станки типа РТ-503	37
18..20	Кривошипные КПМ	15
21..23	Фрикционные КПМ	7,5
24..35	Обдирочные станки типа РТ-21001	21

Рисунок 1 План расположения ЭО КПЦ



1. Введение

Многовариантность задач для систем электроснабжения промышленных предприятий обуславливает проведение технико-экономических расчетов, целью которых является экономическое обоснование выбранного технического решения.

В данном курсовом проекте спроектировано электроснабжение участка кузнечно-прессового цеха. Для этого был произведён расчёт мощности потребляемой всем цехом, выбрана схема элетроснабжения, произведен расчет элементов схемы (шины магистральные, шины распределительные, кабели), выбран соответствующий трансформатор, рассчитаны токи коротких замыканий для грамотного выбора защитных элементов. Также было рассчитано требуемое освещение и сечения осветительных проводов.

Электрические нагрузки промышленных предприятий определяют выбор всех элементов системы электроснабжения: линий электропередачи, районных трансформаторных подстанций, питательных и распределительных сетей. Поэтому правильное определение электрических нагрузок является решающим фактором при проектировании и эксплуатации электрических сетей.

Выбор схемы электроснабжения

Определяющим фактором при выборе схемы цеховой сети является расположение технологического оборудования на плане цеха, степень его ответственности, номинальное напряжение и мощности электроприемников, расстояние от центра питания до электроприемника, характер нагрузки и ее распределение по площади цеха. По структуре схемы внутрицеховых электрических сетей могут быть радиальными, магистральными и смешанными.

Все электроприемники (ЭП) разобьем на 6 групп, с учетом месторасположения, характера режима работы, количества (не более 8 шт. из соображений максимального количества выводов у силового пункта (СП)) и потребляемой мощности.

На каждую группу ставим свой СП. СП ставится возле стены или может быть вмонтирован в нее, так, чтобы расстояние до электроприемников было равномерно распределено. Также необходимо учитывать, что для особо мощных приемников можно не устанавливать СП, а произвести присоединение напрямую к распределительным шинам, как и было сделано для вентиляторов. Результаты разбиения по группам сведены в таблицу 2, где также указаны характеристики приемников:

Р_общ - общая активная мощность группы;

К_и - коэффициент использования ЭП;

cos ц - коэффициент мощности ЭП;

tg ц - коэффициент реактивной мощности ЭП;

ПВ- продолжительность включения.

Таблица 2

Характеристики приемников участка механосборочного цеха

Группа	№	Наименование	Робщ, кВт	Рэп,кВт	Ки	cos ц	tg ц	Примечание
1	3..5	Электротермические установки	190	20	0,4	0,7	1,02
2	6	Краны мостовые	200	30 кВА	0,2	0,5	1,73	ПВ=25%
	7,9,11,13,15	Обдирочные станки типа РТ-503		37	0,2	0,65	1,17
3	17	Краны мостовые	200	30 кВА	0,2	0,5	1,73	ПВ=25%
	8,10,12,14,16	Обдирочные станки типа РТ-503		37	0,2	0,65	1,17
4	18..20	Кривошипные КПМ	115,5	15	0,14	0,5	1,73
	21	Фрикционные КПМ		7,5	0,14	0,5	1,73
	24,28, 32	Обдирочные станки типа РТ-21001		21	0,2	0,65	1,17
5	25,26,29,30,33,34	Обдирочные станки типа РТ-21001	126	21	0,2	0,65	1,17
6	22,23	Фрикционные КПМ	93	7,5	0,14	0,5	1,73
	36	Краны мостовые		30 кВА	0,2	0,5	1,73	ПВ=25%
	27,31,35	Обдирочные станки типа РТ-21001		21	0,2	0,65	1,17
	1	Вентилятор вытяжной	55	0,7	0,8	0,75
	2	Вентилятор приточный	75	0,7	0,8	0,75



2. Расчёт нагрузок СП

Для приема и распределения электроэнергии к группам потребителей трехфазного тока применяют силовые распределительные пункты [2]

В данной главе производится расчет электроэнергии в выбранных группах по методу упорядоченных диаграмм [1] по следующим параметрам:

· Определение полной мощности для каждого приемника группы:

(2.1)

где P- активная мощность ЭП, кВт;

- коэффициент мощности ЭП;

ПВ- продолжительность включения.

· Определение реактивной мощности для каждого приемника группы:

(2.2)

где - коэффициент реактивной мощности ЭП.

· Расчетный ток каждого электроприемника группы:

где U- величина фазного питающего напряжения, кВ.

· Расчетный полный ток:

где I- Расчетный ток ЭП группы, A;

· Определение эффективного числа приемников, на основе равенства мощностей. Эффективное число приемников - количество приемников в группе, потребляющие постоянную мощность, равную сумме мощностей приемников в группе.

· Определение средневзвешенного коэффициента использования, если в группе приемники с различными по величине коэффициентами использования:

(2.6)

Где К_и - коэффициент использования ЭП.

· Определение коэффициента максимума К_м, который зависит от и, определение будет производиться на основании таблицы, приведенной в [2].

· Определение активной расчетной нагрузки:

· Определение реактивной расчетной мощности:

где а- коэффициент, равный 1 при n_эф >10, иначе равен 1,1;

- сумма реактивных мощностей ЭП.

· Расчетный ток группы:

Расчет СП №2

Обдирочный станок типа РТ-503

=86,5 А

Кран мостовой

кВт

=22,8 А

A=0,2

89,6кВт

=86,5 А

Расчеты остальных нагрузок остальных групп идентичны первому. Результаты сведены в таблицу 3.При фактическом числе электроприемников 3 и менее,

Таблица 3Данные расчета электроприемников групп

№ СП	№ прием ника	S, кВА	Q, кВар	I, А				кВт	,	Iр, А	Тип СП
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	1	28,6	20,4	43,4	3	0,4	1,42	34,08	26,9	65,99	СП62- 1/1 5х60А
	2	28,6	20,4	43,4
	3	28,6	20,4	43,4
2	1	15,0	13,0	22,8						156,25	СП62- 8/1 8х100А
	2	56,9	43,3	86,5
	3	56,9	43,3	86,5
	4	56,9	43,3	86,5
	5	56,9	43,3	86,5
	6	56,9	43,3	86,5
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
3	1	15,0	13,0	22,8						156,25	СП62- 8/1 8х100А
	2	56,9	43,3	86,5
	3	56,9	43,3	86,5
	4	56,9	43,3	86,5
	5	56,9	43,3	86,5
	6	56,9	43,3	86,5
4	1	30,0	26,0	45,6	6	0,17	2,50	49,88	31,3	89,46	СП62- 5/1 8х60А
	2	30,0	26,0	45,6
	3	30,0	26,0	45,6
	4	15,0	13,0	22,8
	5	32,3	24,6	49,1
	6	32,3	24,6	49,1
	7	32,3	24,6	49,1
5	1	32,3	24,6	49,1	6,0	0,2	2,1	52,9	32,5	94,3	СП62- 5/1 8х60А
	2	32,3	24,6	49,1
	3	32,3	24,6	49,1
	4	32,3	24,6	49,1
	5	32,3	24,6	49,1
	6	32,3	24,6	49,1
6	1	15,0	13,0	22,8	5	0,19	2,50	44,25	23,6	76,19	СП62- 5/1 8х60А
	2	15,0	13,0	22,8
	3	15,0	13,0	22,8
	4	32,3	24,6	49,1
	5	32,3	24,6	49,1
	6	32,3	24,6	49,1
Вентилятор вытяжной	68,8	41,3	104,5		0,60	1,33	54,90	27,26	93,13
Вентилятор приточный	93,8	56,3	142,4		0,60	1,33	74,85	37,16	126,97

3. Расчет шинопроводов

По своему назначению шинопроводы на напряжение до 1 кВ разделяются на магистральные переменного тока серии ШМА и постоянного тока серии ШМАД, предназначенные для подсоединения к ним распределительных шинопроводов и силовых распределительных шкафов, щитов, отдельных мощных ЭП; распределительные серии ШРА - для присоединения к ним ЭП; осветительные серии ШОС - для присоединения светильников и ЭП небольшой мощности. [2]

В данном предполагается проложить две ШРА, которые напрямую будут подсоединены к трансформаторной подстанции. Это решение принято на основании относительно малой (по сравнению с максимально допустимой для ШРА) мощностью потребителей, физическим месторасположением и экономией средств.

Расчет основан на методе упорядоченных диаграмм, аналогичному расчету СП и производится по формулам (2.1-2.9).

Расчет ШРА 1

К ШРА 1 будут подключены два вентилятора, силовой пункт №1. Параметры приведены в таблице 4.

Таблица 4

Приемники подключенные к ШРА 1

№	Наименование	P, кВт	tgц	Ки
1	Вентилятор 1	54,9	0,75	0,6
2	Вентилятор 2	74,85	0,75	0,6
3	СП №1	59,64	1,02	0,7
Сумма(среднее)	189,39	0,84	0,63

К_м=1,65

По (2.6,2.7):

197,34 кВт

Определим полную мощность приемников, подключенных к ШРА1 по формуле

,

Где,-активные и реактивные мощности ШРА1

кВА

Расчетный ток ШРА1:

где -расчетная полная мощность, кВт;

U- питающее напряжение, кВ.

Расчет ШРА 2

Расчет ШРА2 полностью аналогичен расчету ШРА1, исходные данные приведены в таблице 5.

Таблица 5

Приемники подключенные к ШРА 2

№	Наименование	P, кВт	Q, кВАр	Ки
1	СП №2		50,5	0,2
2	СП №3		50,5	0,2
3	СП №4	49,88	89,46	0,17
4	СП №5	52,9	94,3	0,2
5	СП №6	44,25	76,19	0,19
Сумма(среднее)	326,23	360,95	0,19

Результаты вычислений сведены в таблице 6

Таблица 6

Результаты расчетов ШРА

№	nэф	Кис	Км	Pрасч, кВт	Qрасч, кВар	Sрасч, кВА	Iрасч, А
1	4	0,584	1,633	181,105	139,096	228,357	346,952
2	4	0,19	2,70	171,34	40,29	176,02	267,43
Сумма	401,87	610,57

4. Расчет освещения

На промышленных предприятиях около 10% потребляемой электроэнергии затрачивается на электрическое освещение. Правильное выполнение осветительных установок способствует рациональному использованию электроэнергии, улучшению качества выпускаемой продукции, повышению производительности труда, уменьшению количества аварий и случаев травматизма, снижению утомляемости рабочих.

При проектировании освещения нужно ознакомиться с основными понятиями:

Световой поток Ф - мощность лучистой энергии, оцениваемая по производимому ею световому ощущению. Единица - люмен (лм) имеет размерность кандела*стерадиан.

Сила света (I или J) - отношение светового потока к телесному углу, в котором он излучается. Единица - кандела (кд).

Телесный угол w - часть пространства, заключенная внутри конической поверхности. Измеряется отношением площади, вырезаемой им из сферы произвольного радиуса, к квадрату последнего:

w=S/r²

Освещенность объекта Е - это отношение светового потока Ф, падающего на поверхность объекта, к площади его поверхности F:

E=Ф/F Единица освещенности - люкс (лк) имеет размерность лм/м^{2 .} Освещенность поверхности не зависит от её свойств и от направления, в котором поверхность рассматривается.

Яркость L - отношение силы света в данном направлении к площади проекции излучающей поверхности на плоскость, перпендикулярную данному направлению. Единица яркости - кд/м².

Светимость М - отношение светового потока к площади излучающей его поверхности. Единица - лм/м².

Коэффициент отражения с - отношение отразившегося от тела светового потока Ф_с к падающему световому потоку: с=Ф_с/Ф

В осветительных установках широко применяют трубчатые люминесцентные ртутные лампы (ЛЛ) низкого давления, которые имеют ряд преимуществ:

- высокая световая отдача, достигающая 75 лм/Вт;

- большой срок службы, доходящий у простых ламп до 10000 часов;

- возможность иметь источники света различного спектрального состава при лучшей для большинства типов цветопередаче, чем у ламп накаливания;

- относительно малая (хотя и создающая ослепленность) яркость, что в ряде случаев является достоинством.[5]

Расчет освещения в станочном отделении:

Расчет освещения проводится методом коэффициента использования. При расчете по этому методу световой поток ламп в каждом светильнике, необходимый для создания заданной минимальной освещенности определяется:

(4.1)

Eн=300 лк - норма освещенности, принятая из [3];

Кзап=1.8 - коэффициент запаса, принят из [3];

S - площадь освещаемой поверхности, м²;

Z=1.1 - коэффициент минимальной освещенности для люминесцентных ламп;

n - число светильников;

зи - коэффициент использования светового потока источника света.

Индекс помещения (нужен для определения коэффициента использования зи):

l =- длина помещения, м;

b= - ширина помещения, м;

Площадь помещения:

S=lb=72*48+8*24+8*32+8*16=4032 м²

Высота подвеса

h=H-hp-hc

H=10 м - высота помещения;

hp=0.8 м - высота расчетной поверхности над полом;

hc=1.2 м - расстояние от перекрытия до светильника.

h=10-0.8-1.2=8 м

Из [4] принимаем:

сп=0.5, сст=0.3, ср=0.1 - коэффициенты отражения поверхностей помещения: потолка, стен, расчетной поверхности или пола соответственно.

Из [4] для светильника типа РСП05/К03, С35ДРЛ принимаем:

зи=0.53

n=210 - число светильников

Рассчитываем световой поток по (5.1):

Принимаем лампу типа ДРЛ400 мощностью 400 Вт со световым потоком Ф=19000 лм.

Общая мощность светильников:

Робщ=nPсв=2100,400=84 кВт

По аналогии рассчитана освещенность в других помещениях. Результаты расчета сведены в таблицу 4.

Таблица 4

Результаты расчета освещения

Помещение	S, м2	Ен, лк	Число светильников n	Расчетный поток Ф,лм	Принятый поток Ф, лм	Тип ламп	Суммарная мощность лам, кВт
Станочное отделение	4032	300	210	19562	19000	ДРЛ400	84
Вентиляционная	128	50	2	10868	11000	ДРЛ250	0,5
Комната отдыха	128	100	7	6210	5600	ДРЛ125	0,875
Контора	128	100	7	6210	5600	ДРЛ125	0,875
Бытовка	128	50	4	5434	5600	ДРЛ125	0,5
Инструментальная	128	100	7	6210	5600	ДРЛ125	0,875
Склад	576	50	9	10868	11000	ДРЛ250	2,25
Трансформаторная	128	75	3	10868	11000	ДРЛ250	0,75
Сумма	90,625

Для питания ламп устанавливаем щитки освещения (ЩО), которые будут подключены к соответствующей ШРА в зависимости от расположения, ЩО№1 подключается к ШРА №1, а ЩО№2 к ШРА№2.

План расположения см. в приложении 2.

Результаты подключений приемников к ОЩ сведены в таблицу 5.

В станочном отделении все лампы разбиты на группы, каждая группа подключается к выводу ОЩ.

Из [4] cosц осветительных установок типа ДРЛ составляет 0,95, следовательно tgц=0,33, по формуле (2.2) вычислим значение реактивной мощности для каждого ЩО.



Таблица 5

Расчет ЩО

№ ЩО	Подключаемые помещения	Мощность вывода, кВт	Потребляемый ток вывода, А	Суммарная активная мощность, кВт	Суммарная реактивная мощность, кВАр	Тип ЩО
1	Трансформаторная	1	0,75	3,41	30,11	9,94	ЩО33-26 12 выводов
	Вентиляционная	2	0,5	2,27
	Комната отдыха	3	0,875	3,98
	Контора	4	0,875	3,98
	Бытовка	5	0,5	2,27
	Инструментальная	6	0,875	3,98
	Склад	7	2,25	10,23
2	Станочное отделение	1	6	27,27	381,82	126	ЩО33-27 18 выводов
		2	6	27,27
		3	6	27,27
		4	6	27,27
		5	6	27,27
		6	6	27,27
		7	6	27,27
		8	6	27,27
		9	6	27,27
		10	6	27,27
		11	6	27,27
		12	6	27,27
		13	6	27,27
		14	6	27,27

5. Расчет компенсирующего устройства

Компенсация реактивной мощности нужна для того чтобы повысить коэффициент мощности - не загружать сеть реактивной мощностью и не платить за неё.

Можно произвести компенсацию двумя путями:

1. Установка синхронного компенсатора.

2. Установка компенсирующей конденсаторной батареи.

Примем второй вариант решения, т.к. он проще, дешевле, первый метод рассчитан для более мощных систем. Была выбрана следующая схема подключения компенсаторов - на каждую из ШРА ставится свой компенсатор реактивной мощности. Также необходимо учитывать, что конденсаторные установки существуют только определенной номинальной емкости, т.е. для получения необходимого выбираем компенсаторную батарею ближайшую по номиналу от расчетной.

Возьмем из табл.3 данные, которые поместим на рис.2 с учетом подключения ЩО.

требуемый сosц_к = 0.95 по принятым нормам для потребителей электроэнергии.

Расчет компенсаторной батареи на ШРА1:

На рис.2 от конца шины до КТП последовательно складываем значения реактивных мощностей, результат нанесем на рис.2

По методике из [3], необходимо задаться соотношением

где - коэффициент мощности на рассматриваемой ШРА, который нужно получить;

- активная расчетная мощность на ШРА, кВт;

- реактивная расчетная мощность на ШРА, кВар;

- реактивная мощность компенсатора на ШРА, кВар;

=30 кВар

Расчет компенсаторной батареи на остальных участках аналогичен и сведен в таблицу 6.

Таблица 6

Расчет мощности компенсирующих конденсаторных батарей

№ ШРА	Полученный	Расчетное значение мощности, кВАр	Реальное значение мощности, кВАр
1	0,95	30	30
2	0,95	15	15

По [3] для определения места подключения компенсаторной батареи необходимо найти точку, где соблюдается неравенство:

Где ,- значения реактивных мощностей на двух соседних точках подключения приемников.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 Схема подключения КУ

Общая схема электроснабжения цеха представлена в приложении 3

6. Выбор комплектной трансформаторной подстанции

Выбор числа и мощности силовых трансформаторов для понизительных подстанций промышленных предприятий должен быть технически и экономически обоснован, так как это оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения. При выборе числа и мощности силовых трансформаторов используют методику технико-экономических расчетов, а также учитывают такие показатели как надежность электроснабжения потребителя и потребная трансформаторная мощность. В цехе есть приемники II категории, их необходимо обеспечить резервом, вводимым автоматически или действиями дежурного персонала. При питании этих потребителей от одной подстанции следует устанавливать 2 трансформатора.

Цеховые ТП выполняют комплектными (КТП). Мощность силовых трансформаторов выбирают с учетом экономически целесообразного режима работы и соответствующего обеспечения резервирования питания потребителей при отключении одного трансформатора и того, что нагрузка трансформаторов в нормальных условиях в нормальных условиях не должна (по нагреву) вызывать сокращения естественного срока его службы.[2]

Должно быть соответствие

S_p/S_тр=0.5-0.8

Где потребляемая мощность, равная сумме мощностей ШРА с учетом компенсации реактивной энергии и освещения.

Взяв данные из таблицы 6, получаем

Полная расчетная мощность на ШРА1:

Расчет для остальных ШРА аналогичен, результаты сведены в таблицу 8. По условию задания трансформатор необходимо выбирать с расчетом перспективы расширения станочного парка, примем для экономии средств на трансформаторе, что новых установок также будет составлять 0,95, отсюда имеем

Таблица 8

Данные для выбора КТП

Приемник	Sр, кВА
ШРА1	204,235
ШРА2	573,48
Перспектива	729,47
Сумма	1547,48

S_p=1547,48 кВА

Из [1] выбираем двухтрансформаторную КТП:

2КТП6-10/0.4, Sтр=21000 кВА, тип трансформатора

S_p/S_тр=1457 /(1000+1000)=0,73, что допустимо. Также при отключении одного трансформатора, второй с перегрузкой сможет временно питать всю нагрузку самостоятельно в режиме перегрузки S_p/S_{тр ав}=1457 /(1000)=1,46. В нормальном режиме два трансформатора работают параллельно на нагрузку.



7. Выбор сечений кабелей

Примем, что для каждого электроприемника подвод электроэнергии будет осуществлен четырехжильным(L1,L2,L3,N) кабелем c пропитанной бумажной изоляцией на напряжение до 1 кВ, проложенным в металлорукаве.

Согласно [8]

Таблица 9

Экономическая плотность тока

Проводники	Экономическая плотность тока, А/мм2, при числе часов использования максимума нагрузки в год
	более 1000 до 3000	более 3000 до 5000	более 5000
Неизолированные провода и шины:
медные	2,5	2,1	1,8
алюминиевые	1,3	1,1	1,0
Кабели с бумажной и провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с жилами:
медными	3,0	2,5	2,0
алюминиевыми	1,6	1,4	1,2
Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с жилами:
медными	3,5	3,1	2,7
алюминиевыми	1,9	1,7	1,6

Для того чтобы рассчитать число часов использования максимума нагрузки в год сделаем расчет:

В соответствии с производственным календарем на 2010 год, официальных выходных дней в 2010 году будет 116, следовательно рабочих - 365-115=250 дней. Примем режим работы - двухсменный рабочий день по 9 часов смена, т.е. 18 часов в день.

Итого максимальное количество часов работы оборудования в год 18250=4500 ч.

Т.к. коэффициент использования каждого оборудования (кроме вентиляторов) составляет в среднем К_и.ср=0,3, то количество часов максимума (часов работы, т.к. на рассчитываемом сечении кабеля находится один потребитель) составит 45000,3=1350 часов, а для вентиляторов 45000,7=2950 часов, прием согласно таблице 9 J_м=3 A/мм² - для всего оборудования.

S=I/(J*3)

Где S-площадь сечения кабеля, мм²;

I-ток приемника, А;

J-экономическая плотность тока, A/мм²

по сечению жилы выбираем ближайшее наибольшее значение

Выбор сечения кабелей для приемников СП1 (марка ВВГ)

S_1,2,3= принимаем 3х6 мм² Электротермические установки

По аналогичным расчетам для всех приемников, результаты занесены в таблицу 9.

Таблица 10

Сечения подводящих проводников

СП	Наименование	SСПр, мм2	SСП, мм2	Sp, мм2	S, мм2
1	Электротермические установки	22,00	3х10	14,47	3х6
2	Кран мостовой	52,08	3х25	7,60	3х4
	Обдирочные станки типа РТ-503			28,83	3х10
3	Кран мостовой	52,08	3х25	7,60	3х4
	Обдирочные станки типа РТ-503			28,83	3х10
4	Кривошипные КПМ	29,82	3х10	15,19	3х6
	Фрикционные КПМ			7,60	3х4
	Обдирочные станки типа РТ-21001			16,36	3х6
5	Обдирочные станки типа РТ-21001	31,44	3х16	16,36	3х6
6	Фрикционные КПМ	25,40	3х10	7,60	3х4
	Кран мостовой			7,60	3х4
	Обдирочные станки типа РТ-21001			16,36	3х6
-	Вентилятор вытяжной	- -	34,84	3х16
-	Вентилятор приточный		47,50	3х16

8. Расчет токов короткого замыкания

Расчет токов короткого замыкания необходим для правильного выбора электрооборудования, защитной аппаратуры и средства ограничения токов КЗ.

Сети промышленных предприятий напряжением до 1кВ характеризуются большой протяженностью и наличием большого количества коммутационно-защитной аппаратуры. При напряжении до 1 кВ даже небольшое сопротивление оказывает существенное влияние на ток КЗ. Поэтому в расчетах учитывают все сопротивления короткозамкнутой цепи, как индуктивные, так и активные.

Для установок напряжением до 1 кВ при расчетах токов КЗ считают, что мощность питающей системы не ограничена и напряжение на стороне высшего напряжения цехового трансформатора является неизменным.

Схема расчета приведена в приложении 2.

Параметры трансформатора Т1:

Rт=2.8 мОм Хт=12.9 мОм Zт=14 мОм Uном=400 В

Параметры автоматического выключателя Q2:

Rq=0.1 мОм Xq=0.1 мОм

Параметры разъединителя S1:

Rs=0.08 мОм

Рассчитаем короткое замыкание в точке К1:

Рассчитываем суммарное активное сопротивление до точки К1:

мОм

Вычисляем суммарное реактивное сопротивление до точки К1:

мОм

Рассчитываем ток короткого замыкания в точке К1:

Ка

По аналогии рассчитываем токи короткого замыкания в других точках с учетом того, что расстояние изменяется от трансформатора до точки КЗ, а следовательно изменяется суммарные активное и индуктивное сопротивления. Результаты расчета сведены в таблицу 11. Размещение точек КЗ см. приложение 3. На рисунке 3 изображена схема замещения.

Таблица 11

Результаты расчета токов КЗ

Точка	Iк, кА
К1	17,316
К2	16,215
К3	14,841
К4	15,538
К5	14,877
К6	14,591
К7	14,234
К8	14,025
К9	8,751
К10	8,667
К11	8,751

Рисунок 3 Схема замещения цепи до точки К1

9. Выбор защитных аппаратов

Предохранители нужны для того чтобы защитить ЭО от коротких замыканий и перегрузок.

Предохранитель состоит из корпуса, в котором находится металлическая пластинка или нить, являющаяся искусственным ослабленным звеном в цепи тока. Ток, превышающий нормальный, нагревает плавкую вставку, вызывая ее расплавление. Чем больше ток, тем быстрее повышается температура вставки и тем меньше требуется времени, чтобы вставка расплавилась.

Защита от перегрузок с помощью предохранителей возможна только при условии, что защищаемые элементы установки будут выбраны с запасом по пропускной способности, превышающем примерно на 25 % номинальный ток плавкой вставки, а максимально допустимый ток был больше тока короткого замыкания.

По конструктивным признакам предохранители на напряжение до 1 кВ разделяются на 2 группы:

- без наполнителя разборные (ПР-1, ПР-2);

- с наполнителем (насыпные) не разборные и разборные (НПН-2, ПН-2).

Выбор предохранителей для всех точек сети должен обеспечивать избирательность их действия.

Поставим предохранители на каждый СП и на каждый приемник, предохранители выбираем из [4], результаты выбора занесены в таблицы 11,12.

Таблица 12

Предохранители электроприемников

№	Наименование	Тип предохранителя	Номинал плавкой вставки предохранителя, А	Максимально допустимый ток, кА
1	Вентилятор вытяжной	ПН2-250	150	100
2	Вентилятор приточный	ПН2-250	150	100
3	Электротермические установки	ПН2-100	60	100
4	Обдирочные станки типа РТ-503	ПН2-100	30	100
5	Кривошипные КПМ	ПН2-100	60	100
6	Обдирочные станки типа РТ-21001	ПН2-100	60	100
7	Фрикционные КПМ	ПН2-100	30	100
8	Краны мостовые	ПН2-100	100	100

Таблица 13

Предохранители силовых пунктов

№ СП	Тип предохранителя	Номинал плавкой вставки предохранителя, А	Максимальный отключаемый ток КЗ, кА
1	ПН2-100	80	100
2	ПН2-250	150	100
3	ПН2-250	150	100
4	ПН2-100	100	100
5	ПН2-100	100	100
6	ПН2-100	100	100

10. Расчет сечения проводов осветительной сети

При проектировании осветительных сетей важным условием является обеспечение необходимого уровня напряжения. Расчет сечения проводов осветительной сети проведем по потере напряжения. [4]

Величину располагаемых потерь ДU_p напряжения в сети из [4] составляет 5% при выбранном трансформаторе.

Потери напряжения на участке осветительной сети

(10.1)

Где М- коэффициент нагрузки;

s - сечение данного участка сети;

=12-коэффициент из [4].

Момент нагрузки:

Момент нагрузки для одинаковых ламп:

(10.2)

Где Р_с - суммарная мощность ламп, Вт;

l₀-длина линии до первой лампы;

l₁-длина линии от первой лампы до последней лампы.

При наличии на линии ламп различной мощности момент состоит из суммы моментов каждой лампы.

Сечение участка осветительной сети

(10.3)

Источником питания для всей осветительной сети примем помещение трансформаторной подстанции, от которой осуществлен отсчет длины и мощности. По схеме освещения, представленной в приложении 1, на которой показаны мощности осветительных установок и их расположение, найдем сечение кабеля.

Щитки подключены напрямую к ШРА кабелем, длину которого примем 3м.

Результаты выбора и подключения, показаны в приложении 3 и необходимые для расчета сведения и расчет моментов сведены в таблицу 14.

Таблица 14

Подключения к ОЩ1

№ подключения	Количество ламп	Общая мощность ламп, кВт	Номинальный ток ламп, А	l0,м	l1, м	М, кВт
1	3	0,75	3,41	64	6	50,25
2	2	0,5	2,27	49	8	26,5
3	7	0,875	3,98	3	25	13,563
4	7	0,875	3,98	20	25	28,438
5	4	0,5	2,27	15	5	8,75
6	7	0,875	3,98	20	5	19,688
7	9	2,25	10,23	83	55	248,63
Сумма	6,625	30,11		395,81

Момент подводного участка:

M₁=3=19,88 кВтм

Расчет сечения кабеля, подходящего к ОЩ1 по формуле (11.3) с учетом таблицы 14 получаем:

Поскольку все ответвления однофазные, а основная магистраль трехфазная, то коэффициент =1,39

Сечение подводного участка осветительной сети

1,58 мм²

Принимаем стандартное большее сечение одной жилы трехпроводного проводника равное 2,5 мм². (Кабель ВВГ)

Потери напряжения на подводном участке цепи

0,11 %

Расчетные потери напряжения на последующих участках:

%

Сечения проводов от ОЩ1 до ламп на первом подключении:

0,86 мм² принимаем 1 мм² провода марки ППВ

Расчеты остальных участков и расчет подключений ОЩ2 аналогичен приведенному. Данные для расчета ОЩ2 сведены в таблице 15. Конечные результаты расчета сечении проводников осветительной сети и выбор автоматических выключателей в щитки освещения сведены в таблицы 16,17.

Таблица 15

Подключения к ОЩ2

№ подключения	Количество ламп	Общая мощность ламп, кВт	Номинальный ток ламп, А	l0,м	l1, м	М, кВт
8	14	5,6	25,45	50	64	459,2
9	14	5,6	25,45	80	75	658
10	14	5,6	25,45	5	64	207,2
11	14	5,6	25,45	3	64	196
12	14	5,6	25,45	3	64	196
13	14	5,6	25,45	5	64	207,2
14	14	5,6	25,45	7	64	218,4
15	14	5,6	25,45	9	64	229,6
16	14	5,6	25,45	12	64	246,4
17	14	5,6	25,45	14	64	257,6
18	14	5,6	25,45	16	64	268,8
19	14	5,6	25,45	18	64	280
20	14	5,6	25,45	21	64	296,8
21	14	5,6	25,45	23	64	308
22	14	5,6	25,45	25	64	319,2
Сумма	39,2	178,18		4348,4

Таблица 16

Результаты расчета ОЩ1

Подходящий трехжильный кабель сечением 2,5 мм2
№ вывода	Sрасч, мм2	S, мм2	Номинал автоматического выключателя, А
1	0,86	1,00	6
2	0,45	0,75	6
3	0,23	0,75	6
4	0,48	0,75	6
5	0,15	0,75	6
6	0,34	0,75	6
7	4,24	6,00	16



Таблица 17

Результаты расчета ОЩ2

Подходящий трехжильный кабель сечением 16мм2
№ вывода	Sрасч, мм2	S, мм2	Номинал автоматического выключателя, А
1	7,81	10,00	32
2	11,20	16,00	32
3	3,53	4,00	32
4	3,33	4,00	32
5	3,33	4,00	32
6	3,53	4,00	32
7	3,72	4,00	32
8	3,83	4,00	32
9	4,11	6,00	32
10	4,29	6,00	32
11	4,48	6,00	32
12	4,67	6,00	32
13	4,95	6,00	32
14	5,13	6,00	32



Список используемой литературы

1. Кабышев А.В.. Расчет и проектировние систем электроснабжения.

2. Анчарова Т.В., Матюнина Ю.В. Проектирование цеховой сети. Методическое пособие по курсу «Потребители электроэнергии и их электроснабжение». М.: Издательство МЭИ, 2001.

3. Шеховцов В.П.. Расчет и проектирование схем электроснабжения. М.: Энергоатомиздат, 2005.

4. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. Учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1987.

5. Справочник по проектированию электроснабжения. Под редакцией Ю.Г. Барыбина, Л.Е. Федорова. М.: Энергоатомиздат, 1990.

6. Алиев И.И.. Кабельные изделия справочник. М.: Высшая школа, 2004.

7.СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования. Министерство строительства Российской Федерации (Минстрой России).

8.Правила устройства электроустановок. Министерство энергетики Российской Федерации.

Размещено на Allbest.ru