Разработка электроснабжения механического цеха серийного производства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Государственное образовательное учреждение среднего профессионального образования Свердловской области «Богдановичский политехникум»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Разработка электроснабжение механического цеха серийного производства

Студент гр. Э-11 Дубовкин К.А

2013

Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ

1.2 План расположения ЭО цеха

1.3 Классификация помещений по взрыво-, пожаро-, электробезопасности

2. Расчетно-конструкторская часть

2.1 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов

2.1.1 Выбор схемы электроснабжения цеха

2.1.2 Расчет электрических нагрузок и составление сводной ведомости нагрузок

2.1.3 Компенсация реактивной мощности

2.1.3 Выбор числа и мощности трансформаторов

2.2 Расчет и выбор элементов ЭСН

2.2.1 Расчет и выбор аппаратов защиты.

2.2.2 Расчет и выбор линий электроснабжения.

2.2.3 Составление сводной ведомости ЭСН цеха

2.3 Расчет токов короткого замыкания

2.3.1 Выбор точек и расчет токов короткого замыкания

2.3.2 Проверка элементов по токам КЗ

2.3.3 Определение потери напряжения в линии

3. Составление ведомости монтируемого оборудования

4. Основные технические и организационные мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1 КВ

Заключение

Список литературы

Введение

В настоящее время нельзя представить себе жизнь и деятельность современного человека без применения электричества. Электричество уже давно и прочно вошло во все отрасли народного хозяйства и в быт людей. Основное достоинство электрической энергии - относительная простота производства, передачи, дробления и преобразования.

Электроэнергетика относится к базовым отраслям индустрии. Поэтому развитию электроэнергетики уделяется особое внимание.

Нарастающими темпами осуществляется строительство новых мощных электростанций, строятся сверхдальние линии электропередачи, обеспечивающие энергетические связи между объединенными энергетическими системами и отдельными электростанциями, отстоящими друг от друга на многие сотни и даже тысячи километров. Так, линии переменного тока связывают крупные электростанции. Продолжаются работы по дальнейшему развитию Единой энергетической системы РФ и повышению надежности электроснабжения народного хозяйства. Наряду с этим происходит ускорение темпов комплексной механизации и автоматизации производственных процессов во всех отраслях народного хозяйства, что теснейшим образом связано с потреблением электроэнергии.

Основные потребители вырабатываемой электроэнергии -- промышленные предприятия, на которых электроэнергия - должна распределяться и потребляться различными электроприемниками с высокой экономичностью и надежностью с соблюдением техники безопасности обслуживания, а также Правил устройств и эксплуатации электроустановок.

Современное электрооборудование и электропривод отдельных установок оснащаются комплектными распределительными устройствами, подстанциями, шинопроводами, чтобы обеспечить экономичную и надежную работу и рациональный расход электроэнергии. Персонал предприятий и цехов, обслуживающий установки электроснабжения, электрооборудование и электропривод, должен быть достаточно высокой квалификации. Поэтому работа над курсовым проектом - один из этапов теоретической и практической подготовки к работе на производстве.

Цель курсового проекта - разработка схемы электроснабжения механического цеха серийного производства.

Задачи проекта:

- рассчитать электрические нагрузки;

- выбрать компенсирующие устройства;

- выбрать трансформаторы;

- выбрать аппаратуру защиты и распределительных устройств;

- проверить выбранные элементы по токам короткого замыкания

- определить потери напряжения в линии

1. Общая часть

1.1 Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ

Механический цех серийного производства(МЦСП) является вспомогательным и выполняет заказы основных цехов предприятия.

Он предназначен для выполнения различных операций по обслуживанию, ремонту электротермического и станочного оборудования

Для этой цели в цехе предусмотрены: станочное отделение, сварочный участок, компрессорная, производственные, служебные и бытовые помещения.

Основное оборудование установлено в станочном отделении: станки различною назначения и подъемно-транспортные механизмы.

МЦСП получает электроснабжение (ЭСН) от собственной цеховой трансформаторной подстанции (ТП).

ТП находится на расстоянии 1,5 км от ГПП предприятия, напряжение-- 6 или 10 кВ.

От энергосистемы (ЭНС) до ГПП -- 12 км.

Количество рабочих смен -- 2.

Потребители ЭЭ относятся по надежности и бесперебойности ЭСН к 2 и 3 категории.

Грунт в районе цеха -- супесь с температурой 0 °С, окружающая среда не агрессивная.

Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 8 и 6 м каждый

Размеры цеха А хВхН = 48х30х7м.

Все помещения, кроме станочного отделения, двухэтажные высотой 3,2м

Перечень ЭО цеха дан в таблице 3.12.

Мощность электропотребления (Р_т) указана для одного электроприёмннка.

Таблица 1.1- Перечень ЭО механического цеха серийного производства

№ на плане	Наименование ЭО	Рэп, кВт	Примечание
1…4	Сварочные автоматы	50.0 кВА	ПВ=60 %
5...8	Вентиляторы	4,8
9, 10	Компрессоры	30,0
11,12, 39,40	Алмазно-расточные станки	2,5
13...16	Горизонтально-расточные станки	25,0
17, 19	Продольно-строгальные станки	40,0
18	Кран-балка	15.0	ПВ=60 %
20	Мостовой кран	55.0	ПВ=40 %
21..26	Расточные станки	14.0
27...29	Поперечно-строгальные станки	10.0
30 .33	Радиально-сверлильные станки	3.0	1 фазные
34...36	Вертикально-сверлильные станки	4.0	1-фазные
37,38	Электропечи сопротивления	32.0
41,42	Заточные станки	1,5	1-фазные
43…50	Токарно-револьверные станки	4,5

1.2 План расположения ЭО цеха

Рисунок 1.1 - План расположения ЭО механического цеха серийного производства

1.3 Классификация помещений по взрыво, пожаро и электробезопасности

На выбор схемы и конструктивное исполнение цеховой сети оказывают влияние такие факторы, как степень ответственности приемников электроэнергии, режимы их работы и размещение по территории цеха, номинальные токи и напряжения. Существенное значение имеет микроклимат производственных помещений.

В соответствии с ПУЭ производственные помещения в зависимости от характера окружающей среды делят на следующие классы: помещения с нормальной средой, жаркой, влажной, сырой, особо сырой, пыльной, химически активной, с пожароопасными и взрывоопасными зонами.

Таблица1.2 - Классификация помещений безопасности

Наименование помещений	Категории
	взрывоопасности	пожароопасности	электробезопасности
Вентиляционная	В-IIа	П- IIа	ПО
Бытовка	-	П- IIа	БПО
Компрессорная	В-IIа	П-I	ПО
Сварочный участок	B-I	П-I	ПО
Станочное отделение	В-IIа	П-IIа	ПО
Трансформаторная подстанция	B-Iг	П-I	ОО
Щитовая	-	-	ПО

2. Расчетно-конструкторская часть

2.1 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов

2.1.1 Выбор схемы электроснабжения цеха

Рисунок 2.1- Схема электроснабжения механического цеха серийного производства

Производим выбор питающего напряжения с учётом нагрузки

U=4,34= 4.34=9.37 кВ

В качестве питающего выбираем напряжение = 10 кВ.

Нагрузка 1-фазного приводится к длительному режиму и к условию 3-фазной мощности.

Включаем однофазную нагрузку на линейное напряжение. При включении 1-фазных нагрузок на линейное напряжение нагрузки отдельных фаз однофазных электроприёмников определяются как полусуммы двух плеч прилегающих к данной фазе.

Радиально-сверлильный станок Р_н1= 3,0кВт

Вертикально-сверлильный станок Р_н2= 4,0кВт,

Заточный станок Р_н3 =1,5 кВт

- для электроприёмников ПКР

- для сварочных автоматов с ПКР

Сварочный автомат

кВт

Кран-балка

кВт

кВт

кВт

кВт

Рисунок 2.2 - Распределение 1-фазной нагрузки по фазам

Нагрузки распределяются по фазам с наибольшей равномерностью, определяем величину неравномерности (Н)

где Р_ф.нб, Р_ф.нм -- мощность наиболее и наименее загруженной фазы, кВт.

При Н > 15 % и включении на фазное напряжение

Р⁽³⁾= кВт

Где Р_м.ф.⁽¹⁾ - мощность наиболее загруженной фазы, кВт.

Таблица 2.1 Распределение нагрузки по секциям

Секция 1	Нагрузка приведённая кВт	Секция2
ШНН
РП 1
Расточный станок 14х6	84,00		ШМА
РП 2		92.96	Сварочный автомат 23,24х4
Мостовой кран 34.7х1	34.70	60,00	Компрессор 30х2
Кран-балка 11.6х1	11.60	80,00	Продольно-строгальный станок 40х2
РП 3		64,00	Электропечь сопротивления 32х2
Радиально-сверлильный станок 3х4	15,75	30,00	Поперечно строгальный станок 10х3
Вентилятор 4,8х4	19,20
Вертикально-строгальный станок 4х3	12,00
РП 4
Токарно-револьверный станок 4,5х8	36,00
Горизонтально-расточный станок 25х4	100,00
РП 5
Алмазно-расточный станок 2,5х4	10,00
Заточный станок 2х1,5	3,00
ЩО	16,92
Итого	326,96	330,28	Итого

2.1.2 Расчет электрических нагрузок и составление сводной ведомости нагрузок

Согласно распределению нагрузки по РУ заполняется «Сводная ведомость нагрузок»

Расчеты производятся для каждого РП и ШМА.

Определяется показатель силовой сборки в группе (m) для РП 2

где m - показатель силовой сборки в группе;

Р_н.нб, Р_н.нм - номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

результаты заносится в колонку 8.

Определяется

,

Где P_см - средняя активная мощность за смену, кВт;

К_и - коэффициент использования электроприемников;

Р_н? - сумма номинальной мощности в группе электроприемников, кВт.

,

где Q_см- средняя реактивная мощность за наиболее нагруженную смену, кВ·Ар.

где S_см- максимальная полная нагрузка, кВ·А.

результаты заносятся в колонки 9, 10, 11 соответственно для каждого электроприемника.

Определяются

,

где K_и.ср.- средний коэффициент использования группы электроприемников.

Результаты заносятся в колонки 5, 6, 7 соответственно.

Рассчитывается n_э на РП3 по формуле

n_э = F(n, m, K_иcр, Р_н)

Определяем коэффициент максимума активной нагрузки (К_м) и результат заносим в колонку 13

Определяем максимальную активную нагрузку (Р_м)_, кВт

Результат заносится з колонку 15.

Определяем максимальную реактивную мощность (Q_м), кВАр

,

Где К'_м - коэффициент максимума реактивной мощности.

Определяем максимальную полную мощность (S_м), кВА

Определяется ток на РП, результат заносится в колонку 18.

Аналогично производятся расчеты и по другим РП и ШМА. Результаты расчетов сведены в таблицу 2.2

Определяем мощность трансформатора без компенсации реактивной мощности

кВА

По[5] , таблица 3.2.1 выбираем КТП 2х400-10/0.4 с двумя трансформаторами ТМ 400-10/0.4

R_r=5.6 мОм; ?Р_ХХ = 0.950 кВт;

X_r=14.9 мОм; ?Р_КЗ = 5.5 кВт;

Z_r =15.9 мОм; u_кз = 4.5 %;

; i_хх = 2.1%.

2.1.3 Компенсация реактивной мощности

Компенсацию реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosц_к=0,92-0,95, tgц=0.33

Для выбора компенсирующего устройства (КУ) необходимо знать реактивную мощность КУ.

,

где Q_к.р. - расчетная мощность КУ, кВАр;

- коэффициент, учитывающий повышение cosестественным способом, принимается = 0,9;

tg , tg_K - коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации.

Таблица 2.2 - Сводная ведомость нагрузок

Наименование РП и электроприемников	Заданная нагрузка, приведенная к длительному режиму	т	Сменная нагрузка	пэ	Км		Максимальная нагрузка
	Рн, кВт	п	Рн?, кВт	КИ	cosц	tgц		Рсм, кВт	Qсм, кВАр	Sсм, кВА				Рм, кВт	Qм, кВАр	Sм, кВА	Iм, А
ШМА
Сварочный автомат	23,24	4	92,96	0,20	0,60	1,33		18,60	24,70
Компрессор	30,00	2	60,00	0,70	0,80	0,75		42,00	31,50
Продольно-строгальный станок	40,00	2	80,00	0,17	0,65	1,17		13,60	15,90
Электропечь сопротивления	32,00	2	64,00	0,75	0,95	0,33		48,00	15,80
Поперечно-строгальный станок	10,00	3	30,00	0,17	0,65	1,17		5,10	5,97
Всего по ШМА	-	13	326,96	0,39	0,81	0,74	>3	127,29	93,95	158,21	16	1,60	1	203,7	94,0	224,3	340,8
РП1
Расточный станок	14,00	6	84,00	0,14	0,50	1,73	-	11,76	20,35	23,50	-	-	-	11,80	20,4	23,60	35,90
РП2
Мостовой кран	34,70	1	34,70	0,10	0,50	1,73		3,47	6,01
Кран-балка	11,60	1	11,60	0,10	0,50	1,73		1,50	2,60
Всего по РП2	46,30	2	46,30	0,10	0,50	1,73	>3	5,07	8,61	9,98			1,1	5,87	8,61	9,98	15,18
РП3
Радиально сверлильный станок	3,00	4	15,75	0,14	0,50	1,73		2,21	3,82
Вентилятор	4,80	4	19,20	0,60	0,80	0,75		11,52	8,64
Вертикально-сверлильный станок	4,00	3	12,00	0,14	0,50	1,73		1,68	2,91
Всего по РП3	-	11	46,95	0,39	0,71	1,00	<3	15,41	15,37	21,77	11	1,60	1	24,70	15,40	29,10	19,20
РП4
Токарно-револьверный станок	4,50	8	36,00	0,17	0,65	1,17		6,12	7,16
Горизонтально-расточный станок	25,00	4	100,00	0,14	0,50	1,73		14,00	24,22
Всего по РП4	-	12	136,00	0,15	0,54	1,56	>3	20,12	31,38	37,28	6	2,50	1,1	50,30	34,50	61,00	92,70
РП5
Алмазно-расточный станок	2,50	4	10	0,14	0,50	1,73		1,40	2,40
Заточный станок	1,50	2	3,00	0,14	0,50	1,73		0,42	0,73
Всего по РП5	-	6	13,00	0,14	0,50	1,72	<3	1,82	3,13	3,62	-	-	1,1	11,70	3,40	12,20	18,50
ЩО	-	-	16,92	0,85	0,95	0,33	-	14,38	4,75	15,14	-	-	-	14,4	4,80	15,20	23,10
Всего на ШНН без КУ	-	-	-	-	0,70	0,90	-	197,78	181,05	273,52	-	-	-	346,0	185,8	397,7	-
КУ															2Ч(75+13)
Всего на ШНН с КУ					0,95	0,33								346,0	9,80	346,1
Потери														6,90	34,60	35,50
Всего ВН с КУ														352,7	44,40	355,68

Размещено на http://www.allbest.ru/

Выбираем 2ЧКН-0,38-75; и 2ЧКМ-0,38-13 по одному на секцию.

Определяем фактическое значение tgц_ф и cosц_ф после компенсации реактивной мощности:

; cosц=0.95

Результаты расчетов заносим в «Свободную ведомость нагрузок»

Определяем расчетную мощность трансформатора с учетом потерь

?Р_т = 0,02S_НН = 0,02 ^. 347,9 =6,9 кВт;

? Q_т = 0,1S_НН = 0,1 ^.347,9 =34,8 кВАр;

S_т? S_р =0,7 ^. S_ВН =0,7 ^. 355,9=249 кВА

2.1.4 Выбор числа и мощности трансформаторов

По [5] табл. 3.2.1 окончательно принимаем трансформатор типа 2ЧТМ 250-10/0,4

R_т =9,4 мОм; ?Р_ХХ = 0,66 кВт;

X_т= 27,2 мОм; ?Р_КЗ = 3,7 кВт;

Z_т =28,7 мОм; u_кз = 4,5 %;

; i_хх = 2,3%.

2.2 Расчет и выбор элементов ЭСН

2.2.1 Расчет и выбор аппаратов защиты

Для выбора аппарата защиты нужно знать ток в линии, где он установлен, тип его и число фаз.

Наиболее современными являются автоматы серии ВА.

Линия ШНН -- ШМА линия с группой ЭД:

Номинальный ток в линии

I_м = 340,8А ;

I _н.р. ? 1,1I _м=1,1^. 340,8=374,9А

По справочнику выбираем ВА 55-37

U_н.а =380В

I _н.а.=400А;

I _н.р.=400А; регулируется ступенями 1Ч400=400

I _у(п)=1,25 I _н.р

I _у(к.з)=5 I _н.р

Кратность отсечки

,

Принимаем К₀=5

Ток отсечки

I₀ > 1,25I_пик= 1,25 ^. 999,1 =1248,9 А.

Так как на ШМА количество ЭД более 5, а наибольшим по мощности является Продольно-строгальный станок , то

I_пик = I_{пуск.нб} + I_м.гр - I_н.нб К_и=676+340,8 -17,7=999,1А

I_{пуск..нб} =6,5^.I_н.нб=6.5^. 104=676А;

I_н.нб К_и=104 ^. 0,17=17,7А.

Линия ШМА -- компрессор, линия с одним ЭД:

Длительный ток в линии

I _н.а.? I _н.р.;

I _н.р. ? 1,25I _дл=1,25^. 63,4=79,3А

Выбираем ВА 52-81-3:

U_н.а =380В

I _н.а.=100А;

I _н.р.=80А;

I _у(п)=1,25 I _н.р

I _у(к.з)=6,5 I _н.р

Ток отсечки

I₀ > 1,2I_п= 1,2 ^. 6,5 ^. 63,4 =494,5 А.

Принимается К₀ = 7

Аналогично производятся расчеты и по другим РП и ШМА. Результаты расчетов сведены в таблицу 3

2.2.2 Расчет и выбор линий электроснабжения

Выбираются линии ЭСН с учетом соответствия аппаратам защиты согласно условию

I _доп?К_зщ ^. I _у(п)

Линия ШМА

По [1] для прокладки в воздухе в помещениях с нормальной зоной опасности выбирается ШРА 73 (50 х 5)

I_н=400 А

U_н=380/220 В

R₀=0,13 Ом/км

X₀=0,10 Ом/км

Для прокладки в воздухе в помещениях с нормальной зоной опасности выбирается кабель марки АВВГ,

I _доп?К_зщ ^. I _у(п)= = 1,25 ^. 80 =100 А.

Выбираем по [2]АВВГ- 3 х 70, I _доп = 100 А.

Аналогично производятся расчеты и по другим РП и ШМА. Результаты расчетов сведены в таблицу 5

2.2.3 Составление сводной ведомости ЭСН цеха

Таблица 2.3 Сводная ведомость ЭСН электроприёмников

РУ	Электроприёмники	Аппараты защиты	Линия ЭСН
Тип	Iн, А	№ п/п	Наименование	n	Рн, кВт	Iн, А	Тип	Iн.а, А	Iн.р, А	Ку(п)	Ку(кз)	Марка	Iдоп, А	L,м
		1	Т-ШНН	2	330,3	578	ВА 55-39	630	630	1,25	5	АВВГ 3(3х150)	-	6-
ШМА-ШРА-73-400	400		ШНН-ШМА		203,8	340,8	ВА 53-37	400	400,0	1,25	3	АВВГ 2Ч(3Ч120)	475	11
		2	Сварочный автомат	4	23,2	65,4	ВА 52-81-3	160	125,0	1,35	3	АНДГ 3Ч70	140	47
		3	Компрессор	2	30,0	63,3	ВА 52-81-3	100	80,0	1,25	7	АВВГ 3Ч70	140	21
		4	Продольно-строгальный станок	2	40,0	103,9	ВА 35-37	160	160,0	1,25	7	АВВГ 3Ч95	270	70
		5	Электропечь сопротивления	2	32,0	56,9	ВА 51-31-1	100	63,0	1,35	3	АВВГ 3Ч50	110	31
		6	Поперечно-строгальный станок	3	10,0	30,0	ВА 52-31	100	40,0	1,35	7	АВВГ 3Ч25	75	67
ПР 85 4 055	160		ШНН-РП1		11,8	35,9	ВА 53-37	160	125,0	1,35	7	АВВГ 3Ч70	140
		7	Расточный станок	6	14,0	47,3	ВА 52-31	100	100,0	1,25	7	АВВГ 3Ч50	110	135
ПР 85 4 101	400		ШНН-РП2		29,4	49,1	ВА 53-37	400	320,0	1,25	5	АВВГ 2Ч(3Ч95)	270	12
		8	Мостовой кран	1	34,7	185,7	ВА 55-37	250	250,0	1,25	7	АВВГ 3Ч185	200	34
		9	Кран-балка	1	11,6	50,6	ВА 51-31-1	100	80,0	1,35	7	АВВГ 3Ч70	140	56
ПР85 4 065	188		ШНН-РП3		24,7	19,2	ВА 52-31	100	25,0	1,35	7	АВВГ 3Ч6	235	13
		10	Радиально-строгальный станок	4	3,0	10,1	ВА 52-31	100	20,0	1,35	7	АВВГ 1Ч4	31	90
		11	Вентилятор	4	4,8	10,1	ВА 52-31	100	20,0	1,35	7	АВВГ 3Ч4	27	206
		12	Вертикально-строгальный станок	3	4,0	13,5	ВА 51-31-1	100	31,5	1,35	7	АВВГ 1Ч6	38	150
ПР 85 4 065	300		ШНН-РП4		50,3	92,7	ВА 53-37	160	160,0	1,25	5	АВВГ 3Ч185	270	14
		13	Токарно-револьверный станок	8	4,5	11,7	ВА 52-31	100	25,0	1,35	7	АВВГ 3Ч4	27	554
		14	Горизонтально-расточный станок	4	25,0	84,4	ВА 52-37	160	125,0	1,25	7	АВВГ 3Ч120	200	119
ПР 85 4 010	120		ШНН-РП5		11,7	18,5	ВА 51-31-1	100	20,0	1,35	7	АВВГ 3Ч10	42	15
		15	Алмазно-расточный станок	4	2,5	8,4	ВА 51-31-1	100	12,0	1,35	7	АВВГ 3Ч4	27	100
		16	Заточный станок	2	1,2	5,1	ВА 51-31-1	100	8,0	1,35	7	АВВГ 2Ч2,5	23	85
		17	ШНН-ЩО		16,9	23,1	ВА 51-31-1	100	25,0	1,35	3	АВВГ 1Ч10	60	9

2.3 Расчет токов короткого замыкания

2.3.1 Выбор точек и расчет токов короткого замыкания

Составляется схема замещения характерной линии ЭСН и нумеруются точки КЗ в соответствии с расчетной схемой. Точки КЗ выбираются на ступенях распределения и на конечном электроприёмнике.

а б в

Рисунок 2.3 а - Расчетная схема ЭСН; б - Схема замещения; в - Схема замещения упрощенная

Вычисляются сопротивления элементов и наносятся на схему замещения.

Для системы ЭСН

По [ 1 ] наружная ВЛ АС-3 х 10/1,8; I_доп = 84 А;

;

Сопротивления приводятся к НН:

Для трансформатора с S_ном =400 кВА по [ 2 ] таблица 1.9.1

R_т = 5,5 мОм, Х_т = 17,1 мОм; Z_т⁽¹⁾=195 мОм.

Для автоматов по[2] таблица 1.9.3

Таблица 2.4

SF1	RSF1 =0,12 мОм	XSF1 = 0,13 мОм	RПSF1= 0,25 мОм
SF3	RSF3 =0,15 мОм	XSF3 = 0,17 мОм	RПSF3 = 0,4 мОм
SF9	RSF9 =0,4 мОм	XSF9 = 0,7мОм	RПSF9 = 0,7 мОм

Для кабельных линий по [2] таблица 1.9.5

КЛ1: АВВГ 3х(3х95) г₀' = 0,329 мОм/м, х₀ = 0,081 мОм/м.

R_кл1=r₀^. L_кл1=0,11^. 11=0,121мОм

Х_кл1= х_о^. L_кл1=0,08^. 11=0,891 мОм.

КЛ2: АВВГ 3х95 г₀ = 0,625мОмм; х₀ = 0,085 мОм/м.

R_кл2=r₀^. L_кл2=0,625 ^. 31=19,375мОм

Х_кл2= х_о^. L_кл1=0,085^. 31=2,635мОм

Для шинопровода ШРА 73 (630А) по [2] таблица 1.9.7

г₀=0,1 мОм/м; х_о = 0,13 мОм/м;

г_0п =0,2 мОм/м; х_оп ⁼ 0,26 мОм/м.

R_ш=r₀^. L_ш=0,1^. 38=3,8мОм

Х_ш= х_о^. L_ш=0,13^. 38=4,94 мОм

Для ступеней распределения по [ 2 ] таблица 1.9.4

R_c1 = 15мОм; R_с2 = 20мОм.

Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ

R_э1=R_с + R_Т + R_SF1 + R_ПSF1 + R_С1 =0,8+5,5+0,12+0,25+15 = 21,7 мОм;

Х_э1=Х_С+Х_Т +Х_SF1=0,95+17,1+0,13 = 18,19 мОм;

R_э2=R_SF3 + R_ПSF3 + R_кл1 + R_Ш + R_С2 =0,96+17,1+0,13= 18,19 мОм;

Х_Э2=Х_SF3+Х_кл1 +Х_Ш = 0,891+6,24+0,17= 7,3мОм;

R_э3=R_SF9 + R_ПSF9 + R_кл2 =19,375+0,4+0,7 = 20,48 мОм;

Х_Э3=Х_SF9+Х_кл2 = 2,635+0,7= 3,34 мОм;

Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ и заносятся в таблицу 6

R_к1= R_э1= 21,7 мОм; Х_к1 = X_э1 =18,19 мОм;

; ;

Определяются коэффициенты К_у по таблице 1.9.2 [2]: и q:

Коэффициент действующего значения ударного тока

q₂ = q₃ = 1

Определяются 3-фазные и 2-фазные токи КЗ и заносятся в «Сводную ведомость токов КЗ»:

Действующие значения ударного тока

Ударный ток

Таблица 2.4- Сводная ведомость токов КЗ

Точка КЗ	Rк, мОм	Xк, мОм	Zк, мОм		Ку	q	, кА	iу, кА		кА	, кА
К1	21,7	18,19	28,32	1,19	1	1	8,16	11,54	8,16	7,1	15,00
К2	48,26	25,49	54,58	1,89	1	1	4,02	5,69	4,02	3,5	49,08
К3	68,74	28,83	24,54	2,38	1	1	2,95	4,17	2,95	2,57	172,02

Составляется схема замещения для расчета 1-фазных токов КЗ и определяются сопротивления

Рисунок 2.3 Схема замещения для расчета 1-фазных токов КЗ

Для кабельных линий

R _пкл1=2r₀^. L_кл1=2^. 0,11 ^. 11=2,42мОм

Х_пкл1= х_оп^. L_кл1=0,15^. 11=1,65 мОм.

R _пш=r_0пш^. L_ш= 0,2^. 47,49=9,59 мОм

Х _пш= х_0пш^. L_ш=0,26^.49,94 =12,46 мОм.

R _пкл2=2r₀^. L_кл2=2^. 19,375^. 3,21=124,39 мОм

X _пкл2=X₀^.L_кл2=0,15^.3,21=0,48мОм

Z_п1=R_с1=15 мОм

2.3.2 Проверка элементов по токам КЗ

Согласно условиям по токам КЗ аппараты защиты проверяются:

* на надежность срабатывания:

SF1: 2,88 ? 1,89

SF2: 1,93 ? 1,2

SF3: 0,93 ? 0,48

Надежность срабатывания автоматов обеспечена;

* на отключающую способность:

SF1: 25 ? 11,51

SF2: 20 ? 5,67

SF3: 20? 4,16

= - трехфазный ток в установившемся режиме

Автомат при КЗ отключается не разрушаясь;

на отстройку от пусковых токов. Учтено при выборе К₀ для I_у(кз) каждого автомата:

I_у(кз) ? I_п (для ЭД)

I_у(кз) ? I_пик (для РУ)

Согласно условиям проводники проверяются на термическую стойкость:

КЛ (ШНН--ШМА):

S_кл1 ? S_кл1.тс; 2Ч(3Ч120) > 82,73 мм²

По [ 2 ] таблица 1.10.3 t_пр(1) ⁼ 3,5 с.

КЛ (ШМА--Продольно-строгальный станок):

S_кл2 ? S_кл2.тс; 3Ч95 > 42,31 мм²

По [ 2 ]таблице 1.10.3 t_пр(1) ⁼ 1,7 с.

По термической стойкости кабельные линии удовлетворяют на соответствие выбранному аппарату защиты:

I_доп ? К_зщ ^. I_у(п)

Согласно условиям шинопровод проверяется: на динамическую стойкость:

Для алюминиевых шин = 7 * 10³ Н/см².

так как L_ш = 37 м, то достаточно иметь семь пролетов по l= 6м.



Принимается установка шин (50Ч5) «плашмя» с а =100 мм

Шинопровод динамически устойчив; на термическую стойкость:

S_ш? S_ш.тс;

S_ш=bh=5^. 50=250мм²

(250мм²) S_ш>S_ш.тс (82,73 мм²

Шинопровод термически устойчив

2.3.3 Определение потери напряжения в линии

По потере напряжения линия ЭСН должна удовлетворять условию ?U< 10% от U_н

Составляется расчетная схема для потерь напряжения и наносятся необходимые данные

Так как токи участков известны, то наиболее целесообразно выбрать вариант расчета ?U по токам участков.

Таблица 2.5 Расчетная схема ?U

I1 =340,8A Lкл1=11м	cosц=0.95; sinц=0.33 Lш=37,5м	I2=103,9A Lкл1=5м
?Uкл1 r01=0,11 Ом/ км х01=0,081 Ом/ км	?Uш r0ш=0,1 Ом/ км х0ш=0,13 Ом/ км	?Uкл2 r02=0,625 Ом/ км х02=0,085 Ом/ км



?U=?U_кл1+?U_ш+?U_кл2=0,2+0,9+0,2 = 1,3%

Согласно условия ?U< 10% от U_н, 1,3 % < 10 %, что удовлетворяет силовые нагрузки.

Вывод: Выполненные проверки элементов ЭСН показали их пригодность на всех режимах работы.

электрический трансформатор ток напряжение

3. Составление ведомости монтируемого ЭО

Таблица 3.1- Ведомость монтируемого оборудования

Наименование ЭО	Тип, марка	Ед. изм.	n
Трансформатор	ТМ 400-10/0.4	шт	2
Распределительные пункты	ПР85-4 055	шт	1
	ПР85-4 101	шт	1
	ПР85-4 065	шт	1
	ПР85-4 152	шт	1
	ПР85-4 010	шт	1
Кабели	АВВГ 2(3х120)	м	10
	АНДГ 3х70	м	40
	АВВГ 3х70	м	50
	АВВГ 3Ч95	м	10
	АВВГ 3Ч50	м	181
	АВВГ 3Ч25	м	50
	АВВГ 2(3Ч185)	м	7
	АВВГ 2(3Ч150)	м	24
	АВВГ 2(3х150)	м	8
	АВВГ 3х4	м	695
	АВВГ 3х185	м	8
	АВВГ 3х120	м	110
	АВВГ 3х10		9
Провод	АПВ 1Ч2,5	м	78
	АПВ 1х4	м	103
	АПВ 1х6	м	114
	АПВ 1х10	м	5
Сварочный автомат	-	шт	2
Компрессор	-	шт	3
Продольно-строгальный станок	-	шт	2
Электропечь сопротивления	-	шт	4
Поперечно-строгальный станок	-	шт	1
Расточный станок	-	шт	4
Мостовой кран	-	шт	3
Кран-балка	-	шт	1
Радиально-сверлильный станок	-	шт	1
Вентилятор	-	шт	1
Вертикально-сверлильный станок	-	шт	2
Токарно-револьверный станок	-	шт	3
Горизонтально-расточный станок	-	шт	3
Алмазно-расточный станок		шт	4
Заточный станок	-	шт	2
Автоматические выключатели	ВА 53-37	шт	6
	ВА 52-81-3	шт	6
	ВА 51-31-1	шт	14
	ВА 52-31	шт	26
	ВА 52-37	шт	4
	ВА 55-39	шт	2

4. Основные технические и организационные мероприятия безопасного проведения работ с электроустановками до 1 кВ

В соответствии с требованиями Правил устройства электроустановок и ГОСТ 12.1.019-79 для защиты персонала от случайного прикосновения к токоведущим частям электрооборудования предусмотрены следующие основные технические меры:

· ограждение токоведущих частей;

· применение блокировок электрических аппаратов;

· установка в РУ заземляющих разъединителей;.

· устройство защитного отключения электроустановок;

· заземление или зануление электроустановок;

· выравнивание электрических потенциалов на поверхности пола (земли) в зоне обслуживания электроустановок;

· применение разделяющих трансформаторов, применение малых напряжений;

· применение устройств предупредительной сигнализации;

· защита персонала от воздействия электромагнитных полей;

· использование коллективных и индивидуальных средств защиты.

· выполнение требований системы стандартов безопасности труда (ССБТ).

Работы, проводимые в действующих электроустановках, делятся на следующие категории:

· проводимые при полном снятии напряжения;

· проводимые с частично снятым напряжением;

· без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях;

· без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением.

К техническим мероприятиям, выполняемым для обеспечения безопасного ведения работ с полным или частичным снятием напряжения в установках до 1000 В, относятся:

· отключение всех силовых и других трансформаторов со стороны высшего и низшего напряжения с созданием видимого разрыва цепей;

· наложение переносных заземлений. При их отсутствии - принятие дополнительных мер: снятие предохранителей, отключение концов питающих линий, применение изолирующих накладок в рубильниках, и автоматах и другие;

· проверка отсутствия напряжения указателем напряжения, который предварительно должен быть проверен путем приближения к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Проверка осуществляется в диэлектрических перчатках. Применение контрольных ламп разрешается при линейном напряжении до 220 В.

К техническим мерам, обеспечивающим безопасность работ без снятия напряжения относятся:

· расположение рабочего места электромонтера таким образом_? чтобы токоведущие части, находящиеся под напряжением, либо перед ним, либо с одной стороны;

· использование защитных средств;

· использование глухой, чистой и сухой спецодежды с длинными застегивающимися рукавами и головного убора.

Организационные меры для обеспечения безопасности работ - это выполнение работ в электроустановках по наряду, распоряжению, в порядке текущей эксплуатации.

Работы по наряду. Наряд - это письменное задание, определяющее место, время начала и завершения работ, условия их безопасного ведения, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность работ. Наряд составляется на бланке установленной формы. По наряду выполняются следующие работы:

· с полным снятием напряжения;

· с частичным снятием напряжения;

· без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением.

Работы по распоряжению. Распоряжение - это задание на работу в электроустановках, записанное в оперативном журнале. Распоряжение имеет разовый характер, выдается на одну работу и действует на одну смену или в течение часа. По распоряжению выполняются работы:

· без снятия напряжения вдали от токоведущих частей, находящихся под напряжением, продолжительностью не более- одной смены (уборка помещений закрытых РУ, ремонт осветительной аппаратуры и замена ламп, уход за щеточно-коллекторными узлами электрических машин и др.);

· внеплановые кратковременные и небольшие по объему (до 1 часа), вызванные производственной необходимостью, с полным или частичным снятием напряжения, а также без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях, находящихся под напряжением (работы на кожухах электрооборудования, измерения токоизмерительными клещами, смена предохранителей до 1000 В, проверка нагрева контактов штангой, определение места вибрации шин штангой, фазировка, контроль изоляторов штангой. Эти работы выполняются не менее чем двумя рабочими в течение не более 1 часа;

· некоторые виды работ с частичным или полным снятием напряжения в установках до 1000 В продолжительностью не более одной смены (ремонт магнитных пускателей, пусковых кнопок, автоматических выключателей, контакторов, рубильников и прочей подобной аппаратуры, установленной вне щитов и сборок; ремонт отдельных электроприемников; ремонт отдельно расположенных блоков управления и магнитных станций, смена предохранителей и другие. Работы выполняются двумя рабочими.

· В порядке текущей эксплуатации выполняют работы по специальному перечню с последующей записью в оперативный журнал.

Заключение

Данный курсовой проект - итоговая работа изучения курса «Электроснабжение объектов»

В курсовом проекте я спроектировал схему снабжения механического цеха серийного производства. По заданной мощности оборудования станции рассчитал электрическую нагрузку цеха и составил сводную ведомость нагрузок по цеху. На основании этих расчетов выбрал число, мощность и тип трансформатора. Произвел расчет и, пользуясь справочниками, выбрал компенсирующие устройства. Рассчитал токи уставки аппаратов защиты и выбрал защитную аппаратуру. При этом к установке принималось наиболее перспективное оборудование. Для питания оборудования рассчитал сечения и выбрал кабель линии электроснабжения. Выполнил расчет токов короткого замыкания и на основании этих расчетов проверил правильность выбора аппаратуры защиты. На основании расчетов составил ведомость монтируемого оборудования

Список литературы

1. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: учебное пособие / И.И. Алиев. - М.: Высшая школа, 2005. - 256с.

2. Баумштейн И.А. Справочник по проектированию электроснабжения. Электроустановки промышленных предприятий / И.А. Баумштейн, С.А. Бажанов, И.С. Батхон, М.В. Хомякова. - М.: Энергия, 1981. - 656с.

3. Большам Я.М. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. / Я.М. Большам, В.И. Крупович, М.Л. Самовера. - М.: Энергия, 1981. - 696с.

4. Кисаримов Р.А. Справочник электрика / Р.А. Кисаримов. - М.: ИП РадиоСофт , 1999.-320с.

5. Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов: учеб. пособие для студ. проф. образования / Е.А. Конюхова. - М.: Мастерство, 2002. - 320с.

6. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий: учебно-справочное пособие /Б.И. Кудрин. - М.: Теплотехник, 2009. - 698с.

7. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: учебник для техникумов / Б.Ю. Липкин. - М.: Высшая школа, 1990. - 360с

8. Н.И. Данилов Основы энергосбережения: учебник /Н.И. Данилов, Я.М. Щелоков. - Екб.: ГУ СО «Институт энергосбережения», 2008. - 526с.

9. Орлов И.Н Электротехнический справочник: Производство и распределение электрической энергии. - М.: Энергоатомиздат, 1988.-880с.

10. Правила устройства электроустановок. - М.:Госэнергонадзор, 2001. - 644с.

11. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения: методическое пособие для курсового проектирования / В.П. Шеховцов.- М.: Форум-Инфра-М, 2005. - 214с.

Размещено на Allbest.ru