Электроснабжение и электрооборудование сварочного участка цеха

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Курсовая работа

Тема:

Электроснабжение и электрооборудование сварочного участка цеха



Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1 Характеристика ЭСН и ЭО сварочного участка цеха, электрических нагрузок, его технологического процесса.

1.2 Классификация помещений по взрыво-, пожарно-, электробезопасности

2. Расчетно-конструкторская часть

2.1 Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН

2.2 Расчет электрических нагрузок, компенсирующего устройства и выбор трансформаторов

2.3 Расчёт и выбор элементов ЭСН

2.3.1 Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств

2.4 Расчет токов КЗ и проверка элементов и 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

3. Составление ведомости монтируемого оборудования

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

Заключение

Литература



Введение п

Электрификация играет важную роль в развитии всех отраслей промышленности, являются стержнем строительства экономики страны. Отсюда следует необходимость опережающих темпов роста производства электроэнергии.

В настоящее время электроэнергетика России является важней жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее состав входит более 100 электростанций общей мощностью 800 мВт.

В зависимости от используемого вида первичной энергии все существующие станции разделяются на следующие основные группы: тепловые, гидравлические, атомные, ветряные, приливные и др.

Совокупность электроприемников производственных установок цеха, корпуса, предприятия, присоединённых с помощью электрических сетей к общему пункту электропитания, называется электропотребителем.

Совокупность электрических станций, линий электропередачи, подстанций тепловых сетей и приёмников, объеденных общим и непрерывным процессом выработки, преобразования, распределения тепловой и электрической энергии называется энергетической системой. Электрические сети подразделяются по следующим признакам:

Напряжение сети. Сети могут быть напряжением до 1 кВ низковольтными, или низкого напряжения (НН), и выше 1 кВ - высоковольтными, или высоковольтного напряжения.

Род тока. Сети могут быть постоянного и переменного тока. Электрические сети выполняются в основном по системе трёхфазного переменного тока, что является наиболее целесообразным, поскольку при этом может производиться трансформация электроэнергии.

Назначение. По характеру потребителей и от назначения территории, на которой они находятся, различают: сети в городах, сети промышленных предприятий, сети электрического транспорта, сети в сельской местности.

Кроме того, имеются районные сети, сети межсистемных связей и др.

В современных условиях главными задачами специалистов, осуществляющих проектирование и эксплуатацию современных систем энергоснабжения промышленных предприятий, является правильное определение электрических нагрузок, рациональная передача и распределение электроэнергии, обеспечение определенной степени надежности электроснабжения, экономия электроэнергии и других материальных ресурсов.

Данные вопросы целесообразно решать на стадии проектирования систем электроснабжения. В настоящее время при разработке систем электроснабжения промышленных предприятий стараются максимально приблизить источники высокого напряжения 35-220 кВ и электроустановкам потребителей с ПГВ, размещаемые рядом с энергоемкими производственными корпусами; резервирование питания для отдельных категорий потребителей закладываются в схему СЭС и в самих элементах.

Целью данной работы является создание оптимальной схемы низковольтного электроснабжения сварочного участка цеха. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: рассчитать электрические нагрузки; разработать оптимальные схемы низковольтного электроснабжения цеха; выбрать электрооборудование в том числе: силовые трансформаторы, компенсирующие устройства, проводники, коммутационную аппаратуру.



1. Общая часть

1.1 Характеристика ЭСН и ЭО сварочного участка цеха, электрических нагрузок, его технологического процесса

Сварочный участок (СУ) предназначен для подготовительных работ с изделиями. Он является частью крупного механического цеха завода тяжелого машиностроения.

На сварочном участке предусмотрены работы различного назначения: ручная электродуговая сварка и наплавка, полуавтоматическая и автоматическая импульсная наплавка под слоем флюса и т.п.

Он оборудован электроустановками (ЭУ): термическими сварочными, вентиляционными, а также металлообрабатывающими станками.

Транспортные операции осуществляются с помощью кран-балки, электротали, наземных электротележек, ленточных конвейеров.

Участок имеет механическое, термическое отделение, сварочные посты, отделение импульсной наплавки, где размещено основное оборудование.

Электроснабжение (ЭСН) обеспечивается от цеховой трансформаторной подстанции (ТП) 10/0,4 кВ, расположенной на расстоянии 50 м от здания участка. В перспективе от этой же ТП предусматривается ЭСН станочного участка с дополнительной нагрузкой (Р = 800 кВт; cosц = 0,85; Кп = 0,6).

Электроприемники, обеспечивающие жизнедеятельность (вентиляция и кондиционирование) относятся к 2 категории надежности ЭСН, а остальные - к 3. Количество рабочих смен - 2. Грунт в районе цеха - песок притемпературе +12°С. Каркас здания сооружен из блоков-секций длиной 8, 6 и 4 м каждый. Размеры цеха АхВхН = 48х30х8 м. Все помещения, кроме механического отделения, двухэтажные высотой 3,6 м.



Таблица 1

Перечень технологического оборудования

№ на плане	Наименование ЭО	Рэп кВт	Кол-во обор.	Примечание
1,4	Сварочные преобразователи	12	2
2	Сварочный полуавтомат	30	1
3,9,13,16,41	Вентиляционные установки	6	5
5,6,7	Сварочные выпрямители	8,8	3
8,10	Токарные станки импульсной наплавки	15,1	2
11,12,14,15	Сварочные агрегаты	6,5	4
17,21,44,46	Кондиционеры	16	4
18,19,20	Электропечи сопротивления	48	3
22,23,24,25,26,28	Слиткообдирочные станки	4,5	6
27,35,37,38,39	Сверлильные станки	1,8	5
29	Кран-балка	12	1	ПВ = 60%
30,34	Конвейеры ленточные	4,5	2
31,32,33,36	Обдирно-шлифовальные станки	5	4
40	Сварочный стенд	11,2	1
42,43	Сварочные трансформаторы	22кВ*А	2	1-фазные ПВ = 4%
45	Электроталь	2,5	1	ПВ = 25%

Рисунок 1. План расположения ЭО сварочного участка цеха



1.2 Классификация помещений по -взрыво-, -пожаро, электробезопасности.

Исходя из выбранных помещений и выбранных категорий опасности составляем таблицу 2.

Таблица 2

Категории опасности помещений ЭСН и ЭО цеха

Наименование помещений	Категории
	взрывобезопасности	пожаробезопасности	электробезопасности
1	2	3	4
Механическое отделение	В-IIа	П-IIа	ПО
Термическое отделение	В-Iб	П-IIа	ПО
Сварочный пост - 1	В-IIа	П-IIа	ПО
Сварочный пост -2	В-Iб	П-IIа	ПО
Сварочный пост - 3	В-Iб	П-IIа	ПО
Сварочный пост - 4	В-Iб	П-IIа	ПО
Отделение импульсной наплавки	В-Iб	П-IIа	ПО
Склад	В-IIа	П-III	Б ПО



2. Расчетно-конструкторская часть

2.1 Категория надежности ЭСН и выбор схемы ЭСН

Схемы электроснабжения промышленных предприятий должны разрабатываться с учетом следующих основных принципов:

- источники питания должны быть максимально приближены к потребителям электрической энергии;

- число ступеней трансформации и распределения электрической энергии - на каждом напряжении должно быть по возможности минимальным;

- схемы электроснабжения и электрических соединений подстанций должны обеспечивать необходимые надежность электроснабжения и уровень резервирования;

- распределение электроэнергии рекомендуется осуществлять по магистральным схемам питания.

Учитывая то, что в цеху находятся электроприемники второй категории, которые обеспечивающие жизнедеятельность (вентиляция и кондиционирование) поэтому на трансформаторной подстанции будут установлены два трансформатора.

Рисунок 2. Схема электроснабжения цеха

Нагрузку ЭСН дополнительного станочного участка распределяем на два трансформатора по 400кВт.

2.2 Расчёт электрических нагрузок

Расчёт электрических нагрузок цеха производится методом упорядоченных диаграмм, с применением коэффициента расчётной нагрузки.

Таблица 3

Рекомендуемые значения коэффициентов

Наименование ЭО	Ки	Кс	cosц	tgц
Сварочные преобразователи	0.3	0.35	0.6	1.33
Сварочный полуавтомат	0.35	0.5	0.5	1.73
Вентиляционные установки	0.65	0.7	0.8	0.75
Сварочные выпрямители	0.25	0.35	0.35	2.6
Токарные станки импульсной наплавки	0.14	0.16	0.5	1.73
Сварочные агрегаты	0.25	0.35	0.35	2.6
Кондиционеры	0.7	0.9	0.8	0.75
Электропечи сопротивления	0.7	0.8	0.95	0.33
Слиткообдирочные станки	0.17	0.25	0.5	1.73
Сверлильные станки	0.14	0.16	0.5	1.73
Кран-балка	0.1	0.2	0.5	1.73
Конвейеры ленточные	0.55	0.65	0.75	0.88
Обдирно-шлифовальные станки	0.14	0.16	0. 5	1.73
Сварочный стенд	0.25	0.35	0.7	1.02
Сварочные трансформаторы	0.25	0.35	0.35	2.97
Электроталь	0.05	0.1	0.5	1.73

Номинальная мощность электроприемников повторно-кратковременного режима проводится к продолжительности включения 100% рассчитывается по формуле:

Для кран-балки и электротали:

Р_р = Р_п*К_и ; Q_р = Р_р* tg ц; S_р = ;

Р_р = 12*0,1 = 0,93кВт;

Q_р = 0,93*1,73 = 1,6кВАр;

S_р = = 1,85кВА;

Р_р = 2,5*0,06 = 0,075 кВт;

Q_р = 0,075*1,73 = 0,13 кВАр;

S_р = = 0,15 кВА.

Для сварочных трансформаторов:

Р_р = Р_п*cosц**К_и;

Р_р = 22*0,35**0.25 = 0,39 кВт;

Q_р = 0,39*2,97 = 1,14 кВАр;

S_р = = 1,2 кВА.

где К_и - коэффициент использования электроприемников, определяется по таблице 3;

Р_п - активная мощность электроприемника;

Р_р - средняя активная мощность;

tg ц - коэффициент реактивной мощности (из таблицы 1.5.1);

Q_р - средняя реактивная мощность;

S_р - полная мощность электроприемника.

Для остальных электроприемников применяется формула:

Р_р = Р_п*К_и.

1) Вентиляционные установки:

Р_р = 6_*0,6 = 3,6 кВт;

Q_р = 3.6* 0,75 = 2.7кВАр;

S_р = = 4.5 кВА.

2) Токарные станки импульсной наплавки:

Р_р = 15,1_*0,14 = 2,11 кВт;

Q_р = 2.11* 1,73 = 3.65 кВАр;

S_р = = 4.22 кВА.

3) Сварочные агрегаты:

Р_р = 6,5_*0,25 = 1,63 кВт;

Q_р = 1.63* 2,67 = 4.35 кВАр;

S_р = = 4.65 кВА.

4) Кондиционеры:

Р_р = 16_*0,6 = 9,6 кВт;

Q_р = 9.6* 0,75 = 7.2 кВАр;

S_р = = 12 кВА.

5) Электропечи сопротивления:

Р_р = 48_*0,75 = 36 кВт;

Q_р = 36* 0,33 = 11,88 кВАр;

S_р = = 37,9 кВА.

6) Слиткообдирочные станки:

Р_р = 4,5_*0,17 = 0,76 кВт;

Q_р = 0.76* 1,17 = 0,89кВАр;

S_р = = 1,17 кВА;

7) Сверлильные станки:

Р_р = 1,8_*0,14 = 0,25 кВт;

Q_р = 0.25* 1,73 = 0,43кВАр;

S_р = = 0,5 кВА.

8) Сварочные преобразователи:

Р_р = 12_*0,3 = 3,6 кВт;

Q_р = 3,6* 1,33 = 4,79 кВАр;

S_р = = 5,99 кВА.

9) Сварочный полуавтомат:

Р_р = 30_*0,35 = 10,5 кВт;

Qр = 10,5* 1,73 = 18,17 кВАр;

S_р = = 20,98 кВА.

10) Конвейер ленточный:

Р_р = 4,5_*0,55 = 2,48 кВт;

Q_р = 2,48* 0,88 = 2,18 кВАр;

S_р = = 3,3 кВА.

11) Обдирно-шлифовальные станки:

Р_р = 5_*0,14 = 0,7 кВт;

Qр = 0,7* 1,73 = 1,21 кВАр;

S_р = = 1,4 кВА.

12) Сварочный стенд:

Р_р = 11,2_*0,25 = 2,8 кВт;

Q_р = 2,8* 1,02 = 2,86 кВАр;

S_р = = 4,00 кВА.

13) Сварочные выпрямители:

Р_р = 8,8_*0,25 = 2,2 кВт;

Q_р = 2,2* 2,6 = 5,72 кВАр;

S_р = = 6,13 кВА.

14) Сварочные трансформаторы:

Р_у = Р_эп*cosц* = 28*0,2*0,35 = 1,96кВт;

Р_р = 0,35*1,96 = 0,68 кВт;

Q_р = 0,68*2,97 = 2,01кВАр;

Sp = = 2.1кВа.

15) Электроталь:

Р_у = Р_эп* = 2,5*0,5* = 1,25кВт;

Р_р = 0,1*1,925 = 0,125 кВт;

Q_р = 0,125*1,73 = 0,21кВАр;

Sp = = 0,24 кВа.

Результаты расчетов сводятся в таблицу 4:

Таблица 4

Сводная ведомость нагрузок

№ п/п	Наименование электрооборудования	Количество	Рп, кВт	КИ	tgц	cosц	Рр, кВт	Qр, кВАр	SР, кВА	?Sp, кВА
1	Сварочные преобразователи	2	12	0,3		0,6	3,6	4,79	5,99	11,98
2	Сварочный полуавтомат	1	30	0,35		0,5	10,5	18,17	20,98	20,98
3	Вентиляционные установки	5	6	0,65		0,8	3,6	2,7	4,5	22,5
4	Сварочные выпрямители	3	8,8	0,25		0,35	2,2	5,72	6,13	18,39
5	Токарные станки импульсной наплавки	2	15,1	0,14		0,5	2,11	3,65	4,22	8,44
6	Сварочные агрегаты	4	6,5	0,25		0,35	1,63	4,35	4,65	18,6
7	Кондиционеры	4	16	0,7		0,8	9,6	7,2	12	48
8	Электропечи сопротивления	3	48	0,7		0,95	36	11,88	37,9	113,7
9	Слиткообдирочные станки	6	4,5	0,14		0,5	0,76	0,89	1,17	7,02
10	Сверлильные станки	5	1,8	0,14		0,5	0,25	0,43	0,5	2,5
11	Кран-балка	1	12	0,1	60	0,5	0,93	1,6	1,85	1,85
12	Конвейеры ленточные	2	4,5	0,55		0,75	2,48	2,18	3,3	6,6
13	Обдирно-шлифовальные станки	4	5	0,14		0,5	0,7	1,21	1,4	5,6
14	Сварочный стенд	1	11,2	0,25		0,7	2,8	2,86	4,00	4,00
15	Сварочные трансформаторы	2	28 кВА	0,25	4	0,35	0,68	2,01	2,1	4,2
16	Электроталь	1	2,5	0,05	25	0,5	0,075	0,13	0,15	0,15
		Sц = 292,71

Определяем мощность трансформаторов: S_т ? S_р = 0.7*S_цкВА;

?Р_т = 0,02S_ц;

?Qт = 0,1 S_ц;

S_Т = 0,7*292,71 = 204,9 Ква;

?P_Т = 0,02*292,71 = 5,85кВт;

?Q_Т = 0,1*292,71 = 29,271кВАр;

?S_Т = = 29,85Ква;

C учетом расчетов выбираем 2 трансформатора ТМ - 250-10/0,4 - трансформаторы силовые масляные.

Рисунок 3. Трансформатор ТМ-250-10/0,4

Таблица 5

Технические характеристики трансформатора

Технические характеристики трансформатора
Мощность, кВА	250
Напряжение ВН, кВ	10
Напряжение НН, кВ	0,4
Схема и группа соединения	?/Yн-11
Напряжение к.з. при 75 С, %	4,5
Потери х.х., Вт	520
Длина, мм	1235
Ширина, мм	1010
Высота, мм	1290
Масса, кг	970



Определяем коэффициент загрузки трансформаторов:

K_з = .

где: N - число устанавливаемых трансформаторов;

S_ном.тр - номинальная мощность одного трансформатора, кВА

Kз = = = 0.59.

Проверяем работу трансформаторов в послеаварийном режиме.

При отключении одного трансформатора второй с учетом допустимой перегрузки (масляные трансформаторы в послеаварийном режиме допускают перегрузку на 40% номинальной мощности продолжительностью 6 часов в течение 5 суток) пропустит: 1,4 х 250 = 350 кВА.

Условия работы трансформаторов при отключении одного трансформатора соблюдаются.

Расчет и выбор компенсирующих устройств.

Расчетную реактивную мощность КУ определяем по формуле:

Q_{K. P} = бР_р(tgц - tgц_к)

Где - Q_{K. P.} - расчетная мощность компенсирующего устройства, кВАр;

б - коэффициент, учитывающий повышение cosц естественным способом, принимается б = 0,9;

tgц и tgц_к - коэффициенты реактивной мощности до и после компенсации соответственно.

Компенсацию мощности производим до cosц_к = 0.92.

При cosц_к = 0.92, tgц_к = 0,425.

1) Сварочный преобразователь:

Q_{K. P.} = 0,9*3,6*(1,33 - 0,425) = 2,93 кВАр;

2) Сварочный полуавтомат:

Q_{K. P.} = 0,9*10,5*(1,73 - 0,425) = 12,33 кВАр;

3) Вентиляционные установки:

Q_{K. P.} = 0,9*3,6*(0,75 - 0,425) = 1,05 кВАр;

4) Сварочный выпрямитель:

Q_{K. P.} = 0,9*2,2*(2,6 - 0,425) = 4,3 кВАр;

5) Токарный станок импульсной наплавки:

Q_{K. P.} = 0,9*2,11*(1,73 - 0,425) = 2,48 кВАр;

6) Сварочные агрегаты:

Q_{K. P.} = 0,9*1,63*(2,6 - 0,425) = 3,19 кВАр;

7) Кондиционеры:

Q_{K. P.} = 0,9*9,6*(0,75 - 0,425) = 2,8 кВАр;

8) Электропечь сопротивления:

Q_{K. P.} = 0,9*36*(0,33 - 0,425) = -3,08 кВАр;

9) Слиткообдирочные станки:

Q_{K. P.} = 0,9*0,76*(1,73 - 0,425) = 0,89 кВАр;

10) Сверлильные станки:

Q_{K. P.} = 0,9*0,25*(1,73 - 0,425) = 0,29 кВАр;

11) Кран-балка:

Q_{K. P.} = 0,9*0,93*(1,73 - 0,425) = 1,09 кВАр;

12) Конвейеры ленточные:

Q_{K. P.} = 0,9*2,48*(0,88 - 0,425) = 0,02 кВАр;

13) Обдирно-шлифовальные станки:

Q_{K. P.} = 0,9*0,7*(1,73 - 0,425) = 0,82 кВАр;

14) Сварочный стенд:

Q_{K. P.} = 0,9*2,8*(1,02 -0,425) = 1,49 кВАр;

15) Сварочный трансформатор:

Q_{K. P.} = 0,9*0,39*(2,97 - 0,425) = 0,89 кВАр;

16) Электроталь:

Q_{K. P.} = 0,9*0,075*(1,73 - 0,425) = 0,09кВАр;

Компенсирующие устройства буду установлены на секциях 1 и 2 распредщита в ТП 10/0,4кВ.

Расчетная мощность компенсирующего устройства на секции I равна:

Q_{K. P.I} = 5.6+2.93+4.3+4.3+4.3++1.05+2.48+2.48 = 27.44кВАр.

Расчетная мощность компенсирующего устройства на секции I I равна:

Q_{K. P.II} = 2.93+12.33+1.05+(0.89*5)+1.09+1.05+0.89+0.89+1.49+0.04 +

+0.29+0.29+0.29+0.82+0.82+0.82+2.8+2.8+0.09 = 53.87кВАр.

На основании расчетов выбираем типы компенсирующих устройств:

Таблица 6

Типы компенсирующих устройств

№ п/п	Место установки	Тип компенсирующего устройства	Мощность, кВАр	Номинальный ток фазы, А	Габаритные размеры (ВЧШЧГ)
1	I	УКРМ -0,4-30-УХЛ3	30	43,2	650 Ч 500 Ч 220
2	II	УКРМ -0,4-70-УХЛ3	70	101	900 Ч600 Ч 280

Рисунок 4. Конденсаторная установка типа УКРМ-0,4

2.3 Расчёт и выбор элементов ЭСН

2.3.1 Выбор аппаратов защиты и распределительных устройств

Распределительные шкафы целесообразно располагать как можно ближе к потребителям. Для распределения электроэнергии по потребителям выбираем распределительные шкафы ПР-85. Прокладку кабелей выполнять в трубах под полом. Запитывание потребителей от распредщитов производить кабелями типа АВВГ. Составляем схему (Рисунок 5) расстановки распределительных шкафов и прокладки кабелей к потребителям

Рисунок 5. Схема расстановки распределительных шкафов и прокладки кабелей к потребителям

Расчет электрических нагрузок

Для данного проекта выбрана радиальная схема электроснабжения, расчет которой выполняется по алгоритму, показанному в главе 1 данного проекта. Разница заключается в том, что электроприемники распределяются по подключениям, для каждого из которых расчетная нагрузка определяется по отдельности.

Таблица 7

Расчет электрических нагрузок низковольтной сети по группам подключения

Наименование электроприемника	Позиция	Кол-во	Рп кВт	?Рп кВт	Рр кВт	?Рр кВт	Qр кВАр	?Qр кВАр
ПР-1
Сварочные преобразователи	1	1	12	12	3,6	3,6	4,79	4,79
Сварочный полуавтомат	2	1	30	30	10,5	10,5	18,17	18,17
Вентиляционные установки	3	1	6	18	3,6	3,6	2,7	2,7
Слиткообдирочные станки	22, 22, 23, 24, 25,	5	4,5	22,5	0,76	3,8	0,89	4,45
Итого по ПР-1	8			82,5	18,46	21,5	26,55	30,11
ПР-2
Электропечи сопротивления	18, 19 20	3	48	144	36	108	11,88	35,4
Кондиционеры	17, 21	2	16	32	9,6	19,2	7,2	14,4
Итого по ПР-2	5			176	45,6	127,2	19,08	49,8
ПР-3
Кран-балка	29	1	12	12	0,93	0,93	1,6	1,6
Вентиляционные установки	41	1	6	6	3,6	3,6	2,7	2,7
Сварочные трансформаторы	42, 43	2	22 кВ*А	44 кВ*А	0,39	0,78	1,14	2,28
Итого по ПР-3	4			18	4,92	5,31	5,44	6,58
ПР-4
Сварочный стенд	40	1	11,2	11,2	2,8	2,8	2,86	2,86
Конвейеры ленточные	30, 34	2	4,5	9	2,48	4,96	2,18	4,36
Сверлильные станки	37, 38, 39	3	1,8	5,4	0,25	0,75	0,43	1,29
Обдирно-шлифовальные станки	31, 32, 33	3	5	15	0,7	2,1	1,21	3,63
Кондиционеры	44, 46	2	16	32	9,6	19,2	7,2	14,4
Электроталь	45	1	2,5	2,5	0,075	0,075	0,15	0,15
Итого по ПР-4	12	1		75,1	15,9	29,89	14,03	35
ПР-5
Сварочные преобразователи	4	1	12	12	3,6	3,6	4,79	4,79
Сварочные выпрямители	5, 6, 7	3	8,8	26,4	2,2	6,6	5,72	17,16
Вентиляционные установки	9	1	6	6	2,6	2,6	2,7	2,7
Токарные станки импульсной наплавки	8, 10	2	15,1	30,2	2,11	4,22	3,65	7,3
Итого по ПР-5	7			74,6	10,51	12,62	16,86	31,95
ПР-6
Сварочные агрегаты	11, 12, 14, 15	4	6,5	26	1,63	6,52	4,35	17,4
Вентиляционные установки	13, 16	2	6	12	3,6	7,3	2,7	5,4
Сверлильные станки	27, 35	2	1,8	3,6	0,25	0,5	0,43	0,86
Слиткообдирочные станки	28	1	4,5	4,5	0,76	0,76	0,89	0,89
Обдирно-шлифовальные станки	36	1	5	5	0,7	0,7	1,21	1,21
Итого по ПР-6	10			51,1	7,71	15,78	9,58	25,76

Составляем схему (Рисунок 6) распределения нагрузки на щите ГРЩ-1 в ТП10/0,4кВ.

Рисунок 6. Распределение электроприемников по секциям щита

низковольтный электроснабжение электрооборудование сварочный цех

Для определения нагрузок на секции составляем таблицу.

Таблица 8

Распределение нагрузок по секциям ГРЩ1

Наименование распредщита	Сумма активных мощностей ?Рп кВт	Сумма приведенных мощностей ?Рр кВт	Сумма реактивных мощностей ?Qр кВАр
Секция 1
ПР-2	176	127,2	49,8
ПР-5	74,6	12,62	31,95
Итого по секции 1	250,6	139,82	81,75
Секция 2
ПР-1	85,2	21,5	30,11
ПР-3	18	5,31	6,58
ПР-4	75,1	29,89	35
ПР-6	51,1	15,78	25,76
Итого па секции 2	229,4	72,48	97,45

Выбор аппаратов защиты

В качестве аппаратов защиты будем применять автоматические выключатели типа ВА.

Автоматические выключатели выбираются согласно условиям:

Iн.а. ? Iн.р.;

Uн.а. ? Uс;

Iн.р. ? Iдл. - для линий без ЭД;

Iн.р. ? 1,25Iдл. - для линий с одним ЭД;

Iн.р. ? 1,1Iдл. - для групповых линий с несколькими ЭД;

Выбор автоматических выключателей Ввод 1 и ввод 2 и провода от трансформаторов до щита ГРЩ 1.

Так как к этому щиту подключены потребители как без ЭД, так и групповые линии с несколькими ЭД, будем пользоваться условием Iн.р. ? 1,1Iдл.

Ввод 1:

Определяем расчетный ток:

I_дл. = = = 413,9А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-39; I_н.а. = 630А; I_н.р. = 500А; К_у = 1,25; I_откл. = 35кА.

Сечение питающего проводника выбираем по допустимому нагреву:

Данному расчетному длительному току выбираем питающий проводник АПВ 3х240мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в воздухе составляет 453А.

Ввод 2;

I_дл. = = = 379А

Выбираем автоматический выключатель;

ВА 51-39; I_н.а. = 630А; I_н.р. = 400А; К_у = 1,25; I_откл. = 35кА.

Данному расчетному длительному току выбираем питающий проводник АПВ 3х240мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в воздухе составляет 453А.

Выбор автоматических выключателей питания распределительных щитов; ПР-1:

I_дл. = = = 209,15А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-35; I_н.а. = 250А; I_н.р. = 200А; К_у = 1,25; I_откл. = 15кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х95мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 255А. ПР-2:

I_дл. = = = 304А.

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-35; I_н.а. = 400А; I_н.р. = 320А; К_у = 1,25; I_откл. = 25кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х150мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 340А.



ПР-3:

I_дл. = = = 63,7А.

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-31; I_н.а. = 100А; I_н.р. = 80А; К_у = 1,25; I_откл. = 7кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х25мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 65А.

ПР-4:

I_дл. = = = 181,3А.

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-35; I_н.а. = 250А; I_н.р. = 200А; К_у = 1,25; I_откл. = 15кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х95мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 255А.

ПР-5:

I_дл. = = = 202,6А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-35; I_н.а. = 250А; I_н.р. = 200А; К_у = 1,25; I_откл. = 15кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х95мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 255А.

ПР-6:

I_дл. = = = 146,7А



Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-33; I_н.а. = 160А; I_н.р. = 160А; К_у = 1,25; I_откл. = 12,5кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х95мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 255А.

Аналогично выбираем аппараты защиты и питающие проводники для подключения потребителей.

1) Сварочные преобразователи:

I_дл. = = = 30,4А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-31; I_н.а. = 100А; I_н.р. = 31,5А; К_у = 1,35; I_откл. = 5кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х8мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 32А.

2. Сварочный полуавтомат:

I_дл. = = = 91,3А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-31; I_н.а. = 100А; I_н.р. = 100А; К_у = 1,25; I_откл. = 15кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х50мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 105А.

3. Вентиляционные установки:

I_дл. = = = 11,4А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-25; I_н.а. = 25А; I_н.р. = 12,5А; К_у = 1,35; I_откл. = 2,5кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х2,5мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 16А.

4. Сварочные выпрямители:

I_дл. = = = 38,2А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-31; I_н.а. = 100А; I_н.р. = 40А; К_у = 1,35; I_откл. = 6кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х16мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 55А.

5. Токарные станки импульсной плавки:

I_дл. = = = 45,9А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-31; I_н.а. = 100А; I_н.р. = 50А; К_у = 1,35; I_откл. = 5кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х16мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 55А.

6. Сварочные агрегаты:

I_дл. = = = 28,2А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-31; I_н.а. = 100А; I_н.р. = 40А; К_у = 1,35; I_откл. = 6кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х8мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 32А.

7. Кондиционеры:

I_дл. = = = 30,4А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-31; I_н.а. = 100А; I_н.р. = 40А; К_у = 1,35; I_откл. = 6кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х8мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 32А.

8. Электропечи сопротивления:

I_дл. = = = 76,85А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-31; I_н.а. = 100А; I_н.р. = 100А; К_у = 1,25; I_откл. = 7кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х50мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 105А.

9. Слиткообдирочные станки:

I_дл. = = = 13,7А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-25; I_н.а. = 25А; I_н.р. = 16А; К_у = 1,35; I_откл. = 3,0кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х2,5мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 16А.

10. Сверлильные станки:

I_дл. = = = 5,5А.

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-25; I_н.а. = 25А; I_н.р. = 6,3А; К_у = 1,35; I_откл. = 2кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х2,5мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 16А.

11. Кран-балка:

I_дл. = = = 36,5А.

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-31; I_н.а. = 100А; I_н.р. = 40А; К_у = 1,35; I_откл. = 6кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х10мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 38А.

12. Конвейеры ленточные:

I_дл. = = = 10,5А.

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-25; I_н.а. = 25А; I_н.р. = 12,5А; К_у = 1,35; I_откл. = 2,5кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х2,5мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 16А.

13. Обдирно-шлифовальные станки:

I_дл. = = = 15,2А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-25; I_н.а. = 25А; I_н.р. = 16А; К_у = 1,35; I_откл. = 3кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х2,5мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 16А.

14. Сварочный стенд:

I_дл. = = = 48,6А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-31; I_н.а. = 100А; I_н.р. = 50А; К_у = 1,35; I_откл. = 6кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х16мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 32А.

15. Сварочные трансформаторы:

I_дл. = = = 8,5А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-25; I_н.а. = 25А; I_н.р. = 10А; К_у = 1,35; I_откл. = 2,5кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х2,5мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 16А.

16. Электроталь

I_дл. = = = 7,6А

Выбираем автоматический выключатель:

ВА 51-25; I_н.а. = 25А; I_н.р. = 10А; К_у = 1,35; I_откл. = 6кА.

Выбираем питающий проводник АВВГ 3х2,5мм², допустимая токовая нагрузка которого при прокладке в земле составляет 16А.

Выбор распределительных устройств и их комплектование автоматическими выключателями.

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Рисунок 7. Автоматический выключатель ВА 51-39



Рисунок 8. Автоматический выключатель ВА 51-35

Рисунок 9. Автоматический выключатель ВА 51-31

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Размещено на http://www.Allbest.Ru/

Рисунок 10. Автоматический выключатель ВА 51-25

Рисунок 11. Пункт распределительный типа ПР-85



Типы распределительных устройств по позициям и комплектование их автоматическими выключателями согласно подключаемых потребителей сводим в таблицу 9.

Таблица 9

Типы распределительных устройств по позициям и комплектование их автоматическими выключателями согласно подключаемых потребителей

№ ПР.	Тип	ВА 51-31	ВА 51-31	ВА 51-31	ВА 51-31	ВА 51-25	ВА 51-25	ВА 51-25	ВА 51-25
ПР-1	ПР8502-008-250-IP21-УХЛ4	1			1	5	1
ПР-2	ПР8502-005-400-IP21-УХЛ4	3		2
ПР-3	ПР8502-022-100-IP21-УХЛ4			1			1	2
ПР-4	ПР8502-0012-250-IP21-УХЛ4		1	2		3	2	1	3
ПР-5	ПР8502-007-250-IP21-УХЛ4		2	3	1		1
ПР-6	ПР8502-0010-160-IP21-УХЛ4			4		2	2		2

2.4 Расчет токов КЗ. и проверки элементов ЭСН характерной линии

2.4.1 Выбор точек и расчет КЗ

полная мощность трансформатора.

- напряжение трансформатора на высокой стороне.

Наружная ВЛ.

Рисунок 12. Схема ЭСН расчетная и схема замещения

Сопротивления приводятся к НН:

Для трансформатора по таблице:

Для автоматов по таблице:

1SF

SF1

SF

Для кабельных линий по таблице:

КЛ1

Так как в схеме 3 параллельных кабеля, то:

КЛ2:

Для шинопровода ШРА 400 по таблице:

R_ш =

Для ступеней распределения по таблице:

3. Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления на участках между точками КЗ и наносятся на схему.

+

+

Вычисляются сопротивления до каждой точки КЗ и заносятся в «Сводную ведомость» (Таблица 10):

Определяем коэффициенты

6. Определяются 3 - фазные и 2 - фазные токи КЗ и заносятся в «Ведомость».

Таблица 10

Сводная ведомость токов КЗ

Точка КЗ	Rк, мОм	Xк, мОм	Zк, мОм	Rк/Xк	Kу	q	Iк(3) кА	iу, кА	кА	Iк(2) кА	мОм	Iк(1) кА
К1	34,45	29,36	45,26	1,17	1,0	1	5,12	7,2	5,12	4,45	15	1,9
К2	55,85	30,27	63,53	1,85	1,0	1	3,5	4,93	3,5	3,05	36,7	1,6
К3	69	32,24	76,16	2,14	1,0	1	2,88	4,06	2,88	2,5	62,04	1,3

2.4.2 Проверка элементов по токам КЗ

Согласно условиям по токам КЗ (АЗ) проверяются:

- на надежность срабатывания:

1SF:.

SF1: .

SF: .

- на отключающую способность:

1SF:

SF1:

SF:

2.4.3 Определение потери напряжения

По потере напряжения линии ЭСН должна удовлетворять условию:

Где: - потеря U, .

- номинальное напряжение U, В.

?U_кл1 = *I₁*L(r₀₁*cosцк+x₀₁*sinцк = *111,8*5*10^-3*

*(0,11*0,94+0,08+0,34) = 0,01%

?U_ш = *11,8*2*0,01*(0,15*0,94+0,17*0,34) = 0,2%

Выполнение проверки элементов ЭСН показали пригодность на всех режимах работы.



3. Ведомость монтируемого ЭО и электромонтажных работ

Таблица 11

Ведомость монтируемого ЭО

N	Наименование ЭО	Тип, марка	Ед. Изм	n	Примечание
1	Трансформатор	ТМ-250-10/0.4	шт	2
2	Конд. установка	УКРМ-0,4-30-УХЛ3	шт	1
3	Конд. установка	УКРМ-0,4-30-УХЛ3	шт	1
4	РЩ	ПР85	шт	6
5	Кабели	АВВГ	м
6	Кабели		м

Таблица 12

Ведомость физических объемов электромонтажных работ

N	Наименование ЭО	Тип, марка	Ед. Изм	n	Примечание
1	Трансформатор	ТМ-250-10/0.4	шт	2
2	Конд.установка	УКРМ-0,4-30-УХЛ3	шт	1
3	Конд.установка	УКРМ-0,4-30-УХЛ3	шт
4	Кабели	АВВГ	м
5	Кабели	АПВ	м
6	Автоматы	ВА	шт	55



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

При работе с электроустановками необходимо учитывать следующие технические и организационные мероприятия:

Работа должна оформляться нарядом; с работниками должен быть произведен инструктаж по технике безопасности, допуск к работе; перед работой необходимо: вывешивать предупреждающие плакаты, устанавливать защитные заземления, при необходимости - ограждения; при работе необходимо пользоваться средствами защиты (диэлектрические перчатки, галоши, изолирующие клещи и др.), соблюдать технику безопасности.



Заключение

В результате процесса курсового проектирования на тему: “ЭСН и ЭО сварочного участка”, я сделал необходимые расчеты с учетом особенностей электроснабжения, а именно рассчитал электрические нагрузки, выбрал соответствующую схему электроснабжения, более надежную и обеспечивающую бесперебойный режим работы, а также оборудование на стороне ВН и НН; выбрал число и мощность силовых трансформаторов с учетом компенсирующего устройства, произвел расчеты ЗУ, и выбор питающих линий с учетом их сечения и экономичной плотности тока, произвел расчет токов КЗ и проверку элементов ЭСН по ним.



Литература

1. В.П. Шеховцов “Расчет и проектирование схем электроснабжения” (2004)

2. Л.Л. Коновалова; Л.Д. Рожкова “Электроснабжение промышленных предприятий и установок” (1989).

3. Б.Н. Неклепаев; И.П. “Электрическая часть электростанций и подстанций” (1989).

4. А.А. Федоров; Л.Е. Старкова “Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования” (1987).

5. Б.Ю. Липкин “Электроснабжение промышленных предприятий и установок” (1990).

Размещено на Allbest.Ru