Электроснабжение участка кузнечно-прессового цеха

Электроснабжение участка кузнечно-прессового цеха

Воронежский промышленно-экономический колледж

Курсовая работа

по теме: Электроснабжение участка кузнечно-прессового цеха

Дисциплина: Электроснабжение отрасли

Выполнил: студент 3 курса группы 114

Кузнецов Евгений Олегович.

Проверил преподаватель: Кизима П.Г.

Воронеж 2013

Введение

Участок кузнечно - прессового цеха (КПЦ) предназначен для штамповки и ковки металла.

Он имеет станочное отделение, в котором установлено оборудование: обдирочные станки типа РТ - 21001 и РТ - 503, электротермические установки, кузнечно - прессовые машины, мостовые краны и др. Участок предусматривает наличие помещений для цеховых: Тепловых подстанций, вентиляторной, инструментальной кладовой, складов, для бытовых нужд и пр.

ЭСН осуществляется от ГПП. Расстояние от ГПП до цеховой ТП - 1.4 км, а от ЭНС до ГПП - 12 км. Напряжение на ГПП - 10 кВ.

Количество рабочих смен - 2. Потребители участка имеют 3 категории надежности ЭСН.

Грунт в районе КПЦ - суглинок с °t +15 °C. От этой же цеховой ТП намечается ЭСН при расширении станочного парка.

Дополнительная нагрузка КПЦ в перспективе составит: Рдоп = 685 кВТ, Qдоп=828 квар, Кn=0.5.

Каркас здания смонтирован из блоков - секций длинной 8м каждая.

Размеры участка А×В×h=96х56х10м.

Вспомогательные помещения двухэтажные высотой 4м

Перечень оборудования КПЦ дан в таблице 1.

Мощность электропотребления (Рэл)

Таблица 1. Приложение к заданию на курсовое проектирование ЭО инструментального цеха

№ на планеНаименование ЭОРэп, кВтПримечание1Вентилятор вытяжной552Вентилятор приточный753…5Электрические установки206,17,36Краны мостовые20 кВА7…16Обдирочные станки типа РТ-5034.718…20Кривошыпные КПМ1521...23Фрикционные КПМ7.524…35Обдирочные станки типа РТ-2100110

1. Расчет электрических нагрузок

электроснабжение кузнечный прессовый цех

Все электроприемники группы работают в длительном режиме работы, поэтому Рн = Рпасп.

ШРА-1

Электроприемники группы разбивают на однородные по режиму работы подгруппы с одинаковыми значениями коэффициентов использования и коэффициентов мощности

В данной группе электроприемников - 8

подгруппа - Вентиляторы 2 шт.;

подгруппа - Краны мостовые 3 шт.

подгруппа - Электротермические установки 3 шт.

.1 По таблицам для каждой группы определяем: Ки, cosφ

подгруппа Ки1 = 0,6 cosφ1 = 0,8 tgφ1 = 0,75

подгруппа Ки1 = 0,1 cosφ1 = 0,5 tgφ1 = 1,73

подгруппа Ки1 = 0,8 cosφ1 = 0,95 tgφ1 = 0,33

.2 Определяем суммарную активную мощность электроприемников по подгруппам

∑Ру1 = 130 кВт ∑Ру2 = 60 кВт∑Ру3 = 60 кВт

.3 Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену

Рсм1 = Ки1 ∑Ру1; 0,6 30 = 78 кВт Рсм2 = Ки1 ∑Ру2; 0,1 60 = 6 кВт

Рсм3 = Ки1 ∑Ру3; 0,8 60 = 48 кВтсм1 = Рсм1 tgφ1; 78 0,75 = 58,5 квар Qсм2 = Рсм2 tgφ1; 6 1.73 = 10,38 кварсм3 = Рсм3 tgφ1; 48 0,33 = 15,84 квар

Где Рсм1 - среднесменная активная мощностьсм1 - среднесменная реактивная мощность

.4 Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену в целом по группе

Рсм = Рсм1 + Рсм2 + Рсм3; 78 + 6 + 48 = 132 кВтсм = Qсм1 + Qсм2 + Qсм3; 58,5 + 10,38 + 15,84 = 84,74 квар

.5 Определяем значение числа «m» - модуля силовой сборки

= Рн max / Pн min; 40/2,5 = 16

Где Рн max - максимальная номинальная мощность электропиемника в группе;

Рн min - минимальная номинальная мощность электроприемника в группе.

.6 Так как m >3, Ки < 0,2, n > 5 то эффективное значение электроприемников nэ определяем, используя относительные величины n* и Р*

* = n1 / n; 6/18 = 0,33

где n1 - число элекртоприемников, мощность которых больше 0,5 номинальной мощности самого мощного электроприемника.- общее число электроприемников.

Р* = Р1 / ∑Рн; 180/314 = 0,57

где Р1 - суммарная мощность n1 элект;роприемников;

∑Рн - суммарная мощность всех электроприемников группы.* = 0,37* = 0,57

.7 По значению Ки и nэ определяем из таблицы Кмакс

Кмакс = 2

По этим значениям из таблицы определяем величину nэ* = 0,81э = n nэ*; 0,81 18 = 14,58 ≈ 15

.8 Определяем максимальную расчетную активную мощность

Рмакс = Рсм Кмакс; 132 2 = 264 кВт

.9 Определяем максимальную расчетную реактивную мощность

макс = К′макс Qсм; 1,1 84,74 = 93,2 квар

где К′макс = 1,1; если nэ ≤ 10; Ки ≥ 0,2 и nэ ≤ 100, в остальных случаях К′макс = 1,1

.10 Определяем полную максимальную расчетную мощность

макс = √Р2макс + Q2макс; √2642 + 93,22 = 280 кВА

1.11 Определяем максимальный расчетный ток

макс = Sмакс / (√3 Uн); 280/1,73 0,38 = 430 А

ШРА-2

В данной группе электроприемников - 28

подгруппа: пресса - 6 шт.

подгруппа: станки - 22 шт.

.1.1 По таблицам для каждой группы определяем: Ки, cosφ

подгруппа Ки1 = 0,17 cosφ1 = 0,65 tgφ1 = 1,17

.1.2 Определяем суммарную активную мощность электроприемников по подгруппам

∑Ру1 = 67,5 кВт ∑Ру2 = 167 кВт

.1.3 Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену

Рсм1 = Ки1 ∑Ру1; 0,25 67,5 = 16,9 кВт Рсм2 = Ки1 ∑Ру2; 0,17 167 = 28,4 кВтсм1 = Рсм1 tgφ1; 16,9 1,17 = 19,8 квар Qсм2 = Рсм2 tgφ1; 28,4 1,17 = 33,2 квар

Где Рсм1 - среднесменная активная мощностьсм1 - среднесменная реактивная мощность

1.1.4 Определяем среднюю мощность за максимально загруженную смену в целом по группе

Рсм = Рсм1 + Рсм2; 16,9 + 28,4 = 45,3 кВтсм = Qсм1 + Qсм2; 19,8 + 33,2 = 53 квар

.1.5 Определяем значение числа «m» - модуля силовой сборки

= Рн max / Pн min; 20/5,5 = 3,63

где Рн max - максимальная номинальная мощность электропиемника в группе;

Рн min - минимальная номинальная мощность электроприемника в группе.

.1.6 Так как m >3, Ки < 0,2, n > 5 то эффективное значение электроприемников nэ определяем, используя относительные величины n* и Р*

* = n1 / n = 6/24 = 0,25

где n1 - число элекртоприемников, мощность которых больше 0,5 номинальной мощности самого мощного электроприемника.- общее число электроприемников.

Р* = Р1 / ∑Рн = 0,43

где Р1 - суммарная мощность n1 электроприемников;

∑Рн - суммарная мощность всех электроприемников группы.

1.1.7 По значению Ки и nэ определяем из таблицы Кмакс

Кмакс = 2,5

.1.8 Определяем максимальную расчетную активную мощность

Рмакс2 = Рсм Кмакс; 45,3 2,5 = 113,2 кВт

.1.9 Определяем максимальную расчетную реактивную мощность

макс2 = К′макс Qсм = 1,1 53 = 58,3 квар

где К′макс = 1,1; если nэ ≤ 10; Ки ≥ 0,2 и nэ ≤ 100, в остальных случаях К′макс = 1,1

.1.10 Определяем полную максимальную расчетную мощность

макс = √Р2макс + Q2макс; √113,22 + 58,32 = 127,3 кВА

.1.11 Определяем максимальный расчетный ток

макс = Sмакс / (√3 Uн); 127,3/1,73 0,38 = 181,9 А

2. Расчет распределительной сети

Цеховые сети должны:

Обеспечивать необходимую надежность электроснабжения приемников электроэнергии в зависимости от их категории;

Быть удобными и безопасными в эксплуатации;

Иметь оптимальные технико-экономические показатели;

Иметь конструктивное исполнение, обеспечивающее применение индустриальных и скоростных методов монтажа.

На практике наиболее распространение имеют смешанные схемы, сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем и пригодные для любых категорий электроснабжения.

В проектируемом цехе - магистральная схема.

Приведем расчет распределительной сети цеха. Распределительная сеть отдаленного электроприемника имеет вид:

ШРА-1

.1.1 Расчет распределительной сети: Вентилятор приточный

.1.2 Определяем номинальный ток

н = Рн / (√3 Uн cosφ) = 55/(1,73 0,38 0,8) = 110 А

.1.3 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву

н ≤ Iд.

≤ 140

Выбираем провод АВВГ сечением 50 мм 2 с Iд = 140 А.

2.1.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

пв ≥ Iр;пв ≥ Iпик /α;

Iпик = к Iн;

α = 2,5;

Iпв > к Iн / 2,5 = 5 110/2,5 = 220 А

Выбираем предохранитель ПН-2-250 с Iпв = 220 А.

.1.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

доп ≥ кз Iза;

≥ 0,33 220 = 72,8

Условие выполняется, значит, плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

.2 Расчет распределительной сети: Вентилятор приточный

.2.1 Определяем номинальный ток

н = Рн /(√3 Uн cosφ) = 75/(1,73 0,38 0,8) = 150 А

.2.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву

Iн ≤ Iд.

≤ 170

.2.3 Выбираем провод АВВГ сечением 95 мм 2 с Iд = 170 А.

.2.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

пв ≥ Iр;пв ≥ Iпик /α;

Iпик = к Iн;

α = 2,5;

Iпв > к Iн / 2,5 = 5 150/2,5 = 300 А

Выбираем предохранитель ПН-2-400 с Iпв = 300 А.

.2.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

≥ 0,33 300 = 99

Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

2.3 Расчет распределительной сети: Электрические установки

.3.1 Определяем номинальный ток

н = Рн / (√3 Uн cosφ) = 20/(1,73 0,38 0,95) = 33,3 А

.3.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву

н ≤ Iд.

,3 ≤ 42

.3.3 Выбираем провод АПВ сечением 10 мм2 с Iд =42 А.

.3.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

пв ≥ Iр;пв ≥ Iпик /α;

Iпик = к Iн;

α = 2,5;пв > к Iн / 2,5 = 5 33,3/2,5 = 66,6 А

Выбираем предохранитель ПН-2-100 с Iпв = 70 А.

.3.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

доп ≥ кз Iза;

≥ 0,33 70 = 23,1

Условие выполняется, значит, плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

.4 Расчет распределительной сети: Краны мостовые

.4.1 Определяем номинальный ток

н = Рн / (√3 Uн cosφ) = 20/(1,73 0,38 0,5) = 66,6А

.4.2. Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву:н ≤ Iд.

,6 ≤ 75

.4.3 Выбираем провод АВВГ сечением 25 мм 2 с Iд = 75 А

.4.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

пв ≥ Iр;пв ≥ Iпик /α;

Iпик = к Iн;

α = 2,5;пв > к Iн / 2,5 = 5 66,6/2,5 = 133,2 А

Выбираем предохранитель ПН-2-200 с Iпв = 140 А.

2.4.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

доп ≥ кз Iза;

≥ 0,33 140 = 46,2

Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

ШРА-2

.5 Расчет распределительной сети: Обдирочные станки РТ-503

.5.1 Определяем номинальный ток

н = Рн / (√3 Uн cosφ) = 4,7/(1,73 0,38 0,65) = 11,8 А

.5.2. Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву:

н ≤ Iд.

,8 ≤ 19

.5.3 Выбираем провод АПВ сечением 2,5 мм 2 с Iд = 19 А

.5.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

пв ≥ Iр;пв ≥ Iпик /α;

Iпик = к Iн;

α = 2,5;

Iпв > к Iн / 2,5 = 5 11,8/2,5 = 23,6 А

Выбираем предохранитель ПН-2-100 с Iпв = 30 А.

.5.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

доп ≥ кз Iза;

≥ 0,33 30 = 100

Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

.6 Расчет распределительной сети: Кривошипные КПМ

.6.1 Определяем номинальный ток

н = Рн / (√3 Uн cosφ) = 15/(1,73 0,38 0,65) = 37,2 А

.6.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву

н ≤ Iд.

,2 ≤ 42

.6.3 Выбираем провод АПВ сечением 10 мм 2 с Iд = 42 А

2.6.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

пв ≥ Iр;пв ≥ Iпик /α;

Iпик = к Iн;

α = 2,5;

Iпв > к Iн / 2,5 = 5 37,2/2,5 = 74,4 А

Выбираем предохранитель ПР-2-100 с Iпв = 80 А.

.6.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

доп ≥ кз Iза;

≥ 0,33 80 = 26,4

Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

.7 Расчет распределительной сети: Фрикционные КПМ

.7.1 Определяем номинальный ток

2.7.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву:

н ≤ Iд.

,8 ≤ 19

.7.3 Выбираем провод АПВ сечением 2,5 мм 2 с Iд = 19 А

.7.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

пв ≥ Iр;пв ≥ Iпик /α;

Iпик = к Iн;

α = 2,5;

Iпв > к Iн / 2,5 = 5 18,8/2,5 = 37,6 А

Выбираем предохранитель ПН-2-100 с Iпв = 40 А.

.7.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

доп ≥ кз Iза;

≥ 0,33 40 = 13,2

Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

2.8 Расчет распределительной сети: Обдирочные станки РТ - 21001

.8.1 Определяем номинальный ток

н = Рн / (√3 Uн cosφ) = 10/(1,73 0,38 0,65) = 25 А

.8.2 Выбираем сечение проводников по допустимому нагреву

н ≤ Iд.

≤ 27

.8.3 Выбираем провод АПВ сечением 4 мм 2 с Iд = 27 А

.8.4 Для защиты распределительной сети от токов КЗ предусмотрены плавкие предохранители. Выбор плавкой вставки предохранителя ведется по следующим условиям

пв ≥ Iр;пв ≥ Iпик /α;

Iпик = к Iн;

α = 2,5;

Iпв > к Iн / 2,5 = 5 25/2,5 = 50 А

Выбираем предохранитель ПН-2-100 с Iпв = 55 А.

.8.5 Выбранный предохранитель должен защищать не только электроприемники, но и провода, которыми он запитан. Для этого должно выполняться условие

доп ≥ кз Iза;

≥ 0,33 55 = 18,15

Условие выполняется, значит плавкая вставка и сечение провода выбрано верно.

3. Выбор шинопровода

по ШРА-1

Выбираем шинопровод ШРА - 500 - 44 - У3 с номинальным током 430А и r0 = 0,21Ом/км, х0 = 0,21 Ом/км

по ШРА-2

Выбираем шинопровод ШРА - 250 - 32 - У3 с номинальным током 181,9А и r0 = 0,21 Ом/км, х0 = 0,21 Ом/км

4. Расчет силовой сети от КТП до ШРА

Силовая питающая сеть от КТП до ШРА имеет следующий вид:

КТП ШРА

.1.1 Производим расчет силовой питающей линии для шинопровода: ШРА- 1

.1.2 Максимальный расчетный ток для линии берем: Iмакс = 200 А

.1.3 Выбор сечения кабеля и его марку производим по максимальному расчетному току

Принимаем кабель марки АВВГ сечением 150 мм 2 с Iдоп = 235 А.макс ≤ Iдоп;

≤ 235

.1.4 Для защиты от токов КЗ предусмотрены предохранители с плавкими вставками. Расчет токов плавких вставок ведем по следующим условиям:

пик = Iпуск + (Iмакс - Ки Iном);пв ≥ Iпик / α;

Iпв ≥ Iр;

где Iном и Iпуск - номинальный и пусковой ток самого мощного электроприемника, питающийся от данной силовой сети; Ки - коэффициент использования.пик = 150*5 + (200 - 0,6 150) = 860 Апв ≥ 860/2,5 = 334 А

Принимаем предохранитель ПР-2-1000 с Iпв = 380 А.

.1.5 Выбранный предохранитель должен удовлетворять условию

доп ≥ кз Iза;

≥ 0,33 380 = 125,5А.

.1.6 В качестве распределительного устройства на КТП принимаем распределительную панель одностороннего обслуживания типа ЩО - 70М с рубильником на номинальный ток Iном = 125,4 А

.2 Производим расчет силовой питающей линии для шинопровода: ШРА-2

.2.1 Максимальный расчетный ток для линии берем Iмакс = 181,9 А

.2.2 Выбор сечения кабеля и его марку производим по максимальному расчетному току

Принимаем кабель марки АВВГ сечением 120 мм 2 с Iдоп = 200 А.макс ≤ Iдоп; 181,9 ≤ 200

.2.3 Для защиты от токов КЗ предусмотрены предохранители с плавкими вставками. Расчет токов плавких вставок ведем по следующим условиям

пик = Iпуск + (Iмакс - Ки Iном);пв ≥ Iпик / α;

Iпв ≥ Iр;

где Iном и Iпуск - номинальный и пусковой ток самого мощного электроприемника, питающийся от данной силовой сети; Ки - коэффициент использования.пик = 37,56 + (181,9 - 0,25 37,5) = 396,6 Апв ≥ 396,6/2,5 = 158,6 А

Принимаем предохранитель ПН-2-250 с Iпв = 200 А.

.2.4 Выбранный поредохранитель должен удовлетворять условию

доп ≥ кз Iза;

≥ 0,33 200 = 66

.2.5 В качестве распределительного устройства на КТП принимаем распределительную панель одностороннего обслуживания типа ЩО - 70М с рубильником на номинальный ток Iном = 200 А

.3.1 Производим расчет силовой питающей линии для шинопровода: РП-1

.3.2 Максимальный расчетный ток для линии берем: Iмакс = 230 А

.3.3 Выбор сечения кабеля и его марку производим по максимальному расчетному току

Принимаем кабель марки АВВГ сечением 150 мм 2 с Iдоп = 235 А.макс ≤ Iдоп;

.3.4. Для защиты от токов КЗ предусмотрены предохранители с плавкими вставками. Расчет токов плавких вставок ведем по следующим условиям

пик = Iпуск + (Iмакс - Ки Iном);пв ≥ Iпик / α;

Iпв ≥ Iр;

где Iном и Iпуск - номинальный и пусковой ток самого мощного электроприемника, питающийся от данной силовой сети; Ки - коэффициент использования.пик = 150*5 + (230 - 0,6 150) = 890 Апв ≥ 890/2,5 = 356 А

Принимаем предохранитель ПР-2-1000 с Iпв = 380 А.

.3.5 Выбранный предохранитель должен удовлетворять условию

доп ≥ кз Iза;

≥ 0,33 380 = 125,4А.

.3.6 В качестве распределительного устройства на КТП принимаем распределительную панель одностороннего обслуживания типа ЩО - 70М с рубильником на номинальный ток Iном = 125,4 А

5. Расчет освящения

Находим площадь помещения: А = а×в; 56·96=5376 м2

Находим значения удельной мощности по справочнику для ДРЛ с высотой n=7м.- удельная мощность лампы 15,5 Вт. Прикидывваем число светильников в помещении. N=62

Определяем мощность лампы: Pл=А·W/N;

·15,5/62=1344Вт

Следовательно осветительную установку ДРЛ выбираем мощность 1500Вт.

Определяем количество светильников:- количество светильников

Кс - табличная величина (0,9)

Росв - мощность освещения

М - момент- сечение провода- коэффициент использования- длина провода

Росв = N·Pл ном

·1500 = 93кВт;рас=1,25·Kс·Pосв

,25·0,9·93=104,6кВт;см=Pрас·Kc

,6·0,9=94,14кВт

Находим максимальную активную мощность:макс=Рсм/cosφ

94,14/0,9=104,6кВтмакс=Рсм·tgφ

94,14·0,33=31,1квармакс=√Р2макс+Q2макс

√104,62+31,12=109,1кВА

6. Расчет осветительной установки вспомогательных помещений

.1 Трансформаторная подстанция (ТП)

=12*6=72м2=W*S/Pл, где W f (h, S, E), W f (4м; 72м2; 100лк); тогда W=10=10*72/80=9св

.2 Вентиляционная

=12*6=72м2=W*S/Pл, где W f (h, S, E); W f (4м; 72м2; 50лк); тогда W=5=5*72/80≈5св

.3 Комната отдыха

=12*6=72м2=W*S/Pл, где W f (h, S, E); W f (4м; 72м2; 50лк); тогда W=5=5*72/80≈5св

.4 Контора

=12*6=72м2=W*S/Pл, где W f (h, S, E); где W f (h, S, E); W f (4м; 72м2;150лк); тогда W=15=15*72/80≈14св

6.5 Бытовка

=12*6=72м2=W*S/Pл, где W f (h, S, E); W f (4м; 72м2; 50лк); тогда W=5=5*72/80≈5св

.6 Инструментальная

=12*6=72м2=W*S/Pл, где W f (h, S, E), W f (4м; 72м2; 100лк); тогда W=10=10*72/80=9св

.7 Склад

=18*18=324м2=W*S/Pл, где W f (h, S, E), W f (3,2м; 324м2; 418,5лк); тогда W=15,5=15,5*324/418,5≈9

Все табличные значения взяты из книги Расчет и проектирование осветительных установок Шеховцов В.П.

7. Аварийное освещение

В данном цехе в соответствии с правилами устройства электроустановок (ПУЭ), правилами технологической эксплуатации (ПТЭ) и строительными нормами и правилами (СН и П) предусмотрено аварийное освещение. Рабочее и аварийное освещение во всех помещениях, на рабочих местах, открытых пространствах должно обеспечивать освещенность в соответствии с установленными требованиями.

Применяемые при эксплуатации ЭУ светильники рабочего и аварийного освещения должны быть только заводского изготовления и соответствовать требованиям государственных стандартов и технических условий. Светильники аварийного освещения должны отличаться от светильников рабочего освещения знаками и окраской.

Аварийное освещение разделяется на освещение безопасности и эвакуационное. Освещение безопасности предназначено для продолжения работы при аварийном отключении рабочего освещения. Светильники рабочего освещения и светильники освещения безопасности в производственных и общественных зданиях и на открытых пространствах должны питаться от независимых источников.

Светильники и световые указатели эвакуационного освещения в производственных зданиях должны быть присоединены к сети, не связанной с сетью рабочего освещения, начиная распределительного пункта освещения или, при наличии только одного ввода, начиная от вводного распределительного устройства.

При отнесении всех или части светильников освещения безопасности и эвакуационного освещения к особой группе первой категории по надежности электроснабжения необходимо предусматривать дополнительное питание этих светильников от третьего независимого источника. Применение для рабочего освещения, освещения безопасности и эвакуационного освещения общих групповых щитков, а также установка аппаратов управления рабочим освещением, освещением безопасности и эвакуационным освещением, за исключением аппаратов вспомогательных цепей (например сигнальных ламп, ключей управления), в общих шкафах не допускается.

8. Выбор компенсирующей установки

Одним из основных вопросов, решаемых при проектировании и эксплуатации систем электроснабжения промышленных предприятий, является вопрос о компенсации реактивной мощности.

Передача значительного количества реактивной мощности из энергосистемы к потребителям нерациональна по следующим причинам: возникают дополнительные потери активной мощности и энергии во всех элементах системы электроснабжения, обусловленные загрузкой их реактивной мощностью, и дополнительные потери напряжения в питающих сетях.

Компенсация реактивной мощности с одноимённым улучшением качества электроэнергии непосредственно в сетях промышленных предприятий является одним из основных направлений сокращений потерь электроэнергии и повышения эффективности электроустановок предприятий.

С точки зрения экономии электроэнергии и регулирования напряжения компенсацию реактивной мощности наиболее целесообразно осуществлять у его потребителей.

К сетям напряжением до 1 кВ на промышленных предприятиях подключается большая часть потребителей реактивной мощности. Коэффициент мощности нагрузки низкого напряжения обычно не превышает 0,8. Сети напряжением 380 В электрически более удалены от источников питания, поэтому передача реактивной мощности в сети НН требует увеличения сечений проводов и кабелей, повышения мощности трансформаторов и сопровождается потерями активной и реактивной мощности.

Затраты, обусловленные перечисленными факторами, можно уменьшить или даже устранить, если осуществлять компенсацию реактивной мощности в сети НН с помощью синхронных двигателей и конденсаторных батарей.

В данном проекте для компенсации реактивной мощности применяются статические конденсаторные установки.

Компенсации реактивной мощности по опыту эксплуатации производят до получения значения cosφ = 0,92 ÷ 0,95.

.1 Находим величину реактивной мощности компенсирующей установки

ку = α Pmax (tgφ - tgφк)=0,9 104,6 (0,93-0,36)=53,6 квар.

где α - коэффициент, учитывающий повышение cosφ естественным образом, принимается 0,9

tgφ - коэффициент реактивной мощности до компенсации

tgφк - коэффициент реактивной мощности после компенсации. Если задаемся cosφк = 0,94, то тогда tgφк = 0,36

ку = α Pmax (tgφ - tgφк) = 0,9 104,6 (0,93-0,36)=53,6 квар.

По полученному значению Qку выбираем конденсаторную установку

УК2 - 0,38 - 150 мощностью 53,6 квар

.2 Определяем общую максимальную реактивную мощность цеха с учётом компенсирующей установки

обш = Qmax - Qку =93,2 - 53,6 = 39,6 квар

.3 Определяем полную мощность цеха с учётом компенсирующей установки

= √ Pmax2 + Qобш2 = √104,62+ 39,62 =111,8 кВА

cosφ = Pmax/ Smax = 104,6/111,8 = 0,93

Что удовлетворяет требованиям ПУЭ, следовательно, компенсирующая установка выбрана верно.

9. Выбор трансформаторной подстанции

Выбор мощности цеховых трансформаторов должен быть технически и экономически обоснован. Для питания цеховых электроприемников применяются комплектные трансформаторные подстанции. Обычно применяются внутрицеховые пристроенные подстанции, т.к. источник питания выгодно держать ближе к центру нагрузок. Отдельно стоящие подстанции, строят, если от КТП потребители других цехов, помещение цеха взрывоопасно, или нельзя по технологии.

Для питания цеховых потребителей применяются трансформаторы следующих мощностей:

Осуществляется по формуле:

=√(P1+P2+Pосв)2+(Q1+Q2+Qосв)=√(264+113,2+93)2+(93,2+58,3+31,1)2=504,4кВА=St/N∙K3=504,4/1∙0,65=776кВА

Где St - суммарная максимальная мощность по ШРА 1-2т - максимальная сила тока по ШРА 1-2ном - номинальное напряжение на подводке к подстанции принято 10кВ- число трансформаторов

К3 - коэффициент загрузки трансформатора=St/√3∙Uном=504,4/1,73∙10=29,1A

Выбор трансформатора: 2 трансформатор, рассчитанный на 630кВА марки ТМФ - 630|10 шкаф ВН - ВВ - КР.

Проверка загрузки трансформатора:

К3=Sном/SКТП=504,4/630=0,8

Т.к. коэффициент нагрузки 0,8 подключать к этому КТП дополнительные потребители электроэнергии не рекомендовано. ААБ - 3(3×25) рассчитанный на 10кВ.

КТП 630/10/0,4

10. Расчёт заземляющего устройства

При расчёте заземляющего устройства определяются тип заземлителей, их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников. Этот расчёт производится для ожидаемого сопротивления заземляющего устройства в соответствии с существующими требованиями ПУЭ.

В качестве заземлителя применяем металлические прутки диаметром 12 мм и длиной 5м.

Расстояние между прутками 5м.

Располагаем, прутки по периметру здания и соединения между собой стальными полосами 40х4 мм сечением.

Почва - суглинок (ρизм = 100 Ом м)

Грунт средней влажности, х = 1

Периметр контура заземления.

= 2 (a + b)

- периметр здания- длина здания- ширина здания= 2 (a + b) = 2 (96 + 56) = 304м2

Определяем число электродов для контура заземления.

=P/L

- число электродов- растояние между электродами= 5м.= P/L = 304/5 = 61 шт.

Определяем сопротивление одиночного заземлителя.

R1 = 0,227 ρ1

ρ1 = ρизм ψ

ψ = 1,5

- сопротивление одного электрода

ρ1 - удельное сопротивление грунта с учётом повышения.

ρизм - измеренное сопротивление грунта.

ψ - коэффициент повышения сопротивления.

ρ1 = 100 1,5 = 150 Ом м= 0,227 150 = 34,05

R = R1/N η

η - коэффициент экранирования

η = 0,37= 34,5/61 0,37 = 1,53 Ом.

Контур заземления имеет сопротивление 1,53 Ом, что соответствует нормативам (норма не более 4 Ом).

11. Расчет токов короткого замыкания

Вычислить токи Ikmax,Ikr,iy в конце кабельной линии с алюминиевыми жилами сечением(3120+150) мм2 L=100м напряжением 0,4 кВ питание кабеля производится от ПТС трансформатором мощностью 630 кВА, и К%=5,5%; Uвн =10 кВ, соединением обмоток звездой Y/Y. Ток трехфазного КЗ на стороне ВН трансформатора Iк максВН=11,42кА

Ток трехфазного КЗ на стороне ВН трансформатора

По справочным материалам находят параметры элементов схемы электроснабжения приведенные к ступени напряжения 0,4 кВ

Трансформатора: X1t =X2t=i7,1 мОм; Хот=148,7 мОм=R2t=5,5 мОм;Rот=55,6 мОм;

Кабельной линии: удельное сопротивление фаз Rуд = 0,32 мОм/м:

Худ=0,064 мОм/м петли фаза нуль

Вычисляют сопротивление питающей системы, приведенное к Uрасч = 630В

Хс=U2расч10-3/√3ImaxUcp=0,8

то есть Хс можно считать равным 0

Сопротивление кабельной линии.

Фаз Хкл=ХудI=0,064100=6,4 мОм;Rкл=RудI=0,32100=32мОм

Петли фаза - нуль I=0,62100=62мОм

Полное сопротивление тока трехфазного КЗ в максимальном режиме:Zmax=√(xemax)2+(Remax)2=√(2+17,1+6,4)2+(32+5,5)2=45,3мОм

Полное сопротивление цепи тока двухфазного КЗ в минимальном режиме:Zmin=√(xemax)2+(Remax+Rq)2=√(23,3)2+(37,5+15)2=57,52мОм

Полное сопротивление системы и трансформатора тока однофазного КЗ (можно полагать, что) Zmшт=√(x1т+х2т+2хс)2 +(Rit+R2t+Rot+3Rq)2=√(17,1+17,1+148,7+4)2+(5,5+5,5+55,6+315)2=217,6 мОм

Ток трехфазного КЗ в максимальном режиме:Ikmax=UРасч/√3zemax=630/1,744,25=16,4кА

Ток двухфазного КЗ с учетом электрической дуги:IkR=UРасч/2Emin=630/257,52=18,1кА

Ток однофазного КЗ с учетом электрической дуги на зажимах наиболее удаленного электроприемника: IkR=UРасч/√3(Zmax+Zmin)=34,1кА

Ударный ток трехфазного КЗ в максимальном режиме:Iymax=√2kyImax=√21,534,1=10кА

Полученные значения токов КЗ позволяют проводить выбор коммутационных аппаратов, предохранителей, установок расцепителей автоматов и проверку обеспеченности быстрого отключения при пробе изоляции фазы электроприемника на корпус.

12. Потери напряжения

По ШРА-1

∆U=√3∙100/Uном∙(r0∙cosφ+x0∙sinφ)∙Iк∙L=1,73∙100/380∙(3,14∙0,54+0,4∙0,3)∙480∙0,022=7,6%

Где,длина шинопровода-табличная величина-табличная величинаэто отношение cos выбирается по таблице Брадиса

По ШРА-2

∆U=√3∙100/Uном(r0∙cosφ+x0∙sinφ)∙Iк∙L=1,73∙100/380(3,14∙0,53+0,4∙0,3)∙181,9∙0,023==2,8%

Где,длина шинопровода-табличная величина-табличная величинаэто отношение cos выбирается по таблице Брадиса

Заключение

В данном курсовом проекте мною была проделана следующая работа:

. Выполнил расчет распределительной сети, выбрав к каждому ЭП провод, и предохранитель.

. По максимальному току нагрузки выбрал шинопровод.

. Произвел расчет силовой питающей линии для ШРА-1, ШРА-2 и РП-1.

. Совершил расчет мощности осветительной установки

. Выбор компенсирующей установки. Для компенсации реактивной мощности применяются статические конденсаторные установки.

. Выбрал силовой трансформатор типа КТП 630/10/0,4

. Выполнил расчет заземляющего устройства, при этом определив тип заземлителей, их количество и место размещения, а также сечение заземляющих проводников.

Список литературы

1.Александоров К.К. Электротехнические чертежи и схемы. 2000г

.Ангарова Т.В. справочник по электроснабжению промышленных предприятий. 1991г

.Астахов Б.А справочник по электроустановкам высокого напряжения 1999г

.Инструкция по устройству молниезащиты зданий и сооуружений РД 34.21.122-87

.Шеховцов В.П. справочник-пособие по ЭО и ЭСН 1994г

.Смирнов А.Д справочник книжка энергетика 1997г

.Рожкова Л.Д., Козулин В.С электрооборудование станций и подстанций. 1997г