Электроснабжение потребителей цеха - Курсовая работа

бесплатно 0
4.5 66
Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов, его обоснование и расчет параметров. Определение электрических нагрузок. Выбор и расчет внутрицеховой электрической сети промышленного предприятия. Вычисление токов короткого замыкания.

Скачать работу Скачать уникальную работу

Чтобы скачать работу, Вы должны пройти проверку:


Аннотация к работе
С помощью электрической энергии освещаются помещения, осуществляется автоматическое управление производственными процессами, приводятся в движение миллионы станков и механизмов и многое другое. Основной группой электроприемников, составляющих суммарную нагрузку предприятия, в данном случае завод агрегатных станков, являются электродвигатели производственных механизмов (станки, компрессоры, вентиляторы, насосы). Результаты выбора, с номинальными данными электродвигателей, сведения о количестве станков на предприятии, о количестве электродвигателей в станке сведены в таблицы 2.1 - 2.3. Согласно (2.

Введение
В республике Беларусь мощнейшим потребителем электрической энергии является промышленность. На долю промышленности приходится около 61% всей потребляемой электроэнергии в стране.

С помощью электрической энергии освещаются помещения, осуществляется автоматическое управление производственными процессами, приводятся в движение миллионы станков и механизмов и многое другое.

Целью данной курсовой работы является проектирование системы электроснабжения силового оборудования цеха промышленного предприятия. В ходе ее выполнения были выбраны электродвигатели станков, их коммутационные и защитные аппараты, сформирована схема электроснабжения, определены электрические нагрузки и уровень напряжения на зажимах наиболее электрически удаленного приемника.

При разработке системы электроснабжения применены типовые решения с использованием серийно выпускаемого комплектного оборудования, использована современная вычислительная техника.

Приведенные в проекте расчеты и графическая часть базируются на действующей нормативной и справочной информации и литературе.

1. Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов

1.1 Выбор электродвигателей производственных механизмов электродвигатель коммутационный замыкание ток

Основной группой электроприемников, составляющих суммарную нагрузку предприятия, в данном случае завод агрегатных станков, являются электродвигатели производственных механизмов (станки, компрессоры, вентиляторы, насосы).

Производственно-технологическое оборудование на предприятие поставляется уже укомплектованное электродвигателями (т.е. известен типоразмер и номинальные данные электродвигателя). Произведем выбор электродвигателей для всего электрооборудования завода. Причем выбор будем производить согласно условию: РSЭД ? Рмех;

где РSЭД - суммарная мощность всех электродвигателей данного производственного станка, КВТ, приведенная к ПВ=100%;

Рмех - заданная по проекту механическая мощность производственного станка, КВТ.

Для упрощения процесса выбора для всего технологического электрооборудования принимаем электродвигатели марки АИР по [2] таблица П1.1.

Результаты выбора, с номинальными данными электродвигателей, сведения о количестве станков на предприятии, о количестве электродвигателей в станке сведены в таблицы 2.1 - 2.3.

Определяем номинальный ток трехфазного электродвигателя по выражению, А

;

где Рном.i - номинальная мощность i-го двигателя, КВТ;

Uном - номинальное линейное напряжение сети, КВ;

cos ?i - номинальный коэффициент мощности i-го двигателя;

?ном.i - номинальный коэффициент полезного действия i-го двигателя.

Определяем пусковой ток двигателя, А ;

где Кпуск.i - кратность пускового тока двигателя по отношению к Іном.i, которая приводится в таблице 2.2.

Произведем расчет номинального тока трехфазного электродвигателя по (1.2) на примере трубоотрезного станка

По (2.4) определим пусковой ток двигателя трубоотрезного станка

А.

Аналогично расчет производится для всех остальных электродвигателей технологического оборудования и результаты расчета сводим в таблицы 2.2. и 2.3.

Исходные данные по проекту

№ на плане Наименование оборудования Ко- во Марка Потребл. мощн., КВТ

1 Трубоотрезной станок 1 12-А 4,5

2,3 Резьбоотрезной станок 2 12 1,0

4 Трубогибочный станок 1 6П 4,5

6-8 Сварочный аппарат ПВ=65% 3 ВД420 9,7

10 Нагревательная печь 1 5Д3 30,0

12 Молот 125КГ 1 М125 10,0

13,16 Преобразовательный аппарат 2 3А 7,0

5,9,11,14 Вентилятор 1 1В45 4,5

15 Кран-балка ПВ=40% 1 К5 1,4

17,33 Разметочная плита 2 соб. изг. 2,8

18,23 Плоскошлифовальный станок 2 ПТ512 12,65

19 Долбежный станок 1 Д2 2,8

20 Карусельный станок 1 И5Р23 2,8

21,22 Горизонтально-расточной станок 2 ПР456 7,5

24-26 Радиально-сверлильный станок 3 А58 4,5

27 Горизонтально-фрезерный станок 1 5К48 6,2

28,29,43-45. 67,80 Вертикально-сверлильный станок 5 А5В 4,5

30 Стенд для сборки 1 соб. изг. 6,2

31,50,66,82 Верстак 4 - 4,5

32,65 Стенд для испытания 2 соб. изг. 20,0

47,48 Точило 2 - 4,5

49 Стенд для сборки 1 соб. изг. 0,6

34-38 Точило 5 - 0,6

39 Вертикально-фрезерный станок 1 К23 6,33

40 Вертикально-фрезерный станок 1 12К3 3,53

41 Вертикально-сверлильный станок 1 1Л45 10,0

42,43 Вертикально-сверлильный станок 2 1Л4 0,6

44-46 Вертикально-сверлильный станок 3 МА2 4,5

51-55 Продольно-строгальный станок 5 У5П42 10,0

56-58 Токарно-винторезный станок 3 163 7,0

59,60 Автомат токарно-винторезный 2 АМ45 2,8

61-64 Поперечно-строгальный станок 4 5Д96 2,8

68-74 Токарно-винторезный станок 7 1А165 10,0

75 Резьбонарезной станок 1 П65 1,0

76,77 Круглошлифовальный станок 2 ПШ5 7,0

78,79 Продольно-строгальный станок 2 5С23 16,2

81 Ручной пресс 1 АП89 4,5

Технические характеристики асинхронных электродвигателей серии АИР (Uн=230,400,660 В, n = 1500 об/мин)

Тип двигателя Рном, КВТ КПД Cos j I пуск /I ном I ном, А I пуск А АИР71А4 0,55 0,705 0,7 5 1,69 8,45

АИР71В4 0,75 0,73 0,73 5 2,14 10,7

АИР80А4 1,1 0,75 0,81 5,5 2,61 14,37

АИР80В4 1,5 0,78 0,83 5,5 3,5 19,25

АИР90L4 2,2 0,81 0,83 6,5 5 32,5

АИР100S4 3 0,82 0,83 7 6,35 44,5

АИР100L4 4 0,85 0,84 7 8,5 59,97

АИР112M4 5,5 0,875 0,88 7 10,3 72,2

АИР132S4 7,5 0,875 0,86 7,5 15,1 113,3

АИР132M4 11 0,875 0,87 7,5 20,85 156,4

Результаты выбора электродвигателей для станков

Поз. Название станка Серии двигателей Номинальные мощности, КВТ Номинальные токи, А Пусковые токи, А 1 Трубоотрезной станок АИР112M4 5,5 10,3 72,2

2,3 Резьбоотрезной станок АИР80А4 1,1 2,61 14,37

4 Трубогибочный станок АИР112M4 5,5 10,3 72,2

6-8 Сварочный аппарат - 9,7 - -

10 Нагревательная печь - 30 - -

12 Молот 125 кг АИР132M4 11 20,85 156,4

13,16 Преобразовательный аппарат АИР132S4 7,5 14,4 107,9

5,9,11,14 Вентилятор АИР112M4 5,5 10,3 72,2

15 Кран-балка ПВ=40% МТКР 011-6 1,4 5,2 15

МТКР 011-6 1,4 5,2 15

17,33 Разметочная плита АИР100S4 3 6,35 44,5

18, 23 Плоскошлифовальный станок АИР160S4 15 27,2 190,3

19 Долбежный станок АИР100S4 3 6,35 44,5

20 Карусельный станок АИР100S4 3 6,35 44,5

21, 22 Горизонтально-расточный станок АИР132S4 7,5 14,4 107,9

24-26 Радиально-сверлильный станок АИР112M4 5,5 10,3 72,2

27 Горизонтально-фрезерный станок АИР132S4 7,5 14,4 107,9

28,29,45,67,80 Вертикально-сверлильный станок АИР112M4 5,5 10,3 72,2

30 Стенд для сборки АИР132S4 7,5 14,4 107,9

31,50, 66,82 Верстак АИР112M4 5,5 10,3 72,2

32,65 Стенд для испытаний АИР160S4 15 27,2 190,3

2*АИР100S4 3 6,35 44,5

47,48 Точило АИР112M4 5,5 10,3 72,2

49 Стенд для сборки АИР100S4 3 6,7 46,9

34-38 Точило АИР100S4 3 6,7 46,9

39 Вертикально-фрезерный станок АИР132S4 7,5 14,4 107,9

40 Вертикально-фрезерный станок АИР100S4 3 6,7 46,9

41 Вертикально-сверлильный станок АИР132M4 11 20,85 156,4

42,43 Вертикально-сверлильный станок АИР90L4 2,2 5 32,5

44,46 Вертикально-сверлильный станок АИР112M4 5,5 10,3 72,2

51-55 Продольно строгальный станок АИР132M4 11 20,85 156,4

56-58 Токарно-винторезный станок АИР132S4 7,5 14,4 107,9

59,60 Автомат токарно-винторезный АИР100S4 3 6,35 44,5

61-64 Поперечно-строгальный станок АИР100S4 3 6,35 44,5

68-74 Токарно-винторезный станок АИР132M4 11 20,85 156,4

75 Резьбонарезной станок АИР80А4 1,1 2,61 14,37

76,77 Круглошлифовальный станок АИР132S4 7,5 14,4 107,9

78,79 Продольно строгальный станок АИР132M4 11 22 165

81 Ручной пресс АИР112M4 5,5 10,3 72,2

1.2 Выбор магнитных пускателей для двигателей станков

Выбор магнитных пускателей производим по условию: ;

Согласно (2.3) выберем магнитный пускатель для двигателя трубоотрезного станка станка

А.

Выбираем нереверсивный магнитный пускатель типа ПМЛ 210004 из [2] табл. П2.1 с Іном.п = 25 А, и защитой IP 00.

Аналогично расчет магнитных пускателей производится для всех остальных электродвигателей технологического оборудования и результаты расчета сводим в таблицу 2.4.

1.3 Выбор автоматических выключателей

Автоматические выключатели служат для нечастых коммутаций (несколько раз в смену) и защиты электродвигателей от токов анормальных режимов и перегрузок.

Номинальные токи автоматического выключателя Іном.а и его расцепителя Іном.р. выбираются по следующим условиям: ;

;

Ток срабатывания (отсечки) электромагнитного или комбинированного расцепителя Іср.р проверяется по условию

;

Ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А ;

где кт.о. - кратность тока отсечки.

На примере трубоотрезного станка произведем выбор автоматического выключателя. Из условий (2.5), (2.6) имеем: А; А.

Принимаем автоматический выключатель типа ВА 51Г-25 по [2] таблица П2.3 с Іном.а = 25 А и расцепителем на ток Іном.р.= 12,5 А.

Выбор магнитных пускателей

Позиционное Обозначение Номинальные данные магнитных пускателей первого электродвигателя Второго электродвигателя

Тип пускателя Іном.п, А Тип пускателя Іном.п, А 1 ПМЛ 210004 25

2,3 ПМЛ 110004 10

4 ПМЛ 210004 25

12 ПМЛ 210004 25

13,16 ПМЛ 210004 25

5,9,11,14 ПМЛ 210004 25

15 ПМЛ 110004 10 ПМЛ 110004 10

17,33 ПМЛ 110004 10

18, 23 ПМЛ 310004 40

19 ПМЛ 110004 10

20 ПМЛ 110004 10

21, 22 ПМЛ 210004 25

24-26 ПМЛ 210004 25

27 ПМЛ 210004 25

28,29,45,67,80 ПМЛ 210004 25

30 ПМЛ 210004 25

31,50, 66,82 ПМЛ 210004 25

32,65 2*ПМЛ 110004 10 ПМЛ 310004 40

47,48 ПМЛ 210004 25

49 ПМЛ 110004 10

34-38 ПМЛ 110004 10

39 ПМЛ 210004 25

40 ПМЛ 110004 10

41 ПМЛ 210004 25

42,43 ПМЛ 110004 10

44,46 ПМЛ 210004 25

51-55 ПМЛ 210004 25

56-58 ПМЛ 210004 25

59,60 ПМЛ 110004 10

61-64 ПМЛ 110004 10

68-74 ПМЛ 210004 25

75 ПМЛ 110004 10

76,77 ПМЛ 210004 25

78,79 ПМЛ 310004 40

81 ПМЛ 210004 25

Выбор автоматического выключателя для первого электродвигателя

Позиционное Обозначение Тип выключателя Ном.ток выключателя, Іном.а., А Ном.ток расцепителя, Іном.р., А Кратность тока Отсечки по отношению к Іном.р.

1 ВА51Г-25 25 12,5 14

2,3 ВА51Г-25 25 3,15 14

4 ВА51Г-25 25 12,5 14

12 ВА51Г-25 25 25 14

13,16 ВА51Г-25 25 16 14

5,9,11,14 ВА51Г-25 25 12,5 14

15 ВА51Г-25 25 6,3 14

ВА51Г-25 25 6,3 14

17,33 ВА51Г-25 25 8 14

18, 23 ВА51Г-31 100 31,5 14

19 ВА51Г-25 25 8 14

20 ВА51Г-25 25 8 14

21, 22 ВА51Г-25 25 16 14

24-26 ВА51Г-25 25 12,5 14

27 ВА51Г-25 25 16 14

28,29,45,67,80 ВА51Г-25 25 12,5 14

30 ВА51Г-25 25 16 14

31,50, 66,82 ВА51Г-25 25 12,5 14

32,65 2*ВА51Г-25 25 8 14

47,48 ВА51Г-25 25 12,5 14

49 ВА51Г-25 25 2,5 14

34-38 ВА51Г-25 25 2,5 14

39 ВА51Г-25 25 16 14

40 ВА51Г-25 25 10 14

41 ВА51Г-25 25 25 14

42,43 ВА51Г-25 25 2,5 14

44,46 ВА51Г-25 25 12,5 14

51-55 ВА51Г-25 25 25 14

56-58 ВА51Г-25 25 16 14

59,60 ВА51Г-25 25 8 14

61-64 ВА51Г-25 25 8 14

68-74 ВА51Г-25 25 25 14

75 ВА51Г-25 25 3,15 14

76,77 ВА51Г-25 25 16 14

78,79 ВА51Г-31 100 40 14

81 ВА51Г-25 25 12,5 14

Выбор автоматического выключателя для второго электродвигателя

Позиционное Обозначение Тип выключателя Ном.ток выключателя, Іном.а., А Ном.ток расцепителя, Іном.р., А Расчетная Кратность тока Отсечки, кт.о.

32,65 ВА51Г-31 100 31,5 14

1.4 Расчет электрических нагрузок станков

Определяем силовые нагрузки по методу расчетной нагрузки. Исходной информацией для выполнения расчетов является перечень электроприемников с указанием их номинальных мощностей, наименований механизмов или технологических установок. Для каждого электроприемника электроэнергии по справочной литературе [2] по табл. П3.1 подбираются средние значения коэффициентов использования ки и активной мощности cosj. При наличии в справочных таблицах интервальных значений ки рекомендуется брать большее.

Согласно выше сказанному для каждого электроприемника подбираем ки, cosj и результаты выбора сводим в таблицу 2.6.

Для примера рассчитаем трубоотрезной станок станок (n=1): ;

Рном дв = 5,5 к Вт, Рр = 5,5 к Вт, Аналогичный рссчет производится для всех остальных однодвигательных станков, и результаты сводятся в таблицу 2.6.

Если станок содержит два и более электродвигателей то расчетная нагрузка группы электроприемников (n>1) определяется по выражению, КВТ

;

где Кр - коэффициент расчетной нагрузки, который принимается в зависимости от эффективного числа электроприемников группы nэ и группового коэффициента использования ки, причем при расчете распределительных шкафов, пунктов, шинопроводов, троллеев, и др. устройств, питающихся с помощью проводов и кабелей, значения Кр берутся из табл. П3.5.

Причем Кр интерполируем по выражению: Эффективное число электроприемников вычисляем по формуле

;

Найденное значение nэ округляется до меньшего ближайшего целого числа.

Если величина Рр окажется меньше номинальной мощности наиболее мощного электроприемника группы рн.max, следует принимать Рр = рн.max.

Расчетная реактивная мощность нагрузки для питающих сетей до 1 КВ, выполненных проводами и кабелями, определяется по выражению для nэ ? 10, квар где tg? - среднее значение коэффициента реактивной мощности i-го электроприемника.

Полная мощность расчетной нагрузки вычисляется по формуле, КВА

Расчетный ток нагрузки группы приемников, А

Для примера рассчитаем нагрузку трехдвигательного станка: . nэ округляется до ближайшего меньшего целого числа, следовательно nэ = 1

Коэффициент расчетной нагрузки по [2] табл. П3.5, в зависимости от nэ = 1 и ки = 0,14, методом интерполяции равен Кр = 5,864

.

Аналогичный расчет производится для всех остальных станков, и результаты расчета сводим в таблиц.

Расчетная нагрузка станков

N Наименование оборудования Nэ р nэ Ки cosj Кр Рр,КВТ Qp, квар Sp,КВА Ір,А 1 Трубоотрезной станок - 1 - - - 5,5 - - 10,3

2,3 Резьбоотрезной станок - 1 - - - 1,1 - - 2,61

4 Трубогибочный станок - 1 - - - 5,5 - - 10,3

6-8 Сварочный аппарат ПВ=65% - 1 - - - 9,7 - - 28,21

10 Нагревательная печь - 1 - - - 30 - - 43,3

12 Молот 125 кг - 1 - - - 11 - - 20,85

13,16 Преобразовательный аппарат - 1 - - - 7,5 - - 14,4

5,9,11,14 Вентилятор - 1 - - - 5,5 - - 10,3

15 Кран-балка ПВ=40% - - - - - 1,77 - - 5,11

17,33 Разметочная плита - 1 - - - 3 - - 6,35

18, 23 Плоскошлифовальный станок - 1 - - - 15 - - 27,2

19 Долбежный станок - 1 - - - 3 - - 6,35

20 Карусельный станок - 1 - - - 3 - - 6,35

21, 22 Горизонтально-расточный станок - 1 - - - 7,5 - - 14,4

24-26 Радиально-сверлильный станок - 1 - - - 5,5 - - 10,3

27 Горизонтально-фрезерный станок - 1 - - - 7,5 - - 14,4

28,29,45,67,80 Вертикально-сверлильный станок - 1 - - - 5,5 - - 10,3

30 Стенд для сборки - 1 - - - 7,5 - - 14,4

31,50, 66,82 Верстак 1 - - - 5,5 - - 10,3

32,65 Стенд для испытаний 1,81 1 0,7 0,85 1,14 16,758 10,02 19,52 28,17

47,48 Точило - 1 - - - 5,5 - - 10,3

49 Стенд для сборки - 1 - - - 3 - - 6,7

34-38 Точило 1 - - - 3 - - 6,7

39 Вертикально-фрезерный станок - 1 - - - 7,5 - - 14,4

40 Вертикально-фрезерный станок - 1 - - - 3 - - 6,7

41 Вертикально-сверлильный станок - 1 - - - 11 - - 20,85

42,43 Вертикально-сверлильный станок - 1 - - - 2,2 - - 5

44,46 Вертикально-сверлильный станок - 1 - - - 5,5 - - 10,3

51-55 Продольно строгальный станок - 1 - - - 11 - - 20,85

56-58 Токарно-винторезный станок - 1 - - - 7,5 - - 14,4

59,60 Автомат токарно-винторезный - 1 - - - 3 - - 6,35

61-64 Поперечно-строгальный станок - 1 - - - 3 - - 6,35

68-74 Токарно-винторезный станок - 1 - - - 11 - - 20,85

75 Резьбонарезной станок - 1 - - - 1,1 - - 2,61

76,77 Круглошлифовальный станок - 1 - - - 7,5 - - 14,4

78,79 Продольно строгальный станок - 1 - - 11 - - 22

81 Ручной пресс - 1 - - 5,5 - - 10,3

1.5 Выбор плавких предохранителей

Произведем выбор плавких предохранителей, которые защищают от коротких замыканий, для каждого ответвления, идущего к технологическому оборудованию производственного цеха.

Значение номинального тока плавких вставок предохранителей определяются по величине длительного расчетного тока, определенного по формулам (2.2), (2.15)

;

и по току кратковременной допустимой перегрузки где Іпик - пиковый ток линии или ответвления, А, При защите ответвления, идущее к группе электроприемников (электродвигателей), то пиковый ток определяется по формуле, А ;

где Іпуск.м. - пусковой ток наибольшего по мощности электродвигателя из группы, А;

Ір.г. - расчетный ток группы электроприемников, А;

Іном.м. - номинальный ток наибольшего по мощности электродвигателя из группы, a - коэффициент кратковременной тепловой перегрузки, который при легких условиях пуска двигателей принимается равным 2,5, при тяжелых - 1,6?2,0, для ответственных электроприемников - 1,6.

Результаты выбора производится для всех остальных электроприемников, в таблице 2.7.

Выбор плавких предохранителей

N Наименование оборудования Тип предохранителя Номинальный ток, А Іпик, А Іпик/а, А Предохранителя Плавкой вставки

1 Трубоотрезной станок ПН2-100 100 31,5 72,2 28,88

2,3 Резьбоотрезной станок ПН2-100 100 31,5 14,37 5,748

4 Трубогибочный станок ПН2-100 100 31,5 72,2 28,88

6-8 Сварочный аппарат ПН2-100 100 31,5 - -

10 Нагревательная печь ПН2-100 100 50 - -

12 Молот 125 кг ПН2-100 100 63 156,4 62,56

13,16 Преобразовательный аппарат ПН2-100 100 50 107,9 43,16

5,9,11,14 Вентилятор ПН2-100 100 31,5 72,2 28,88

17,33 Разметочная плита ПН2-100 100 31,5 44,5 17,8

18, 23 Плоскошлифовальный станок ПН2-100 100 80 190,3 76,12

19 Долбежный станок ПН2-100 100 31,5 44,5 17,8

20 Карусельный станок ПН2-100 100 31,5 44,5 17,8

21, 22 Горизонтально-расточный станок ПН2-100 100 50 107,9 43,16

24-26 Радиально-сверлильный станок ПН2-100 100 31,5 72,2 28,88

27 Горизонтально-фрезерный станок ПН2-100 100 50 107,9 43,16

28,29, 45,67,80 Вертикально-сверлильный станок ПН2-100 100 31,5 72,2 28,88

30 Стенд для сборки ПН2-100 100 50 107,9 43,16

31,50, 66,82 Верстак ПН2-100 100 31,5 72,2 28,88

32,65 Стенд для испытаний ПН2-100 100 80 199,43 79,772

47,48 Точило ПН2-100 100 31,5 72,2 28,88

49 Стенд для сборки ПН2-100 100 31,5 46,9 18,76

34-38 Точило ПН2-100 100 31,5 46,9 18,76

39 Вертикально-фрезерный станок ПН2-100 100 50 107,9 43,16

40 Вертикально-фрезерный станок ПН2-100 100 31,5 46,9 18,76

41 Вертикально-сверлильный станок ПН2-100 100 63 156,4 62,56

42,43 Вертикально-сверлильный станок ПН2-100 100 31,5 32,5 13

44,46 Вертикально-сверлильный станок ПН2-100 100 31,5 72,2 28,88

51-55 Продольно строгальный станок ПН2-100 100 80 156,4 62,56

56-58 Токарно-винторезный станок ПН2-100 100 50 107,9 43,16

59,60 Автомат токарно-винторезный ПН2-100 100 31,5 44,5 17,8

61-64 Поперечно-строгальный станок ПН2-100 100 31,5 44,5 17,8

68-74 Токарно-винторезный станок ПН2-100 100 63 156,4 62,56

75 Резьбонарезной станок ПН2-100 100 31,5 14,37 5,748

76,77 Круглошлифовальный станок ПН2-100 100 50 107,9 43,16

78,79 Продольно строгальный станок ПН2-100 100 80 165 66

81 Ручной пресс ПН2-100 100 31,5 72,2 28,88

2. Определение электрических нагрузок

2.1 Расчет электрических нагрузок цеха

Перед началом расчета определяется конфигурация сети, определяется число и место установки распределительных шинопроводов, силовых сборок, силовых ящиков, распределительных шкафов, т.е. все электроприемники распределяют между шинопроводами и шкафами, которые называются узлами питания. Разбиваем станки на группы. Данные по группам записываем в таблицу 3.1.

К каждому узлу могут быть подключены электроприемники с разными режимами работы, поэтому перед началом расчета необходимо для электроприемников, работающих в повторно-кратковременном режиме, привести паспортную мощность к ПВ=100%.

Выполним расчет нагрузки методом расчетной нагрузки для пятой группы ШРА-4.

От данного шинопровода запитаны станки в количестве n=34 штук, количество двигателей n = 36 шт.

Групповой средневзвешенный коэффициент использования вычисляется по формуле

В данном случае по (3.1)

Эффективное число электроприемников вычисляем по формуле

;

По формуле (3.2) определим эффективное число электроприемников

Найденное значение nэ округляется до меньшего ближайшего целого числа nэ=21.

Определим коэффициент расчетной нагрузки, который принимается в зависимости от эффективного числа электроприемников группы nэ и группового коэффициента использования ки, причем при расчете распределительных шкафов, пунктов, шинопроводов, троллеев, и др. устройств, питающихся с помощью проводов и кабелей, значения Кр берутся из [1] табл. П6.

(nэ = 21 Ким= 0,2 Киб= 0,3 Крм= 0,8 Крб = 0,85 методом интерполяции: Расчетная активная мощность для группы электроприемников: ;

Согласно (3.3) активная расчетная нагрузка группы, КВТ

Расчетная реактивная мощность группы электроприемников для питающих сетей до 1 КВ, выполненных проводами и кабелями, определяется по выражению для nэ ? 10, квар

Расчетная реактивная мощность группы электропиемников для nэ >10, квар где tg? - среднее значение коэффициента реактивной мощности i-го электроприемника.

По (3,5) для первой группы электроприемников с nэ= 16 асчетная реактивная мощность нагрузки, квар

Полная мощность расчетной нагрузки вычисляется по формуле, КВА

Расчетный ток нагрузки второй группы электроприемников, А

Аналогичные расчеты производятся для остальных групп данного цеха и результаты сводятся в табл.

Расчет группы

Группа Ки nэр nэ Кр Рр Qp Sp Ip

1 0,14 2,76 2 4,708 8,7 3,52 9,38 13,54

2 0,363 3,83 3 1,55 19,5 19,78 27,77 40,09

3 0,594 2,5 2 1,34 41,406 16,73 44,65 64,45

4 0,48 2,93 2 1,676 16,508 12,67 20,8 30,02

5 0,214 21,87 21 0,843 33,15 42,19 53,65 77,44

6 0,1449 19,658 19 0,8 25,3 41,952 48,99 70,71

7 0,35 4,533 4 1,36 21,11 15,31 26,07 37,64

8 - - - - 1,77 - - 5,11

?по цеху 0,265 43,59 43 1 126,96 143,778 191,81 276,85

Произведем расчет нагрузки для цеха в целом. Расчет выполняется также по методу расчетной нагрузки.

Сгруппировав технологическое электрооборудование по значениям коэффициентов использования Ки рассчитаем средневзвешенный Ки по формуле (3.1).

Определим эффективное число электроприемников по (3.2): Найденное значение nэ округляется до меньшего ближайшего целого числа nэ=35

Определим коэффициент расчетной нагрузки, который принимается в зависимости от эффективного числа электроприемников группы nэ и группового коэффициента использования ки, причем при расчете распределительных шкафов, пунктов, шинопроводов, троллеев, и др. устройств, питающихся с помощью проводов и кабелей, значения Кр берутся из [1] табл. П6.

При nэ= 43 Кр = 1

Согласно (3.3) активная расчетная нагрузка, КВТ

Расчетная реактивная мощность нагрузки для магистральных шинопроводов, на шинах цеховых ТП, а также для цеха, корпуса и предприятия в целом, квар

По (3.6) полная мощность расчетной нагрузки, КВА

Расчетный ток по данному цеху, А, по (3.7)

3. Выбор и расчет внутрицеховой электрической сети

Схемы электрических сетей должны обеспечивать необходимую надежность питания потребителей, быть удобными в эксплуатации и при этом затраты на сооружение линий, расход проводникового материала и потери электрической энергии должны быть минимальными.

Цеховые сети напряжением до 1 КВ, предназначенные для обеспечения электроэнергией силовых электроприемников, условно делятся на питающие, которые отходят от источника питания, и распределительные, к которым присоединяются электроприемники.

Внутрицеховые сети могут быть построены по радиальным и магистральным схемам. Но на практике проектирования для электроснабжения цеховых потребителей редко применяются радиальные или магистральные схемы в чистом виде. Наибольшее распространение получили смешанные схемы, в максимальной степени удовлетворяющие требованиям экономичности, надежности и простоты эксплуатации электрических сетей.

Электроснабжение технологического оборудования, расположенного по производственной площади равномерно и рядами, осуществляется с помощью распределительных шинопроводов. Так как условия окружающей среды в цехах нормальные, то распределительные сети выполнены шинопроводами типа ШРА4.

Электроснабжение остальных групп электроприемников осуществляется с помощью распределительных шкафов ШР.

Выбор проводов, питающих отдельные электроприемники, производится по допустимому току нагрева и соответствию их защитным аппаратам:

Ідоп ?

Ідоп ? где кп - поправочный коэффициент на фактические условия прокладки проводов и кабелей, кп = 1 - т.к. условия окружающей среды нормальные.

Ip - расчетный ток проводника. кз - кратность длительно допустимого тока проводника по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата. Коэффициент кз принимается по П4.1, [2]. кз = 0,33 для номинального тока плавкой вставки предохранителя.

Результаты расчетов по выбору проводов представлены в таблице.

Выбор проводов электроприемников

№ на плане Название оборудования Провод

1 Трубоотрезной станок 10,3 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

2,3 Резьбоотрезной станок 2,61 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

4 Трубогибочный станок 10,3 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

6,7,8 Сварочный аппарат 28,21 10,395 5 АПВ 5 (1x5)

10 Нагревательная печь 43,3 16,5 10 АПВ 5 (1x10)

12 Молот 125 кг 20,85 26,4 4 АПВ 5 (1х4)

13,16 Преобразовательный аппарат 14,4 16,5 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

5,9,11,14 Вентилятор 10,3 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

17,33 Разметочная плита 6,35 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

18, 23 Плоскошлифовальный станок 27,2 26,4 4 АПВ 5 (1x4)

19 Долбежный станок 6,35 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

20 Карусельный станок 6,35 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

21, 22 Горизонтально-расточный станок 14,4 16,5 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

24-26 Радиально-сверлильный станок 10,3 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

27 Горизонтально-фрезерный станок 14,4 16,5 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

28,29,45,67,80 Вертикально-сверлильный станок 10,3 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

30 Стенд для сборки 14,4 16,5 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

31,50, 66,82 Верстак 10,3 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

32,65 Стенд для испытаний 28,17 26,4 5 АПВ 5 (1x5)

47,48 Точило 10,3 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

49 Стенд для сборки 6,7 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

34-38 Точило 6,7 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

39 Вертикально-фрезерный станок 14,4 16,5 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

40 Вертикально-фрезерный станок 6,7 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

41 Вертикально-сверлильный станок 20,85 20,79 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

42,43 Вертикально-сверлильный станок 5 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

44,46 Вертикально-сверлильный станок 10,3 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

51-55 Продольно строгальный станок 20,85 26,4 4 АПВ 5 (1x4)

56-58 Токарно-винторезный станок 14,4 16,5 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

59,6 Автомат токарно-винторезный 6,35 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

61-64 Поперечно-строгальный станок 6,35 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

68-74 Токарно-винторезный станок 20,85 26,4 4 АПВ 5 (1x4)

75 Резьбонарезной станок 15,1 16,5 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

76,77 Круглошлифовальный станок 14,4 16,5 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

78,79 Продольно строгальный станок 22 26,4 4 АПВ 5 (1x4)

81 Ручной пресс 10,3 10,395 2,5 АПВ 5 (1x2,5)

Силовые ящики выбираются по расчетному току группы электроприемников, но с учетом того, что этот номинальный ток силового ящика должен соответствовать номинальном току шинопровода, после которого этот ящик установлен.

Выбор шинопроводов, распределительных устройств, предохранителей и силовых ящиков

Номер группы Ip Название устройства Силовой ящик

A1 13,54 ШР-11-73701 -

A2 40,09 ШР-11-73701 -

- 32,25 Сварочный аппарат 6 ЯАТ-310-40-54-УХЛ4

- 32,25 Сварочный аппарат 7 ЯАТ-310-40-54-УХЛ4

- 32,25 Сварочный аппарат 8 ЯАТ-310-40-54-УХЛ4

A3 64,45 ШР-11-73701 -

- 43,3 Нагревательная печь(10) ЯАТ-310-50-54-УХЛ4

10,3 Вентилятор(9) ЯВЗБ-31-1

A4 30,02 ШР-11-73701 ЯАТ-310-10-54-УХЛ4

A5 77,44 ШРА4-100 ЯВЗБ-31-1

A6 70,71 ШРА4-100 ЯВЗБ-31-1

A7 37,64 ШР-11-73707 -

A8 5,11 ШМТ-АУ2 ЯАТ-310-10-54-УХЛ4

Кабели, соединяющие шинопроводы с распределительным устройством цеха выбираются по условиям (3.1) и (3.2).

Кабели выбираются из таблицы П4.3 [2]. Кабели прокладываются групп 1, 2, 3,4, 7,8 по воздуху, а 5,6 в земле.

Выбор кабелей

Группа Кабель Предохранитель или автомат

1 13,54 16,5 АВВГ 5?2,5 А3124

2 40,09 26,4 АВВГ 5?10 А3124

3 64,45 33 АВВГ 5?25 А3124

4 30,02 20,79 АВВГ 5?6 А3124

5 77,44 41,25 АВВГ 5?16 ПН-2-250/125

6 70,71 41,25 АВВГ 5?16 ПН-2-250/125

7 37,64 41,25 АВВГ 5?10 ПН-2-100/100

8 5,11 10,395 АВВГ 5?2,5 А3124

По расчетному току нагрузки цеха из таблицы П2.5 [2] выбираем вводную панель ЩО70М-19 с автоматическим выключателем.

Автоматический выключатель выбирается по условиям:

Выбирается автомат АВМ-4В с Ін.расц.=400А.

Выбираем кабель, питающий цех от трансформаторной подстанции, проложенный в земле: Допустимый по нагреву ток по (3.1): Ідоп ? А Из табл. П4.3 [2] выбираем кабель АВВГ 5?120 с допустимым током 290 А.

По расчетному току нагрузки групп электроприемников, числу этих групп и условию соответствия защитного аппарата панели типу защитного аппарата групп электроприемников (в данном случае предохранителю ПН) и его номинальному току выбираем линейную панель ЩО70М-01 и ЩО70М-05.

4. Определение потерь напряжения на самом удаленном потребителе

Отклонение напряжения на самом удаленном потребителе в нормальном режиме работы, согласно ПУЭ, не должны превышать .

Для определения напряжения на зажимах электроприемников необходимо найти потери напряжения в питающем трансформаторе, линиях и шинопроводе.

Потеря напряжения в трансформаторе в процентах рассчитывается по выражению: , где -коэффициент загрузки трансформатора;

, -активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания ;

- коэффициент мощности нагрузки трансформатора.

Значения , в процентах определяются по формулам: ;

где - потери короткого замыкания трансформатора, КВТ;

- номинальная мощности трансформатора, КВА.

Потери напряжения в линии электропередачи в процентах вычисляется по формуле

, где - расчетный ток;

, - активное и индуктивное сопротивление линии;

- коэффициент мощности нагрузки линии.

Потери напряжения в шинопроводе: , где , -расчетный ток и длина наиболее нагруженного плеча шинопровода.

Значения , для распределительных шинопроводов приведены в табл. П2.12 [2].

Самый удаленный источник находится в группе 6 (№31). Определим для него потери напряжения.

Активную и реактивную составляющие напряжения короткого замыкания в процентах рассчитаем по формулам (4.3), (4.4):

Потери напряжения в трансформаторе рассчитаем по формуле (4.2): =0,63, =0,77.

Расчетный ток по цеху =276,85А. Определим потери в Л1 по формуле (4.5): Расчетный ток группы =77,44 А, =0,62, =0,78;

Определим потери в линии Л2 по формуле (4.5): Потери напряжения в шинопроводе по формуле (4.6): Потери напряжения Л3 , можно не учитывать, т.к. Л3 очень короткая

Напряжение на зажимах электроприемника:

Отклонение напряжения не превышает допустимого.

Вычисление токов КЗ производится с целью: 1. Выбора электрических аппаратов;

2. Проверки устойчивости элементов схем при электродинамическом и термическом действии токов КЗ;

3. Расчета релейной защиты;

Характерной особенностью расчета токов КЗ в электроустановках напряжением до 1 КВ является необходимость учета активных и реактивных сопротивлений элементов цепи КЗ: силовых трансформаторов, проводов, кабелей и шин длиной 10 м и более, катушек расцепителей автоматов, первичных обмоток многовитковых трансформаторов тока, а также переходных контактов и электрической дуги, возникающей в месте КЗ.

Сопротивление системы в МОМ до понижающего трансформатора определяется по формуле:

где -среднее номинальное напряжение сети высшего напряжения, КВ;

- начальное значение периодической составляющей тока КЗ на выводах высшего напряжения трансформатора, КА.

Сопротивление Хс приводится к ступени низшего напряжения по выражению:

Активное сопротивление трансформатора в МОМ вычисляем по формуле:

где - потери КЗ в трансформаторе, КВТ

- номинальная мощность трансформатора, КВА

Индуктивное сопротивление трансформатора:

Удельные активные и индуктивные сопротивления кабелей берем из справочных данных. Сопротивление катушек автоматов принимаем из таблицы П6.4 [1].

Преобразование схемы для определения токов КЗ сводиться к сложению последовательно соединенных активных и индуктивных сопротивлений:

где n - число элементов в цепи КЗ.

Ток трехфазного КЗ в точке цепи вычисляется по выражению: , КА

Ударный ток КЗ определяется по формуле:

При расчете токов КЗ с учетом сопротивлений переходных контактов, значение ударного коэффициента можно принять, как Ky= 1.

Действующее значение периодической составляющей тока однофазного короткого замыкания: КА где и - суммарные активные и индуктивные сопротивления прямой последовательности и - суммарные активные и индуктивные сопротивления обратной последовательности и - суммарные активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности

Сопротивления нулевой последовательности однофазных электрических аппаратов равны их сопротивлениям прямой последовательности. Трансформаторы мощностью 400КВА и выше должны иметь схему соединения обмоток треугольник-звезда. При такой схеме их активные и индуктивные сопротивления нулевой последовательности равны соответствующим сопротивлениям прямой последовательности.

Короткое замыкание в точке К1: Ток короткого замыкания на выводах высшего напряжения трансформатора, КА (из условия): Короткое замыкание в точке К2: Рассчитаем ток однофазного и трехфазного КЗ в т.К2.

Система вводится своим реактивным сопротивлением:

Сопротивление трансформатора:

Сопротивление автоматического воздушного выключателя:

При КЗ в точке К2 совокупное сопротивление переходных контактов: Суммарное сопротивление цепи КЗ, по (5,5), (5,6):

Ударный ток КЗ, по (5,8).При расчете токов КЗ с учетом переходных контактов можно принять Ky=1: Сопротивление прямой последовательности цепи до точки К2:

Ток однофазного КЗ в точке К2 с учетом переходного сопротивления и сопротивления системы по (5,9): Аналогично рассчитываем токи КЗ для других точек и результаты сводим в таблицу: Точка Трехфазное КЗ, КА Однофазное КЗ, КА

1 5,9 -

2 17,02 15,68

3 6,02 3,47

4 1,25 0,36

5 1 0,28

Произведем расчет сечений проводов по термической стойкости, используя формулу:

Сравнивая данные сечения кабелей с ранее выбранными, видим, что выбранные кабели имеют большие сечения, чем расчетные (допустимые) по термической стойкости, следовательно выбраны правильно.

Проверка аппаратов защиты токами КЗ: Для ВА55-43 установленный у ТП (с Інр= 2500 А):

Для АВМ-НВ-СВ (с Інр= 400 А):

Для предохранителя ПН2-250/80:

Для предохранителя ПН2-100/31,5:

Выбранные аппараты защиты соответствуют указанным условиям.

Вывод
В ходе выполнения курсовой работы было сделано следующее: - разработана наиболее простая и экономичная система электроснабжения цеха промышленного предприятия, отвечающая всем действующим нормам и правилам;

- выбраны электродвигатели, их коммутационные и защитные аппараты наиболее распространенных марок и типов;

- определены электрические нагрузки всех групп электроприемников и цеха в целом;

- выбраны распределительные устройства, провода и кабели, а также защитные аппараты внутрицеховой электрической сети;

- определен уровень напряжения на зажимах электрически наиболее удаленного электроприемника.

Список литературы
1. Королев О.П., Радкевич В.Н., Сацукевич В.Н. Электроснабжение промышленных предприятий: Учебно-методическое пособие по курсовому и дипломному проектированию. - Мн.: БГПА, 1998. - 140 с.

2. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.

3. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 640 с.

Размещено на .ru

Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность
своей работы


Новые загруженные работы

Дисциплины научных работ





Хотите, перезвоним вам?