Номер на плане
|
Наименование оборудования
|
Установленная мощность, кВт
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
1,2
|
Пресс гидравлический станок
|
2,2
|
0,65
|
0,8
|
3,34,35
|
Токарно-винторезный станок
|
8,4
|
0,14
|
0,4
|
4-6
|
Вертикально-фрезерный станок
|
9,8
|
0,12
|
0,4
|
7-10
|
Вертикально-сверлильный станок
|
1,6
|
0,13
|
0,5
|
11
|
Вертикально-протяжной станок
|
17
|
0,14
|
0,5
|
12
|
Радиально-сверлильный станок
|
2,2
|
0,13
|
0,5
|
13,14
|
Токарно-револьверный станок
|
8,2
|
0,17
|
0,65
|
15
|
Радиально-сверлильный станок
|
7,5
|
0,13
|
0,5
|
16,17
|
Гайконарезной полуавтомат
|
3,9
|
0,13
|
0,5
|
18
|
Гайконарезной полуавтомат
|
6,2
|
0,13
|
0,5
|
19
|
Резьбонарезной полуавтомат
|
1,5
|
0,13
|
0,5
|
20-22
|
Вентилятор
|
7,5
|
0,7
|
0,8
|
23
|
Токарно-револьверный полуавтомат
|
4,5
|
0,13
|
0,5
|
24-26
|
Горизонтально-фрезерный станок
|
2
|
0,12
|
0,4
|
27-29
|
Токарно-револьверный автомат
|
7
|
0,17
|
0,65
|
30,31
|
Машина моечная
|
21,7
|
0,2
|
0,75
|
1
|
2
|
4
|
5
|
32
|
Вертикально-протяжной станок
|
10
|
0,14
|
0,5
|
33
|
Универсальный круглошл. бесцентр. станок
|
11,5
|
0,12
|
0,5
|
36
|
Горизонтально-фрезерный станок
|
18
|
0,12
|
0,4
|
|
37
|
Токарный полуавтомат
|
2,2
|
0,14
|
0,4
|
|
|
38
|
Горизонтально-фрезерный станок
|
5,6
|
0,12
|
0,4
|
|
|
39
|
Резьбонарезной полуавтомат
|
4,2
|
0,13
|
0,5
|
|
|
40
|
Настольно-сверлильный станок
|
0,6
|
0,13
|
0,5
|
|
|
41
|
Круглошлифовальный станок
|
7,4
|
0,12
|
0,5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Расчет электрических нагрузок
Расчетная нагрузка по допустимому нагреву представляет собой такую
условную длительную неизменную нагрузку, которая эквивалентна ожидаемой
изменяющейся нагрузке по наиболее тяжелому тепловому воздействию: максимальной
температуре нагрева проводника или тепловому износу его изоляции.
Расчетная активная мощность группы электроприемников для ШР1 (количество
электроприемников в группе более одного) на напряжение до 1 кВ определяется по
выражению:
(3.1)
где - коэффициент расчетной мощности;
- коэффициент использования i-го электроприемника;
-
номинальная мощность i-го электроприемника;
-
количество электроприемников в группе.
Определяем групповой коэффициент
использования для ШР1:
(3.2)
По таблице определяем расчётный коэффициент (; ).
Значение зависит от эффективного числа электроприемников (), группового коэффициента
использования (), а также от постоянной времени нагрева сети, для которой
рассчитываются электрические нагрузки.
Эффективное число электроприемников - это такое число однородных по
режиму работы электроприемников одинаковой мощности, которое обуславливает те
же значения расчетной нагрузки, что и группа различных по мощности и режиму
работы электроприемников. Величина определяется по выражению:
(3.3)
где - номинальная активная нагрузка группы электроприемников или
всего цеха, кВт.
Расчетная реактивная мощность для ШРА1 определяется следующим образом -
для питающих сетей (питающих распределительные шинопроводы, пункты, сборки,
щиты) в зависимости от значения:
при (3.4)
при (3.5)
Так как то
для магистральных шинопроводов и на шинах цеховых трансформаторных
подстанций, а также при определении реактивной мощности в целом по цеху,
корпусу:
(3.6)
где - коэффициент реактивной мощности i-го
электроприемника, принимаемый по значению
Значение токовой расчетной нагрузки, по которой выбирается сечение линии
по допустимому нагреву, определяется по выражению:
(3.7)
где -
полная расчетная мощность узла нагрузки, .
Расчет электрических нагрузок представлен в приложении ПА-1.
Вывод: В данном пункте курсового проекта мы рассчитали нагрузки всех
потребителей, полная нагрузка по цеху составила 211,7 кВар, а расчётный ток
равен 320,7 А.
4. Компенсация реактивной мощности
Под компенсацией реактивной мощности понимается снижение реактивной
мощности, циркулирующей между источниками тока и электроприемниками, а, следовательно,
и снижение тока в генераторах и сетях.
Определяем полную мощность потребителя по формуле:
; (4.1)
где - расчетная активная нагрузка по цеху;
- расчетная реактивная нагрузка по цеху.
Фактический коэффициент мощности определим по выражению:
; (4.2)
Мощность компенсирующего устройства определяется по формуле:
(4.3)
где - нормативный коэффициент расчётной мощности.
Где - нормативный коэффициент расчётной мощности.
Выбираем стандартную конденсаторную установку марки со стандартным значением реактивной
мощности Тогда полная мощность определяется следующим образом:
(4.4)
Коэффициент мощности после компенсации реактивной нагрузки:
Вывод: В данном пункте курсового проекта мы рассчитали мощность
компенсирующего устройства и выбрали конденсаторную установку, построили
треугольник мощностей до и после компенсации реактивной мощности и представили
в приложении ПА-4 .
5. Выбор числа и мощности
трансформаторов КТП
Выбор числа и мощности силовых трансформаторов на потребительских
подстанциях 6-10/0,4 кВ определяется величиной и характером электрических
нагрузок, требуемой надежностью электроснабжения, территориальным размещением
нагрузок и перспективным их изменением и выполняется при необходимости
достаточного обоснования на основании технико-экономических расчетов.
Как правило, в системах электроснабжения применяются одно
трансформаторные и двух трансформаторные подстанции.
Выбор мощности трансформаторов производится на основании следующих
основных исходных данных: расчетной нагрузки объекта электроснабжения,
продолжительности максимума нагрузки, темпов роста нагрузок, стоимости
электроэнергии и т. д
В системах электроснабжения промышленных предприятий наибольшее
применение нашли следующие единичные мощности трансформаторов: 630, 1000, 1600
кВА, в электрических сетях городов - 400, 630 кВА. Практика проектирования и
эксплуатации показала необходимость применения однотипных трансформаторов
одинаковой мощности, так как разнообразие их создает неудобства в обслуживании
и вызывает дополнительные затраты на ремонт.
Для данного цеха принимаем светильники УПДДРЛ с газоразрядными лампами
высокого давления ДРЛ-400. Высота подвеса 7 метров.
Определяем площадь помещения по плану:
; (5.1)
где - ширина цеха,
- длина цеха, .
Определяем установленную мощность:
Для
Так как
Определяем удельную мощность:
(5.2)
Рассчитаем осветительную нагрузку по цеху:
; (5.3)
где - коэффициент спроса на освещение, принимается 0,8 - 0,9;
- коэффициент пускорегулирующей аппаратуры, равный 1,1 (для
ламп ДРЛ, ДРИ).
кВт
Находим полную нагрузку по цеху по формуле:
; (5.4)
Принимаем к установке в КТП один трансформатор мощностью 160 кВА марки
ТСЗ-160/10/0,4.
Коэффициент загрузки трансформатора определяем по выражению:
(5.5)
где - номинальная мощность выбранного трансформатора
Вывод: в данном пункте курсового проекта мы рассчитали осветительную
нагрузку и требуемую мощность трансформатора, и по данной мощности выбрали
трансформатор для установки в КТП марки ТСЗ-160/10/0,4. Так как мощность
трансформатора занижена, то в дальнейшем есть возможность подключения к
трансформатору новых нагрузок.
6. Выбор электрооборудования КТП и
питающей сети
Исходными данными для выбора аппаратов защиты, контроля и учета будут
определенные ранее расчетные токи распределительных шкафов и шинопроводов.
КТП состоит из: шкафа вводного высоковольтного (ШВВ) и низковольтного
(ШВН), РУ-0,4 кВ. комплектующегося шкафами низковольтными линейными ШНЛ.
Определим тип выключателя нагрузки, предохранителя и питающего
кабеля на высоковольтном вводе подстанции ШВВ:
Расчётный ток питающего кабеля КТП найдём по формуле:
(6.1)
где - расчётная мощность цеха, кВА; - напряжение на вводе в КТП.
Высоковольтный предохранитель выбираем из условия:
Предохранитель, удовлетворяющий данному условию - ПКТ 101- 10/16
Расчётный ток цеха находим по формуле:
(6.2)
где - расчётная мощность цеха, кВА; - напряжение на выходе из КТП.
Выбираем сечение вводного кабеля по экономической плотности тока:
(6.3)
где - расчетный ток в нормальном режиме работы, А; - нормированное значение
экономической плотности тока , .
По полученному сечению выбираем кабель .
Проверяем выбранный кабель на термическую устойчивость к токам короткого
замыкания:
(6.4)
где - ток короткого замыкания, равный 4250 А;
- приведённое время короткого замыкания, равное 0,2 секунды;
. для кабеля с алюминиевыми жилами.
Так как кабель термически неустойчив, то выбираем кабель на ток 75 А.
Выключатель нагрузки выбирается из условия:
По ранее проведенным расчетам выберем выключатель нагрузки с
пружинным приводом типа .
Шкаф ввода низкого напряжения ШВН комплектуется трансформатором тока
ТК20, амперметром PA1, вольтметром PV2, счётчиком активной () и реактивной () энергии, автоматическим
выключателем BA.
Выбираем вольтметр PV1 по напряжению
с классом точности 2,5.
Так же выбираем амперметр PA1 по току
с классом точности 2,5.
Для измерения тока нулевого провода будем использовать
трансформатор тока
Для учета потребленной энергии выберем счетчики активной и реактивной
энергии Гран-Электро СС-301:
счетчик активной энергии:
счетчик реактивной энергии: .
Выбираем автоматический выключатель серии BA по следующим условиям:
; (6.5)
; (6.6)
где -номинальный ток аппарата
Выбираем автоматический выключатель серии
Аналогично проводим расчеты выбора электрооборудования для
распределительных шкафов, шинопроводов:ШР1,ШР2,ШР3,ШР4,ШР5, ШРА1,ШРА2 и
комплектной конденсаторных установок ККУ типа и заносим в таблицу 3.1
Таблица 3.1 - Электрооборудование шинопроводов и ККУ
|
Тип амперметра
|
Тип трансформатора тока
|
Тип автоматического выключателя
|
ШР1
|
Э8021 50/5
|
ТК-20 50/5
|
ВА51-31 100/50
|
ШР2
|
Э8021 30/5
|
ТК-20 30/5
|
ВА51-31 100/20
|
ШР3
|
Э8021 50/5
|
ТК-20 50/5
|
ВА51-31 100/40
|
ШР4
|
Э8021 50/5
|
ТК-20 50/5
|
ВА51-31 100/40
|
ШР5
|
Э8021 30/5
|
ТК-20 30/5
|
ВА51-31 100/20
|
ШРА1
|
Э8021 100/5
|
ТК-20 100/5
|
ВА51-31 100/100
|
ШРА2
|
Э8021 100/5
|
ТК-20 100/5
|
ВА51-31 100/100
|
ККУ1
|
Э8021 100/5
|
ТК-20 100/5
|
ВА51-31 100/100
|
Выберем сечения питающих кабелей с учетом токов защитных аппаратов для
питания шинопроводов по следующим условиям:
(6.7)
(6.8)
где - номинальный ток теплового расцепителя автоматического
выключателя;
- коэффициент, выбираемый в зависимости от типа аппарата
защиты, для автоматического выключателя с комбинированным расцепителем Питающие сети пяти проводные,
поэтому в качестве питающего кабеля будет использоваться кабель марки АВВГ с
пятью алюминиевыми жилами. Для ШР 1:
А
Выбираем кабель мм2
Для ШР 2:
А
Выбираем кабель мм2
Для ШР 3: А
Выбираем кабель мм2
Для ШР 4:
А
Выбираем кабель мм2
Для ШР 5:
А
Выбираем кабель мм2
Для ШРА 1:
А
Выбираем кабель мм2
Для ШРА 2:
А
Выбираем кабель мм2
Вывод: в данном пункте курсового проекта мы выбрали трансформаторы тока
исходя из условия выбора и марки различных счетчиков для контроля качества и
количества потребляемой электроэнергии, выбрали сечения питающих кабелей.
7. Защита электрических сетей
напряжением до 1 кВ от перегрузки и токов короткого замыкания
Исходными данными для выбора аппаратов защиты являются номинальные токи
электродвигателей.
Выбираем электродвигатель для электроприемника №1,2 АИР 80 В2 номинальной
мощностью
Определяем номинальный ток электродвигателя по формуле:
; (7.1)
где - номинальная мощность электродвигателя, кВт;
- номинальное напряжение электродвигателя, В;
- КПД
электродвигателя, %.
Выберем аппараты защиты для электродвигателя по условиям:
, (7.2)
, (7.3)
где - пусковой ток электродвигателя
Выбираем для данного электродвигателя автоматический выключатель
Аналогично осуществляем выбор электродвигателей для других
электроприёмников и результаты заносим в приложение ПА-3. Также аналогично
выбираем автоматические выключатели и результаты заносим в приложение ПА-2
Полученные ранее результаты расчета позволяют выбрать типы шинопроводов.
Выбор щкафов и шинопровода осуществляется по условию:
(7.4)
Выбираем распределительный шкаф типа ШР86 .
ШР1: ШР86-Ин1-01
ШР2: ШР86-Ин1-01
ШР3: ШР86-Ин1-01
ШР4: ШР86-Ин1-01
ШР5: ШР86-Ин1-01
Выбираем распределительный шинопровод типа ШРА4 .
ШРА1: ШРА4-250-19-1У3
ШРА2: ШРА4-250-19-1У3
Для питания электроприёмников от ШРА применяют ответвительные коробки с
разъединителем.
Выбор ответвительной коробки осуществляется по условию:
(7.5) 160 А 91,17А
Выбираем ответвительную коробку с разъединителем типа У2032.
В качестве вводного аппарата устанавливаем вводные силовые ящики с
автоматическим выключателем.
Выбор силового ящика осуществляется по условию:
(7.4) 100 А 91,17 А
Выбираем вводной ящик с автоматическим выключателем типа Я-3134 А3100
Кран-балки и вентиляторы поставляются без коммутационных аппаратов. В
качестве коммутационного аппарата выберем пускатель. Выбор пускателя для кран-балок и
вентиляторов осуществляется по условию:
; (7.5)
где - номинальный ток нагревательного элемента теплового реле, А
Выбираем магнитный пускатель типа
ПМЛ-2000 на 25 А и тепловое реле РТЛ-1021.
Вывод: В данном пункте мы выбирали аппараты защиты от перегрузок и токов
короткого замыкания для отдельных электроприемников, а также выбирали двигатели
и пускозащитные аппараты.
8. Расчет параметров и выбор проводов
и кабелей распределительной сети
Выбор сечения проводов и кабелей распределительной сети с учетом токов
защитных аппаратов для подвода к электроприемникам проведем по ранее
приведенным условиям. Для автоматов
Распределительные сети будут четырехпроводными, поэтому будем
использовать провод марки АПВ с алюминиевой жилой.
Выбор провода осуществляется по следующим условиям:
(8.1)
; (8.2)
где - длительно допустимый ток выбранного проводника, А;
- поправочный коэффициент, учитывающих условия прокладки
проводов и кабелей ,в нормальных условиях равен 1;
- номинальный ток теплового расцепителя автоматического
выключателя, А;
- коэффициент, выбираемый в зависимости от типа аппарата
защиты, для автоматического выключателя с комбинированным расцепителем
Выберем провод для распределительной сети:
№1,2: Пресс гидравлический станок:
Выбираем провод АПВ 5х2,5 мм2
Аналогично проводим расчет выбора сечения кабелей для остальных
электроприёмников распределительной сети.
Выбранные провода распределительной сети заносим в приложения ПА-2
Вывод: в данном пункте мы выбрали провода марки АПВ для подключения
электроприемников к шинопроводам.
9. Расчет заземляющих устройств в
электроустановках
Поражение человека электрическим током возможно при прикосновении к
токоведущим частям, находящимся под напряжением, или к металлическим
нетоковедущим частям оборудования и сетей, оказавшимся под напряжением при
нарушении изоляции.
Различают два вида прикосновения к токоведущим частям: двухполюсное,
когда человек одновременно прикасается, чаще всего руками, к двум фазам сети, и
однополюсное, когда человек, стоя на земле или заземленной конструкции здания
прикасается лишь к одной фазе сети. Наиболее опасны случаи двухполюсного
прикосновения, так как человек оказывается включенным на линейное напряжение установки. В этом случае ток,
протекающий через тело человека:
; (9.1)
где -
электрическое сопротивление тела или части тела человека, Ом;
- ток протекающий через тело человека, А.
Заземляющее устройство состоит из заземлителей и заземляющих проводников.
Заземлитель представляет собой один или несколько металлических соединенных
между собой проводников (электродов), находящихся в непосредственном
соприкосновении с землей.
Заземляющие проводники - это металлические проводники, соединяющие
заземлитель с заземленными частями электроустановки.
Сопротивление заземляющего устройства состоит из сопротивлений
заземлителя и заземляющих проводников, определяется по формуле:
(9.2)
где - напряжение относительно земли (нулевого потенциала), В.
При расчете заземляющего устройства определяются тип заземлителей, их
количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников.
Для суглинка величина удельного сопротивления:
Зная расчетное удельное сопротивление грунта, форму и размеры одного
заземлителя, можно определить его сопротивление.
Выберем в качестве заземлителя углубленный прутковый электрод диаметров
12 мм, длиной 5 метров.
Определим сопротивление заземлителей по формуле:
(9.3)
Рассчитаем количество заземлителей:
; (9.4)
где -
коэффициент экранирования, равный 0,59 для 10 заземлителей;
- защитное сопротивление, равное 4 Ома.