Электроснабжение цеха - Курсовая работа

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приемники электроэнергии. 1.6 Производится расчет коэффициента использования: 1.6.1 Определяется показатель угловой связи m: 1.6.2 Эффективное число электроприемников определяется по формуле: N=5 Ku>0.2 m=3 1.8 Определяем величину расчетного тока данного РП: А 1.9 Аналогично производится расчет для остальных РП, данные заносятся в табл.1 2.1 Производится расчет реактивной мощности, необходимой для компенсации: где: 2.2 Определяется мощность одного компенсирующего устройства: где: n - число трансформаторов квар 5.2.1 Определяется сечение кабельных линий, расчет производится на примере РП-1: 5.2.2 Определяется сечение по допустимому току нагрева: 299 А Принимаем кабель типа: АВВГ Ідоп.=305 А 5.2.

Системой электроснабжения вообще называют совокупность устройств производства, передачи и распределения электрической энергии.

Системы электроснабжения промышленных предприятий создаются для обеспечения питания электроэнергией промышленных приемников электрической энергии, к которым относятся электродвигатели различных машин и механизмов, аппараты и машины для электрической сварки, осветительные установки и другие промышленные приемники электроэнергии. Задача электроснабжения промышленных предприятий возникла одновременно с широким внедрением электропривода в качестве движущей силы различных машин и механизмов и строительством электрических станций.

1. Расчет электрических нагрузок группы электроприемников

Расчеты ведутся методом упорядоченных диаграмм.

Пример расчета производится по группе РП-1

1.1 Определяется номинальная мощность этой группы электроприемников:

КВТ

1.2 Определяется средняя активная мощность этой группы:

КВТ

1.3 Определяется средняя реактивная мощность:

квар

1.4 Аналогично производится расчет для остальных групп электроприемников для данного РП. Результаты заносятся в таблицу1.

1.5 Производится расчет суммарных величин РП-1: КВТ

КВТ

КВТ квар

1.6 Производится расчет коэффициента использования:

1.6.1 Определяется показатель угловой связи m:

1.6.2 Эффективное число электроприемников определяется по формуле: N=5 Ku>0.2 m=3

1.6.3 Определяем коэффициенты максимума: (по таблице) [1]

(т.к nэф<10)

1.7 Производится расчет максимальной мощности: 1.7.1 Максимальная активная мощность:

КВТ

1.7.2 Максимальная реактивная мощность:

квар

1.7.3 Полная мощность:

КВА

1.8 Определяем величину расчетного тока данного РП:

А 1.9 Аналогично производится расчет для остальных РП, данные заносятся в табл.1

Таблица1.Ведомость цеховых электрических нагрузок.

Наименованиеэл. приемников n, шт Руст КВТ Ки, ед cosj tgj Pcp КВТ Qcp квар m nэ Кмакс.акт. Кмакс.реакт. Максимальные нагрузки Ім А Рн AРН Рм квт Qcm квар Sm ква

РП-1 Вентилятор вытяжной 1 55 55 0.6 0.8 0.75 33 24.7 3 4 1.46 1.1 179.6 80.5 196.8 299

Вентилятор приточный 1 75 75 0.6 0.8 0.75 45 33.7

Электротермические установки. 3 20 60 0.75 0.95 0.33 45 14.8

Итого: 5 150 190 0.6 123 73.2

РП-2 Кран мостовой 1 30 30 0.1 0.5 1.73 3 5 1.2 34 41.2 53 80

Обдирочные станки типа РТ-503 5 37 185 0.17 0.65 1.17 31 36.2

Итого: 6 67 215 0.16 34 41.2

РП-3 Кран мостовой 1 30 30 0.1 0.5 1.73 3 5 1.2 34 41.2 53 80

Обдирочные станки типа РТ-503 5 37 185 0.17 0.65 1.17 31 36.2

Итого: 6 67 215 0.16 34 41.2

РП-4 Кривошипные КПМ 3 15 45 0.17 0.65 1.17 7.6 8.8 2.8 30.3 35.3 46.5 70

Фрикционные КПМ 1 7.5 7.5 0.17 0.65 1.17 1.3 1.5

Обдирочные станки типа РТ-21001 6 21 126 0.17 0.65 1.17 21.4 25

Итого: 10 111 178 0.17 30.3 35.3

РП-5 Обдирочные станки типа РТ-21001 6 21 126 0.17 0.65 1.17 21.4 25 4 4.7 2.87 1.1 77 36 85 129

Кран мостовой 1 30 30 0.1 0.5 1.73 3 5

Фрикционные КПМ 2 7.5 15 0.17 0.65 1.17 2.5 2.9

Итого: 9 58.5 171 0.16 26.9 32.9

Итого всего Обьекта: 36 453.5 969 0.9 248.2 223 355 234 425 645

2. Компенсация реактивной мощности

Чтобы уменьшить потери мощности необходимо компенсировать реактивную нагрузку. Величина реактивной мощности в электрических сетях зависит от коэффициента мощности.

2.1 Производится расчет реактивной мощности, необходимой для компенсации:

где:

2.2 Определяется мощность одного компенсирующего устройства:

где: n - число трансформаторов квар

2.3 Выбираем компенсирующую установку с ближайшей номинальной мощностью: Тип: QRN-70

Q=70 квар

I=30.5А 2.4 Производится проверка на перекомпенсацию:

2.5 Рассчитывается полная мощность, необходимая для работы цеховых потребителей после компенсации:

КВА

3. Выбор мощности силовых трансформаторов

Выбор числа и мощности трансформаторов для цеховых промышленных предприятий должен быть технически и экономически обоснованным, так как он оказывает существенное влияние на рациональное построение схем промышленного электроснабжения.

3.1 Определяется мощность силовых трансформаторов на цеховой подстанции(для двухтрансформаторной ТП):

КВА

3.2 Выбираем трансформатор с ближайшей номинальной мощностью: Тип: ТМ10/0.4 КВА

3.3 Производится проверка коэффициентов загрузки трансформаторов: 3.3.1 Коэффициент загрузки нормального режима:

где : n - число трансформаторов

3.3.2 Коэффициент загрузки аварийного режима:

3.4 Выписываются паспортные данные трансформатора: КВТ

КВТ

4. Определение расчетной мощности трансформаторной подстанции

4.1 Определяются потери мощности на ТП

4.1.1 Потери мощности в трансформаторе:

4.1.2 Потери мощности на ТП:

4.2 Определяется расчетная мощность цеховой ТП:

КВА

4.3 Определяется величина тока высоковольтной линии:

А 4.4 Сечение высоковольтной линии определяем по экономической плотности тока:

Для кабелей с бумажной изоляцией и проводов с резиновой изоляцией алюминиевых: по таблице, при Т=4400

Принимаем алюминиевые провода сечением трехжильные =38А

5. Распределение электрической энергии внутри объекта

Схемы цеховых сетей бывают радиальные и магистральные.

5.1 Наметка вариантов схемы

Радиальная схема: Магистральная схема:

5.1.1 Радиальная схема представляет собой схему, распределение электрической энергии в которой производится радиальными линиями от распределительных пунктов, вынесенных в отдельные помещения. Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания; в них легко могут быть применены элементы автоматики. Однако радиальные схемы требуют больших затрат на установку распределительных щитов, проводку кабеля и проводов.

5.1.2 Магистральные схемы в основном применяют при равномерном распределении нагрузки по площади цеха. Они не требуют установки распределительного щита на подстанции и энергия распределяется по совершенной схеме блока «трансформатор - магистраль», что упрощает и удешевляет сооружение цеховой подстанции.

5.2 Электрические расчеты вариантов

5.2.1 Определяется сечение кабельных линий, расчет производится на примере РП-1: 5.2.2 Определяется сечение по допустимому току нагрева:

299 А Принимаем кабель типа: АВВГ Ідоп.=305 А 5.2.3 Производится расчет активного сопротивления этого кабеля:

где, l - длина кабельной линии

- удельная проводимость металла

Ом/км

5.2.4 Определяются потери мощности в этой линии:

5.2.5 Определяется падение напряжения на этом участке:

5.2.6 Аналогично производится расчет для других РП, данные заносятся в табл.2.

Таблица2

Наименование линии Інагр. А Тип кабеля Ідоп А l км. R0 Ом/км R Р КВТ U

%Цена

РУБСТОИМОСТЬ руб.

Радиальная ТП-РП1 299 АВВГ 4х150 305 0.006 0.208 0.0013 3.48 0.15 282600 1695.6

ТП-РП2 80 АВВГ 4х16 90 0.006 1.95 0.011 0.2 0.4 31500 189

ТП-РП3 80 АВВГ 4х16 90 0.03 1.95 0.058 1.1 1.95 31500 945

ТП-РП4 70 АВВГ 4х16 90 0.04 1.95 0.078 0.5 2.2 31500 1260

ТП-РП5 129 АВВГ 4х35 135 0.038 0.894 0.034 1.7 1.8 65600 2492.8

Итого: 6.8 6582.4

Магистральная ТП-РП1 373.5 АВВГ 4х240 385 0.006 0.13 0.0078 3.3 0.12 449600 2697.6

РП1-РП2 80 АВВГ 4х16 90 0.004 1.95 0.0078 0.15 0.26 31500 126

ТП-РП3 274.4 АВВГ 4х150 305 0.03 0.208 0.0062 1.4 0.7 282600 8478

РП3-РП4 70 АВВГ 4х16 90 0.008 1.95 0.015 0.22 0.46 31500 252

РП4-РП5 129 АВВГ 4х35 135 0.032 0.894 0.028 1.4 1.5 65600 2099

Итого: 6.5 13652

5.2.7 Расчет магистральной схемы производится по аналогичным формулам при этом учитывается, что у некоторых кабелей изменяется нагрузка и длинна.

6. Технико-экономическое сравнение вариантов

6.1 Цена кабельной продукции принимается из: ООО ” Коском ” г.Подольск Московская обл. Россия 142103,тел.: 7(495)9758674

7(495)7756317

6.2 Производится расчет стоимости кабельной линии: электроснабжение высоковольтный трансформатор

Стоим.=Цена х метры

6.3 На основании полученных данных делаем заключение: Рассчитав варианты схем внутреннего электроснабжения участка кузнечно-прессового цеха,можно сделать вывод: радиальная схема выгодней с материальной стороны.

Принимаем радиальную схему.

7. Расчет токов короткого замыкания

7.1 Составляем расчетную схему и схему замещения:

7.2 Сопротивление системы: lc=1.4км r0=3.12 Ом/км х0=0.073 Ом/км

Сопротивление приводится к НН:

7.3 Сопротивление трансформатора определяется по таблице: Rt=5.5 МОМ

Хт=17.1 МОМ

7.4 Сопротивление автоматов:

7.5 Сопротивление трансформатора тока: Rtt=0.07 МОМ

Хтт=0.05 МОМ

7.6 Сопротивление кабельной линии: r0=0.208 МОМ/м х0=0.059 МОМ/м l=6м

7.7 Упрощается схема замещения, вычисляются эквивалентные сопротивления, на участках между точками К.З.:

Rэ1=Rc Rt RSF1 Rtt=7 5.5 0.11 0.07=12.68 МОМ

Хэ1=Хс Хт Х SF1 Хтт=0.16 17.1 0.13 0.05=17.44 МОМ

Rэ2=RSF2 Rкл=0.15 1.2=1.35МОМ

Хэ2=XSF2 Хкл=0.17 0.354=0.52МОМ

7.8 Вычисляются сопротивления до каждой точки К.З.: Rk1=Rэ1=12.68 МОМ

Хк1=Хэ1=17.44 МОМ

Rk2=Rэ1 Rэ2=12.68 1.35=14 МОМ

Хк2=Хэ1 Хэ2=17.44 0.52=17.96 МОМ

7.9 Определяются 3-х фазные токи К.З.:

8. Расчет и выбор аппаратов защиты

8.1 Автоматические выключатели выбираются согласно условиям:

- для для групповой линии с несколькими электродвигателями.

Выбираем автоматический выключатель тип : ВА-51-37

Ін.а=400А Ін.р=400 А Іотк=25 КА

9. Проверка элементов цеховой сети

9.1 Шины проверяют на динамическую стойкость:

9.2 Максимальное усилие на шину определяют по формуле:

l=1.5м а=100мм іу=2.55Ік.з=2.55?10.7=27.2КА

9.3 Определяется наибольший изгибающий момент:

9.4 Принимается установка шин плашмя:

Медная шина сечением 60х6мм

9.5 Определяется механическое напряжение в шинопроводе :

-для медных шин

Шины динамически устойчивы.

10. Защитное заземление

Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение какой- либо части электроустановки с заземляющим устройством для обеспечения электробезопасности. Задачей защитного заземления является снижение до безопасной величины напряжений заземления, прикосновения и шагового напряжения, для защиты людей от поражения электрическим током при прикосновении к токоведущим частям электрооборудования, случайно оказавшихся под напряжением.

Заземляющее устройство состоит из заземления и заземляющих проводников. Если естественных заземлителей недостаточно, применяют искусственные заземлители: заглубление в землю вертикальных электродов из труб, уголков или прутков стали и горизонтально проложенных в земле на глубину не менее 0,5 полосы.

В электроустановках до 1 КВ с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 4 Ом.

В проекте используются искусственные заземлители: вертикальный электрод - уголок (50х50)Lв=3м. ; горизонтальный электрод - уголок(35х4мм). Вид ЗУ - контурное.

1. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. Методическое пособие для курсового проектирования. - М.: Форум: Инфра - М, 2005. - 214 с., ил. - (профессиональное образование).

2. Киреева Э.А., Орлов В.В., Старкова Л.Е. Электроснабжение цехов промышленных предприятий. - М.: НТФ «Энергопрогресс», 2003. - 120с.

3. Мукосеев Ю.Л. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник для вузов. М., «Энергия», 1973.

4. Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: в 2 т./ Под общ. ред. А.А. Федорова. Т.2. Электрооборудование. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 592 с.

Размещено на .ru