Разработка схемы электроснабжения автоматизированного цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Обща часть

1.1 Характеристика объекта ЭСН, электрических нагрузок и его технологического процесса

1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, электробезопасности

2. Расчетно - конструкторская часть

2.1 Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН

2.2 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформатора

2.3 Расчет и Выбор элементов ЭСН

2.3.1 Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств

2.3.2 Выбор лини ЭСН, характерной линии

2.4 Расчет токов КЗ и проверки элементов в характерной линии ЭСН

2.4.1 Выбор точек и расчет КЗ

2.4.2 Проверка элементов по токам КЗ

2.4.3 Определение потери напряжения

Заключение

Список литературы

электрический нагрузка трансформатор электроснабжение



Введение

В энeргeтичeскoй прoгрaммe PФ cфoрмулирoвaны вaжнeйшиe зaдaчи развития промышленности путём всемирной интенсификации и повышения эффективности производства на базе ускорения научно-технического прогресса.

В области электроснабжения потребителей эти задачи предусматривают повышение уровня проектно- конструкторских разработок, внедрение и рациональную эксплуатацию высоконадёжного электроснабжения, снижение непроизводительных расходов электроэнергии при её передаче, распределений и потреблений.

Развитие и усложнение структуры систем электроснабжения, возрастающие требования к экономичности и надёжности их работы в сочетании с изменявшейся структурой и характером потребителей электроэнергии, широкие внедрение устройств управления распределением и потреблением электроэнергии на базе современной вычислительной техники ставят проблему подготовки высококвалифицированных инженеров по специальности «Электроснабжение промышленных предприятий, городов и сельского хозяйства».

Считаю, что данная тема актуальна в современном мире, поэтому темой моего дипломного проекта является разработка системы электроснабжения оборудования деревообрабатывающего цеха.



1. Общая часть

1.1 Характеристика объекта ЭСН, электрических нагрузок и его технологического процесса

Деревообрабатывающий цех (ДЦ) предназначен для изготовления оконных блоков и является составной частью крупного домостроительного комбината.

Весь технологический процесс осуществляется двумя потоками, каждый поток состоит из трёх автоматизированных линий:

Готовая продукция проходит через малярную и идёт к потребителю. Транспортировка деталей по цеху осуществляется электрокарами, для подзаряда аккумуляторов которых имеется зарядная. Кроме этого предусмотрены производственные, вспомогательные и бытовые помещения.

Участок раскроя пиломатериалов и зарядная являются пожароопасными помещениями. Электроснабжение (ЭСН) цех получает от собственной комплектной трансформаторной подстанции (КТП), подключенной к главной понизительной подстанции (ГПП) комбината. По категории надёжности ЭСН - это потребитель 1 категории. Количество рабочих смен-3 (круглосуточно).

Грунт в ДЦ- суглинок с температурой +10 ?С. Каркас здания сооружен из блоков- секций длиной 6 м. каждый.

Размеры цеха АЧВЧН= 48Ч30Ч8 м. Все помещения, кроме технологических участков, двухэтажные высотой 3,6 м.

Перечень электрооборудования (ЭО) дан в таблице 1. Мощность электропотребления (Р_эп) указан для одного электроприёмника.

Расположение основного ЭО показано на плане.



Таблица 1

Перечень ЭО деревообрабатывающего цеха

Номер на плане	Наименование ЭО	Рн: кВт	Примечание
1,2	Вентиляторы	5,5
3	Компрессор	5
4	Установка окраски электростатической	4,8	1-фазная
5,6	Зарядные агрегаты	4,5	1-фазные
7,8	Токарные станки	1,8
9,29	Лифты вертикальные ДБ1	3
10,30,15,35	Загрузочные устройства	2,5
11,31	Торцовочные станки ДС1	2,8
12,32,22,42	Транспортёры ДТ4	2,6
13,33	Многопильные станки ЦМС	5
14,34	Станки для заделки сучков	2,4
16,36	Фуговальные станки	3,5
17,37,20,40	Транспортёры ДТ6	4
18,38	Шипорезные станки ДС35	4,5
21,41	Станки четырёхсторонние ДС38	4
23,24,43,44	Станки для постановки полупетель ДС39	1,4
19,39	Перекладчик ДБ14	4
25,46	Сборочный полуавтомат ДА2	2,6
28,48	Станок для снятия провесов ДС40	1,4

1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, электробезопасности

Классификация помещений по взрыво-, пожаро- и электробезопасности представлена в таблице 2.

Таблица 2

классификация помещений по взрыво-, пожаро- и электробезопасности

Наименование помещений	Категория
	взрывоопасности	пожароопасности	электробезопасности
Малярная	В -IIа	П -IIа	ПО
Вентиляция	В -IIа	П -IIа	ПО
Участок пиломатериалов	В -IIа	П -IIа	ПО
Комната отдыха	В -IIа	П -IIа	БПО
Участок подготовки деталей	В -IIа	П -IIа	ПО
Участок сборки	В -IIа	П -IIа	БПО
Зарядная	В -IIа	П -IIа	ПО
Помещение мастера	В -IIа	П -IIа	БПО
Токарный участок	В -IIа	П -IIа	ПО
КТП	В -IIа	П -IIа	ПО

В -IIа - возможно образование взрывоопасной смеси в помещении из взвешенных частиц( пыль, волокна) и воздуха в нормальных условиях.

П -IIа - обращаются твердые горючие вещества (склады).

ПО - с повышенной опасностью.

БПО - без повышенной опасности. Относятся помещения, не относящиеся в отношении опасности поражения людей электротоком к ОО (особо опасные) и с ПО.



2. Расчетно-конструкторская часть

2.1 Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН

Деревообрабатывающий цех является электропотребителем I категории. Перерыв в электроснабжении приведёт к массовому недоотпуску продукции, простою рабочих, механизмов. ДЦ обеспечивается электроэнергией от главной понизительной подстанции завода.

Перерыв электроснабжения допустим на время срабатывания устройства автоматического включения резерва (УАВР), предназначенного для включения дополнительного источника питания.

Для электроснабжения данного цеха была использована радиальная схема электроснабжения ДЦ (рисунок 1). В целях повышения надежности электроснабжения применяем двухтрансформаторную подстанцию с автономным источником питания.

Рисунок 1 Радиальная схема электроснабжения ДЦ



2.2 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов

Распределим равномерно всю нагрузку основного оборудования деревообрабатывающего цеха и занесем данные в таблицу 3.

Таблица 3

Распределении нагрузки

Секция 1	Секция 2
РП1	Нагрузка P, кВт	РП2
Лифты вертикальные ДБ1	2Ч3	1Ч4,8	Установка окраски электростатической
Загрузочные устройства	4Ч2,5	2Ч3,5	Фуговальные станки
Торцовочные станки ДС1	2Ч2,8	4Ч4	Транспортёры ДТ6
Транспортёры ДТ4	4Ч2,6	2Ч4,5	Шипорезные станки ДС35
Многопильные станки ЦМС	2Ч5	2Ч4	Станки четырёхсторонние ДС38
Станки для заделки сучков	2Ч2,4	1x5	Компрессор
РП3		4Ч1,4	Станки для постановки полупетель ДС39
Зарядные агрегаты	2Ч4,5	2Ч4	Перекладчик ДБ14
Токарные станки	2Ч1,8	2Ч2,6	Сборочный полуавтомат ДА2
Вентиляторы	2Ч5,5	2Ч1,4	Станок для снятия провесов ДС40
70,4	Итого	71,4

В качестве основного метода определения электронагрузок принят метод коэффициента максимума (упорядочённых диаграмм).

Это основной метод расчета электрических нагрузок, который сводится к определению максимальных (Pм, Qм, Sм) расчетных нагрузок электроприемников по формулам:

P_см = К_и Ч Р_н (кВт);

Q_см = P_см Ч tgц (кВар);

S_см = (кВА).

Определяем среднюю нагрузку активную, реактивную и полную ко всему ЭО. Для примера выбрал: Торцовочные станки ДС1.

P_см = К_и Ч Р_н = 0,17Ч5,6= 0,9 кВт.

Q_см = P_см Ч tgц = 0,9Ч1,17 =1 кВар.

S_см = = = 1,3 кВА.

Все данные вносим в таблицу 5 - Сводная ведомость нагрузок по цеху. Необходимо перевести два ЭО из 1-фазной нагрузки в 3-ехфазную. В качестве примера было выбраны зарядные агрегаты. Сперва необходимо узнать величину неравномерности (Н):

Н= Ч = =205% > 15% тогда:

Р_у = 3Р_ф.нб = 3 Ч 5,5 = 16,5 кВт.

А для установки окраски электростатической:

Н= * = =257% > 15% тогда

Р_у = 3Р_ф.нб = 3 Ч 5 = 15кВт.

Определяем активную, реактивную и полную максимальную нагрузку ко всему ЭО по формуле:

P_м=K_мЧР_cм (кВт);

Q_м=K_м'ЧQ_см (кВар);

S_м = (кВА),

где m = P_н.нб/Р_н.нм (для каждого РП свое значение);

К_м и К_м' = 1.

P_м=2Ч0,9=1,8 (кВт);

Q_м=1Ч1=1 (кВар);

S_м = =2 (кВА).

Полученные данные вносим в таблицу 5.

I_м - определяем по формуле:

I_м = S_см ? V_л (A).

I_м = S_см ? V_л = 2 / 0,38Ч1,73 = 3 A. (Торцовочные станки ДС1).

Полная нагрузка (S_м) в цехе определяется по формуле:

S_м = S_м(PП1)+ S_м(PП2)+S_м(PП3);

S_м = 17+24,7+37,7=79,4.

Максимальный ток (I_м) в цехе определяется по формуле:

I_м= I_м(РП1)+ I_м(РП2)+I_м(РП3);

I_м=25,8+37,6+57,7=121,1.

На основании полученного значения S_м выбираем нужный трансформатор: 2ЧTM-100-10/0,4.

Параметры выбранного трансформатора представлены в таблице 4.

Таблица 4

Параметры трансформатора

U,кВ	Потери, Вт	Uкз,%	Iхх,%	Sном, кВтА
ВН	НН	ХХ	КЗ
10	0,4	2	2	4,5%	2,6%	100

Таблица 5

Сводная ведомость нагрузок по цеху

Наименование электроприёмников	Нагрузка установленная	Нагрузка средняя за смену	Нагрузка максимальна
	Рн кВТ	n	Рн?, кВт	Ки	cosц	tgц	m	Рcм, кВт	Qсм, кВар	Sсм, кВ*А	nэ	Км	Км'	Pм, кВт	Qм, кВар	Sм, кВ*А	Iм, А
РП1 Лифты вертикальные ДБ1	3	2	6	0,1	0,5	1,73	2	0,6	1	1,1	6	2	1	1,2	1	1,6	2,4
Загрузочные устройства	2,5	4	10	0,17	0,65	1,17		1,7	1,9	2,5				3,4	1,9	3,9	6
Торцовочные станки ДС1	2,8	2	5,6	0,17	0,65	1,17		0,9	1	1,3				1,8	1	2	3
Транспортеры ДТ4	2,6	4	10,4	0,17	0,65	1,17		1,7	2	2,89				3,4	2	4	6
Многопильные станки ЦМС	5	2	10	0,17	0,8	1,17		1,7	1,9	2,5				3,4	1,9	3,9	6
Станки для заделки сучков	2,4	2	4,8	0,14	0,5	1,73		0,6	1	1,2				1,2	1	1,6	2,4
Итого РП1	18,3	16	46,8					7,2	8,8	11,5				14,4	8,8	17	25,8
РП2 Установка окраски электростатической	15	1	15	0,16	0,6	1,3	3,5	2,4	3,1	3,9	10	1,2	0,9	2,9	2,8	4	6,1
Фуговальные станки	3,5	2	7	0,17	0,65	1,17		1,1	1,3	1,7				1,3	1,2	1,8	2,7
Транспортеры ДТ6	4	4	16	0,17	0,65	1,17		2,7	3,1	4,1				3,2	2,8	4,2	6,4
Шипорезные станки ДС35	4,5	2	9	0,17	0,65	1,17		1,5	1,7	2,2				1,8	1,5	2,3	3,5
Станки четырехсторонние ДС38	4	2	8	0,17	0,65	1,17		1,3	1,5	2				1,6	1,3	2	3
Компрессор	5	1	5	0,7	0,8	0,75		3,5	2,6	4,4				4,2	2,3	4,8	7,3
Станки для постановки полупетель ДС39	1,4	4	5,6	0,17	0,65	1,17		0.9	0,7	1,1				1,8	0,6	1,9	2,9
Перекладчик ДБ 14	4	2	8	0,14	0,5	1,73		1,1	1,2	1,6				1,3	1,1	1,7	2,6
Сборочный полуавтомат ДА2	2,6	2	5,2	0,17	0,65	1,17		0,8	0,9	1,2				1	0,8	1,3	2
Станок для снятия провеса ДС40	1,4	2	2,8	0,17	0,65	1,17		0,5	0,5	0,7				0,6	0,5	0,7	1,1
Итого РП 2	45,4	22	81,6					22,3	21,5	31				19,7	14,9	24,7	37,6
РП3 Зарядные агрегаты	4,5	2	16,5	0,7	0,8	0,75	3	11,55	8,66	14,4	1	1,6	1,6	18,5	13,8	23	35,4
Токарные станки	1,8	2	3,6	0,14	0,5	1,73		0,5	0,8	0,9				0,8	1,3	1,5	2,3
Вентиляторы	5,5	2	11	0,6	0,8	0,75		6,6	5	8,2				10,6	8	13,2	20
Итого РП3	11,8	6	23,6					18,6	14,5	23,5				29,9	23,1	37,7	57,7
Итоги на ШНН1			70,7					25,8	23,3	35				44,3	31,9	54,7	83,5
Итого на ШНН2			81,6					22,3	21,5	31				19,7	14,9	24,7	37,6
Всего	75,5	44	159,5					48,1	44,8	66				64	46,8	79,4	121,1

Расчёт компенсирующего устройства

Мощность компенсирующего устройства определяем как разность между фактической наибольшей реактивной мощностью Q_р.м. нагрузки предприятия и предельной реактивной мощностью Q_э представляемой предприятию энергосистемой по условиям режима её работы. Необходимые данные показаны в таблице 6.

Таблица 6

Сводная ведомость

Параметр	сosц	tgц	Рм, кВт	Qм, кВар	Sм, кВА
Всего	0,63	1,2	64	79,4	121,1

Определяем расчетную мощность компенсирующего устройства:

Q_к = б Р_м (tgц - tgц_к) = 0,9Ч 64(1,2 - 0,33) = 51,8 (кВар),

где сosц_к = 0,95;

tgцк =0,33;

б = 0,9.

После того, как стало известно значение Q_к выбираем нужный конденсатор установки.

В результате был выбран конденсатор 2ЧСВ-0,38-100-50УЗ.

Параметры выбранного конденсатора представлены в таблице 7.

Таблица 7

Параметры конденсатора

Тип	Номинальное напряжение, кВ	Число и мощность регулируемых ступеней	Номинальная мощность, кВар
СВ-0,38-100-50УЗ	0,38	2Ч50	100

Расчет освещения

Для расчета внутреннего освещения необходимо знать размеры ДЦ, которого собираемся освещать. Так же необходимо знать мощность и марку светильника.

-- Выбираем тип светильника:

Для использования ДРИ применяем светильник СУ.

Светильник СУ - это светильник, отражатель которого не покрыт эмалью, вследствие чего он имеет удешевленную конструкцию.

Принимаем к установке общее освещение.

-- В начале определяем номинальную освещенность (Е_н) по характеристике зрительных работ, производимых в ДЦ.

Е_н = 100 (Лк).

-- Далее определяем расстояние между светильниками (L_а) и их рядами (L_в):

L_а = л_а Ч h;

L_в = л_в Ч h,

где h - высота от светильника до рабочей поверхности;

л - коэффициент экранирования светильников (л_а = 1ч1,5 и л_в = 0,8ч1,2).

L_а = 1Ч 9= 9 (м);

L_в = 1 Ч 9 = 9 (м).

Так как работы у стен не ведутся, то расстояние от стен до крайних светильников(l_а.в) выбираем по формуле:

l_а.в = (0,4ч0,5) Ч L_а,в;

l_а.в = 0,5 Ч 9 = 4,5 (м).

-- Далее по формулам определяем число рядов (n_в), а так же число светильников в самом ряду(n_а):

n_а = (A - 2 Ч l_а ) / L_а + 1;

n_в = (В - 2 Ч l_в ) / L_а + 1;

n_а = (48 - 2 Ч 4,5 ) / 9 + 1 ? 5 (шт);

n_в = (30 - 2 Ч 4,5) / 9+ 1 ? 2 (ряда).

Количество светильников в ряду будет составлять 4, а не 5, как рассчитано в формуле выше. Это связано с тем, что работы у стен не ведутся, из-за отсутствия ЭО, а следовательно, никакой опасности не несет более низкий уровень освещенности, а так же это выгодно в экономическом плане.

Общее число светильников (N) в помещении находим по формуле:

N = n_а Ч n_в;

N = 5 Ч 2 = 10 (шт).

-- Так же определяем расчетный световой поток (Ф_р):

Ф_р = К_з Ч Z Ч F Ч E_н /( з Ч N),

где К_з - коэффициент запаса;

Z - коэффициент неравномерности освещения;

F- площадь пола;

з - коэффициент использования светового потока.

Ф_р = 1.5 Ч 1.1 Ч 1440 Ч 100 / 0.75 Ч 10 = 31680 (Лм).

-- По расчетному световому потоку далее находим мощность лампы (Р_л) и определяем стандартный световой поток (Ф_ст):

Р_л = 400 (Вт);

Ф_ст = 36000 (Лм).

-- Находим максимальную расчетную активную мощность осветительной установки (Р_{р max}):

Р_{р max} = Р_л Ч N Ч К_со,

где К_со - коэффициент спроса по освещению.

Р_{р max} = 400 Ч 10 Ч 0,85 = 3,4 (кВт).

-- Так же находим максимальную расчетную реактивную мощность осветительной установки (Q_{р max}):

Q_{р max} = Р_{р max} Ч tgц _max,

где tgц _{max -} максимальное значение коэффициента реактивной мощности.

Q_{р max} = 3,4 Ч 0.62 = 2,1 (кВар).

-- Далее находим полную мощность осветительной установки (S_оу):

S_оу = Р_{р max} / cosц;

S_оу = 3,4 / 0,85 = 4 (кВА).

Выполнив необходимые расчеты и получив необходимую информацию, принимаем к установке осветительные лампы ДРИ-Т 400-5.

2.3 Расчет и Выбор элементов ЭСН

Для того чтобы правильно выбрать аппарат защиты, нужно определить ток линии (I_т), где он установлен, число фаз, а также его тип.

Ток линии (I_т) определяются по формуле:

I_т=S_т/ V_н.т ,

где S_т - номинальная мощность трансформатора;

V_н.т - номинальное напряжение трансформатора.

I_т=10 / 1,73Ч0,4 = 14,5 (А).

Так как токи каждого ЭО < 25 (А), то принимаем аппарат защиты (АЗ) для каждого распределительного пункта (РП): 19ЧВА 51 - 25.

Параметры выбранного АЗ представлены в таблице 8.

Таблица 8

Технические характеристики АЗ ВА 51-25

Наименование	Iн	Тип	Iн.а	Iн.р	Ку(тр)	Ку(эмр)	Iоткл, кА	Марка	Сечение провода
ШМА1	25,8	ВА 51-25	100	32,2	1,35			ППВТ	55мм
ШМА2	37,6			47			5
ШМА3	57,7			72	1,25		7

Выбираем шинопровод ШРА-100-44-УЗ.

По данным по прокладке в помещении с нормальной зоной опасности при отсутствии механических повреждений выбирается кабель марки ППВТ.

Сечение провода составляет 55(мм).

Для секционного выключателя выбираем АЗ: 2ЧВА 51Г - 31.

Параметры выбранного АЗ представлены в таблице 9.

Таблица 9

Технические характеристики автомата ВА 51Г-31

Iн.а., А.	Iн.р., А.	Ку(тр)	Ку(эмр)	Iоткл, ВА	Марка	Сечение провода
160	200	1,25	10	35	ППВТ	70

По полученным данным выбираем шинопровод: ШРА -75-250-38-УЗ.

3. Расчет токов короткого замыкания (КЗ) и проверки элементов в характерной линии ЭСН

3.1 Выбор точек и расчет КЗ

Составляем расчётную схему и схему замещения, намечаем токи короткого замыкания:

R_c= R_c = 10 =16 (мОм);

Х_c= Х_c = 1,2 =1,9 (мОм).

Для трансформатора:

Активное сопротивление трансформатора

(R_т) = 31,5 (мОм);

Индуктивное сопротивление трансформатора

(Х_т) =64,7 (мОм);

Полное сопротивление трансформатора

(Z_т) =779 (мОм).

Для автоматов:

Активное сопротивление автомата

(R_1sf ) =1,3 (мОм);

Индуктивное сопротивление автомата

(X_1sf ) =1,2 (мОм).

Для кабелей:

Индуктивное сопротивление на единицу длины(x₀)= 0,09;

Активное сопротивление на единицу длины (r₀) = 1,25.

= 1,25 =0,4 (мОм);

R_кл1=0,4Ч5=2(мОм);

X_кл1= 0.09 5 = 0.45 (мОм).

Для шинопровода ШРА -75-250-38-УЗ:

0,21;

0,21;

=0,42;

=0,42;

R_ш= 0,2Ч12 =0,42;

X_ш= 0,21 Ч2=0,42

Производим эквивалентные вычисления сопротивлений (R_э, Х_э) на участках между токами КЗ:

R_э1= R_c+R_t+R_1sf+ R_n1sf+ R_cl= 16+31,5+1,3+0,75+15= 64,55 (мОм);

Х_э1= X_c + X_t+ X_1sf = 1,9+64,7+ 1,2 = 67,8 (мОм);

R_э2= R_1sf+ R_n1sf+ R_клI+ R_ш+ R_c= 1,3+0,75+2+0,42+15= 19,5 (мОм);

Х_э2= X_1sf+ X_клI+X_ш= 1,2+0,45+0,42=2,07 (мОм);

R_э3= R_1sf+ R_n1sf+ R_клI=1,3+0,75+0,42=2,5 (мОм);

Х_э3= X_1sf+ X_клI=1,2+0,45=1,65 (мОм).

Вычисляем сопротивления до каждой точки КЗ (R_к, X_к, Z_к):

R_к1= R_э1=64,55 мОм.

X_к1= Х_э1 =67,8 мОм.

Z_к1= = =93,6 (мОм);

R_к2= R_э1+ Rэ₂=64,55+19,5=84,5 (мОм);

Х_к2= Х_э1+ Х_э2=67,8+2,07= 69,87 (мОм);

Z_к2= == 109,6 (мОм);

R_к3= R_к2+R_э3=84,5+2,5=87 (мОм);

Х_к3=Х_к2+ Х_э3=69,87+1,65= 71,52 (мОм);

Z_к3=== 112,6 (мОм).

= = 0.9;

= =1,2;

= = 1,2.

Определяем коэффициенты К_у и q:

К_у1= F= F(0.9)= 1.0;

К_у2= F= F(1,2)= 1.0;

К_у3= F= F(1,2)= 1.0;

q1= ==1;

q2=q3=1.

Определяются 3-фазные токи КЗ:

I_к1 = = 2,3 (кА);

I_к2 = = 2 (кА);

I_к3 = = 1,9 (кА);

I_ук1 = q1 Iк1 =2,3 (кА);

I_ук2 = q2 Iк2 =2 (кА);

I_ук3= q3 Iк3 =1,9 (кА);

i_ук1 = Ку1Iк1=1,411,02,3= 3,2 (кА);

i_ук2 = Ку2Iк2=1,411,02 =2,82 (кА);

i_ук3 = Ку3Iк3=1,411,01,9 =2,6 (кА).

Эквивалентные сопротивления показаны на рисунке 2.

Рисунок 2 Схема замещения упрощённая

3.2 Проверка элементов по токам КЗ

Согласно условиям по токам КЗ АЗ проверяют:

-- на надёжность срабатывания:

1SF : I_к1 ? 3 I_н.р. (1SF) = 2,3 > 3 0,16 (кА);

SF1 : I_к2 ? 3 I_н.р. (SF1) = 2 > 3 0,1 (кА);

SF : I_к3 ? 3 I_н.р. (SF) = 1,9 > 3 0,063 (кА).

Надёжность срабатывания автоматов полностью обеспечена;

-- на отключающуюся способность:

1SF: I_откл(1SF) ? = 12,5 < 1,412,3;

SF1: I_откл(SF1) ? = 7 1,41 2;

SF: I_откл(SF) ? = 6 > 1,41.

Система работает правильно, автомат при КЗ отключается не разрушаясь.

Проводники проверяются на термическою стойкость:

К_л (ШНН - ШРМ) : S_кл1.тс ; 3 95 39,6

S_кл1.тс = I_к2 = 11 = 39,6

По термической стойкости кабельные линии полностью удовлетворяют требованиям.

Согласно условию шинопровод проверяют:

-- на диамитрическую стойкость:

У_{ш. доп} ? У_ш;

У_ш =М_маx/W = 5150/5,3= 972 (Н/

где М_маx = 0,125.

F_м1 = 0,125 137,3 = 5150 (Нсм).

Шинопровод динамически устойчив.

-- на термическую стойкость:

S_ш ? S_ш.тс ;

S_ш = 5 80400 ();

S_ш.тс = aI_к2 = 11 2 = 39,6

S_ш S_ш.тс = 39,6 ).

Шинопровод термически устойчив. Следовательно он выдержит кратковременный нагрев при КЗ до 200 . В таблице 10 показана сводная ведомость КЗ по точкам.

Таблица 10

Сводная ведомость КЗ по точкам

№точек КЗ	Трехфазные токи	2-ухфазные токи	Однофазные токи КЗ
Точка КЗ	Rк мм	Хк мОм	Zк мОм	Iк(3) кА	Ку	iу,кА	q	I?(3) кА	Iк(2)	Rп/ Xп	Zн	Iк(1)
К1	42,4	16,6	72,8	2,3	1,0	1,6	1	2,3	24,2	2,5	2	6,72
К2	66	19,1	16,4	2	1,0	8,2	1	2	8,4	3,4	9,6	3,2
К3	81,5	22,6	12	1,9	1,0	11,2	1	1,9	15,6	3,6	23,5	2,8

3.3 Определение потерь напряжения

Определяем потери в трансформаторах:

-- реактивные потери холостого хода (Q_xx):

Q_xx= S_нт i_xx/100 =100 2,6/100 = 2,6 (кВар).

-- реактивные потери короткого замыкания (Q_кз):

Q_кз= S_нт U_кз/100 =100 4,5/100 = 4,5 (кВар),

где i_xx - ток холостого хода;

U_кз - напряжение короткого замыкания.

-- приведённые потери холостого хода:

?P'_хх=P_хх+К_эк P_кз = 0,49+0,07 1,97= 0,62 (кВт),

где экономический эквивалент (К_эк) = 0,05 - 0,07;

P_хх- потери холостого хода;

P_кз- потери короткого замыкания.

Определяем полные потери мощности в трансформаторах:

?P_т = n (?P'_хх+ ?P_кз)= 2(0,62+0,16+1,97) =5,5 (кВт),

где n- число трансформаторов;

К_з- коэффициент загрузки трансформатора.

Определяем потери в линиях:

?P_л = L ?p n = 1 3 2 = 5,9 (кВт),

где ?p - потери в кабеле на 1км длины;

L - длина кабельной линии;

n - число трансформаторов;

К_з - коэффициент загрузки.

К_з=I_p/I_доп = 114/115= 0,99;

где I_p - расчётный ток;

I_доп - длительно-допустимый ток для данного сечения;

Определяем суммарные потери:

??P = ?P_т + ?P_л = 5,5+5,9= 11,4 (кВт).

4. Экономическая часть

4.1 Расчёт затрат на проектирование схемы электроснабжения деревообрабатывающего цеха

Затраты на проектирование схемы ЭСН ДЦ состоят из затрат на оплату труда, затрат на закупку ЭО, а также затрат на эксплуатацию ЭО и прочих затрат.

Расчёт затрат на ЭО приведен в таблице 11.

Таблица 11

Расчёт затрат на ЭО

Наименование	Тип, марка ЭО	Кол-во (шт.)	Стоимость единицы (руб.)	Общая стоимость (руб.)
Силовой выключатель	РВ-10/400	2	6800	13600
Трансформатор	ТМ-100-10/04	2	103000	206000
Конденсаторная установка	СВ-0,38-100-50УЗ 100Ч50	2	30000	60000
Распределительный пункт	ПР85-3-001-21-УЗ	3	18000	54000
Автоматический выключатель	ВА 51-25 ВА 51Г-31	12 23	1500 1430	18000 32890
Кабель	ППВТ (4Ч 15) ППВТ (4Ч 10) АВВГ (4Ч55) КГ (4Ч 10)	62 43 10 7	230 91 280 420	14260 3913 2800 2940
Шинопровод	ШРА -75-250-38-УЗ ШРА -75-100-38-УЗ	32 секций по 3 метра (96) 36 секций по 3 метра (110)	2600 2000	83200 72000
Светильник	ДРИ-Т 400-5	10	320	3200
Итого:				590433

Необходимый объём выполняемых работ по проекту производят бригада, состоящая из 6 человек: главный инженер - 1 человек, электромонтер 4 разряда - 3 человека, электромонтер 5 разряда - 2 человека.

Комплектное оборудование (КО), как правило, несколько дороже, чем оборудование, установленное в виде отдельных частей элементов с проведением монтажно-сборочных работ на месте, но, при этом, применение КО создает дополнительный социально- экономический эффект, трудно оценимый в денежном эквиваленте.

Расчёт затрат на основную заработную плату (ЗП) производится на основании ведомости физических объемов электромонтажных работ. Данный расчет на основную ЗП представлен в таблице 12.

Таблица 12

Основная ЗП работников

Специальность	Разряд	Оклад, мес	К-во персонала	Итого, руб.
Главный инженер		70000	1	70000
Электромонтёр	5	44000	2	88000
Электромонтёр	4	32000	3	64000
Итого:				222000

Таким образом, основная ЗП составляет 222000руб.

Дополнительная ЗП составляет 20% от основной ЗП:

? Ч 0,2 = 222000 Ч 0,2 = 44400 рублей.

Начисление на социальное страхование (СС) составляет 15% от основной ЗП:

? Ч 0,15 = 222000 Ч 0,15 = 33300 рублей.

Накладные расходы составляют 270% от ЗП главного инженера, оклад которого составляет 70000 руб.:

70 000 Ч 2,7 = 189000 рублей.

Таким образом, сумма накладных расходов, начислений на СС, а также основной и дополнительной ЗП без учета затрат на ЭО составляет:

222000 + 44400 + 33300 + 189000 = 488700 руб.

4.2 Общая стоимость проводимых ремонтных работ

Общая стоимость проводимых работ в ДЦ с учетом закупаемого оборудования, основной и дополнительной ЗП, а также начислений на социальное страхование и накладных расходов предоставлена в таблице 13.

Таблица 13

Общие затраты проекта

Затраты	Сумма, руб
Закупаемое оборудование	590433
Основная ЗП	222000
Дополнительная ЗП	44400
Начисления на СС	33300
Накладные расходы	189000
Итого:	1079133

Таким образом, чтобы выполнить данный проект потребуется 1 миллион семьдесят девять тысячь сто тридцать три рубля.

4.3 расчёт затрат на ремонт электрооборудования ДЦ при работе существующей схемы

Затраты на ремонтные работы, производимые в ДЦ при работе существующей схемы проводятся раз в полгода и состоят из материальных затрат, затрат на оплату труда, отчислений на социальное страхование.

Материальные затраты приведены в таблице 14.

Таблица 14

Материальные затраты

Наименование	Кол-во, м	Стоимость единицы, руб/м	Общая стоимость, руб
Кабель ППВТ (4Ч 15) ППВТ (4Ч 10) АВВГ (4Ч55) КГ (4Ч 10)	15 10 5 3	90	1350 900 450 270
Итого:			2970

Затраты по оплате труда:

Ремонт схемы питания ЭСН может быть произведен за 34 часа. Необходимый объём работ по проекту будут производить 3 человека - электромонтёры 4 разряда.

В таблице 15 указаны затраты на оплату труда рабочих.

Таблица 15

Затраты на оплату труда

Специальность	Разряд	Часовая тарифная ставка, руб./час	Норма времени, час	Кол-во персонала	Итого, руб.
Электромонтер	4	91	34	3	9282
Итого:	9282

Таким образом, сумма затрат на ЗП электромонтерам за ремонт питания ЭСН составит 9282 руб. за 34 часа работы.

Расчет дополнительной заработной платы:

Дополнительная заработная плата составляет 40% от основной ЗП:

9282 Ч 0,4 = 3712,8 руб.

Исходя из этого, сумма основной ЗП увеличится на 40%. Отсюда сумма дополнительной ЗП будет составлять 3712,8 руб.

Расчет общего фонда оплаты труда:

В результате нахождения суммы основной и дополнительной ЗП можно определить общий фонд оплаты труда:

9282 + 3712,8 = 12994,8 руб.

В результате произведенных расчетов общий фонд оплаты труда составит 12994,8 руб.

Расчет затрат на социальные нужды:

В 2015 году ставка единого социального налога определена в размере 34% от фонда ЗП:

12994,8 Ч 0,34 = 4418,23 руб.

Таким образом, сумма затрат на социальные нужды составит 4418,23 руб.

Расчёт суммарных затрат:

Суммарные затраты на ремонтные работы, производимые в ДЦ раз в полгода включают в себя затраты на оплату труда, материальные затраты и затраты на социальные нужды:

2970 + 12994,8 + 4418,23 =20383,03руб.

В результате произведенных расчетов, суммарные затраты на ремонтные работы, производимые в ДЦ раз в полгода при работе существующей схемы составят 20383,03руб.

Так как ремонт кабельной линии производится 2 раза в год, то ежегодные затраты на ремонтные работы увеличатся также в 2 раза:

20383,03 Ч 2 = 40766,06 руб.

Таким образом, на ремонт кабельной линии ежегодно будет требоваться по 40766,06 руб.



Заключение

электрический нагрузка трансформатор электроснабжение

В данном дипломном проекте была разработана схема электроснабжения автоматизированного цеха, так же был произведёт расчёт электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформатора.

Был произведён расчёт и выбор аппаратов защиты и распределительных пунктов. Выбрана линия электроснабжения.

Произведён расчёт токов короткого замыкания и проверка элементов в характерной линии электроснабжения.



Литература

1. Липкин Б.Ю. Электроснабжения промышленных предприятий и установок. Москва. «Высшая школа». 1984 г.

2. ПУЭ. Москва. Энергоатомиздат. 1986 г.

3. Федорого А.А. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. М. Энергия. 1974 г.

4. Федоров А.А. Справочник по электро снабжению и электрооборудованию. Энергоатомиздат. 1986 г. Том 1.

5. Федоров А.А. Электротехнический справочник.

6. Федоров А.А. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Энергоатомиздат. 1986 г. Том 2.

7. Шевченко Н.Ю. Расчётно графическая работа по дисциплине «Электроснабжение» Шевченко Н.Ю. 2006г.

8. Шеховцов В.П. Расчёт и проектирование схем электроснабжения

2005г.

Размещено на Allbest.ru