Расчет электрооборудования цеха. Расчет сети электроснабжения цеха. Краткая характеристика цеха, краткое описание технологического процесса

Введение

В системах электроснабжения промышленных предприятий и установок энерго- и ресурсосбережения достигается главным образом уменьшением потерь электроэнергии при ее передаче и преобразовании, а также применение менее материалоемких и более надежных конструкций всех элементов этой системы. Одним из испробованных путей минимизации потерь электроэнергии является компенсация реактивной мощности потребителей при помощи местных источников реактивной мощности, причем важное значение имеет правильный выбор их типа, мощности, местоположения и способа автоматизации.

Главной задачей проектирования предприятий является разработка рационального электроснабжения с учетом новейших достижений науки и техники на основе технико-экономического обоснования решений, при которых обеспечивается оптимальная надежность снабжения потребителей электроэнергией в необходимых размерах, требуемого качества с наименьшим затратами. Реализация данной задачи связана с рассмотрением ряда вопросов, возникающих на различных этапах проектирования. При технико-экономических сравнениях вариантов электроснабжения основными критериями выбора технического решения является его экономическая целесообразность, т.е. решающими факторами должны быть: стоимостные показатели, а именно приведенные затраты, учитывающие единовременные капитальные вложения и расчетные ежегодные издержки производства. Надежность системы электроснабжения в первую очередь определяется схемными и конструктивными построения системы, разумным объемом заложенных в нее резервов, а также надежностью входящего электрооборудования. При проектировании систем электроснабжения необходимо учитывать, что в настоящее время все более широкое распространение находит ввод, позволяющий по возможности максимально приблизить высшее напряжение (35 - 330 кВ) к электроустройствам потребителей с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации. Основополагающим принципом при проектировании схем электроснабжения является также отказ от "холодного" резерва. Рациональные схемы решения должны обеспечивать ограничение токов короткого замыкания. В необходимых случаях при проектировании систем электроснабжения должна быть предусмотрена компенсация реактивной мощности. Мероприятия по обеспечению качества электроэнергии должны решаться комплексно и базироваться на рациональной технологии и режиме производства, а также на экономических критериях. При выборе оборудования необходимо стремиться к унификации и ориентироваться на применение комплексных устройств (камера сборная одностороннего обслуживания (КСО) комплектные распределительные устройства (КРУ), и др.) различных напряжений, мощности и назначения, что повышает качество электроустановки, надежность, удобство и безопасность ее обслуживания.

1. Проектирование электрических сетей промышленных предприятий

Проектирование электроснабжение – это воздействие и кабельные линии от подстанции энергосистемы до главной понизительной подстанции или распределительным пунктом, промышленного объекта.

Внутреннее электроснабжение представляет собой схему распределения энергии между потребителями механического цеха. Для питания оборудования цеха применяют радиальные, магистральные или смешанные(комбинированные) схемы электроснабжения.

Радиальные схемы применяют при наличии групп сосредоточенных нагрузок с неравномерным распределением их по площади цеха, во взрыво- и пожароопасных цехах, в цехах с химически активной и аналогичной средой. Радиальные схемы нашли широкое применение в насосных и компрессорных станциях, на предприятиях нефтехимической промышленности, в литейных и других цехах. Радиальные схемы внутрицеховых сетей выполняют кабелями или изолированными проводами. Они могут быть применены для нагрузок дюной категории надёжности.

Достоинства радиальных схем является их высокая надёжность, так как авария на одной линии не влияет на работу ЭП, подключённых к другой линии. Недостатками радиальных схем являются: малая экономность, связанная со значительным расходом проводникового материала, труб, распределительных шкафов; большое число защитной и коммутационной аппаратуры; ограниченная гибкость сети при перемещения ЭП, вызванных изменением технологического процесса; невысокая степень индустриализации монтажа.

Магистральные схемы целесообразно применять для питания силовых и осветительных нагрузок, распределенных относительно равномерно по лошади цеха, а также для питания группы ЭП, принадлежащих одной линии. При магистральных системах одна питающая магистраль обслуживает несколько распределительных шкафов и крупные ЭП цеха.

Достоинства магистральных схем являются: упрощение РУНН трансформаторных подстанций высокая гибкость сете, дающая возможность перестановок технологического оборудования без переделки сети, использование унифицированных элементов (шинопроводов), позволяющих вести монтаж индустриальными методами. Недостатком является их меньшая надежность по сравнению с радиальными схемами. Так как при аварии на магистрали все подключенные к ней ЭП теряют питание. (Однако введение в схему резервных перемычек между ближайшими магистралями значительно повышает надежность магистральных схем.)

Применение винопроводов постоянного сечения приводит к некоторому перерасходу проводникового материала.

На практике для электроснабжения цеховых ЭП радиальные или магистральные схемы редко встречаются в чистом виде. Наибольшее распространение имеют смешанные схемы, сочетающие в себе элементы радиальных и магистральных схем. Оборудование цеха не связано между собой и работает в продолжительном режиме. При двухсменной работе, в год цех работает 4500 часов.

Качество электрической энергии определяется совокупностью её характеристик, при которых электроприёмники могут нормально работать и выполнять заложенные в них функции.

Продолжительный режим – это режим работы электроприёмника столь длительное время, что превышение температуры нагрева всех его частей над температурой окружающей среды достигает практически установившегося значения.

В данном цехе на предприятии используются электроприёмники второй и третьей категории.

Электроприемники второй категории – это потребители, перерыв в электроснабжении, которых приводит к массовым недоотпускам продукции, массовым простоям рабочих механизмов.

Электроприемники третьей категории – это потребители не подходящие под определение электроприемников второй и первой категории, перерыв в электроснабжении которых не превышает одних суток.

Для данных потребителей применяют одно или двух трансформаторные подстанции, которые резервируются при помощи складскового или передвижного резерва с допустимым перебоем электроснабжения на время необходимое для включения резервного действия дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Питание по одной высоковольтной линии при обеспечении возможности аварийного ремонта этой линии за сутки.

Электроснабжение цеха получает от цеховой трансформаторной подстанции 10/0.4 кВ расположенной на территории цеха. Цеховая ТП получает электроснабжение от ГПП завода по кабельной линии. Все электроприёмники в данном цехе являются 2 категории. Количество смен 2. Токарный цех расположен в зоне умеренного климата температура внутри цеха +32С. Цех расположен на супеси с температурой -8С.

Таблица 1 – Исходные данные

Электрические нагрузки систем электроснабжения определяют для выбора мощности трансформаторов, мощности и места подключения компенсирующей установки (КУ), выбора и проверки токоведущих элементов по условию допустимого нагрева, подсчета потерь напряжения и выбор аппаратов защиты.

Для каждой группы определяем установленную мощность:

Электрические нагрузки определяют выбор всей системы электроснабжения. Для их расчета используют метод коэффициента спроса и метод упорядочения диаграмм. Первый метод обычно используется на стадии проектного задания, когда неизвестны мощности отдельных электроприемников (ЭП) .

Метод упорядочения диаграмм или метод коэффициента максимума является основным при разработке технических и рабочих проектов электроснабжения. Он позволяет по номинальной мощности ЭП с учетом их числа и характеристик определить расчетную нагрузку любого узла схемы электроснабжения. По этому методу расчетная максимальная нагрузка группы ЭП:

Групповая номинальная мощность Р н определяется как сумма номинальных мощностей ЭП за исключением резервных.

Коэффициент использования К и одного или группы ЭП (табл. 2.1) характеризует использование активной мощности и представляет собой отношение средней активной мощности одного или группы ЭП за наиболее загруженную смену к номинальной мощности.

Коэффициент максимума К м представляет собой отношение расчетного максимума активной мощности нагрузки группы ЭП к средней мощности нагрузки за наиболее загруженную смену.

Для группы ЭП одного режима работы средние активная и реактивная нагрузки за наиболее нагруженную смену определяются:

;
. (2.2)

Номинальная мощность п однотипных ЭП

. (2.3)

Таблица 2.1

Расчетные коэффициенты электрических нагрузок

Для потребителей с переменной нагрузкой (группа А) расчетную активную нагрузку Р р (А) группы ЭП отделения (участка, цеха) определяют с учетом коэффициента максимума К м и средней нагрузки отделения:

, (2.4)

где К м (А) – определяется в зависимости от эффективного числа ЭП n э и от группового коэффициента использования К и за наиболее загруженную смену (табл. 2.2).

Таблица 2.2

Коэффициенты максимума К м для различных коэффициентов использования

в зависимости от n э

Средневзвешенный коэффициент использования отделения ЭП группы А

, (2.5)

где Р н (А) – суммарная номинальная активная мощность ЭП группы

;

Р см (А) – суммарная среднесменная активная мощность ЭП группы А

.

Эффективное число ЭП группы А находится по формуле

, (2.6)

или по упрощенным выражениям .

Расчетная реактивная нагрузка группы ЭП с переменной нагрузкой для отделения и в целом по цеху определяется с учетом приведенного числа ЭП:

при n э >10
, (2.7)

при n э £10
. (2.8)

Для потребителей группы Б с постоянным графиком нагрузки (К м = 1) нагрузка группы ЭП равна средней нагрузке за наиболее загруженную смену. Расчетные активные и реактивная мощности ЭП группы Б отделения:

;
. (2.9)

К таким ЭП могут быть отнесены, например, электродвигатели насосов водоснабжения, вентиляторов, нерегулируемых дымососов, компрессоров, воздуходувок, нерегулируемых печей сопротивления.

После определения нагрузок отделений находится расчетная нагрузка по цеху:

,
, (2.10)

где Р см j , Q см j – активная и реактивная нагрузки ЭП j -го отделения; m – количество отделений.

Расчетная активная и реактивная мощности цеха:

кВт;
кВ∙Ар. (2.11)

При наличии в цехе однофазных ЭП, распределенных по фазам с неравномерностью £ 15 % они учитываются как трехфазные той же суммарной мощности. В противном случае расчетная нагрузка однофазных ЭП принимается равной тройной величине нагрузки наиболее загруженной фазы .

При числе однофазных ЭП до трех, их условная трехфазная номинальная мощность определяется:

а) при включении однофазного ЭП на фазное напряжение при трехфазной системе

где S n – паспортная мощность; Р н.ф. – номинальная мощность максимально нагруженной фазы;

б) при включении одного ЭП на линейное напряжение

. (2.13)

Максимальные нагрузки однофазных ЭП при числе их более трех при одинаковом К и и cosj, включенных на фазное или линейное напряжение, определяются:

;
. (2.14)

Для определения электрических нагрузок цеха составляется сводная ведомость (табл. 2.3) с заполнением всех расчетных данных.

Таблица 2.3

Сводная ведомость электрических нагрузок цеха

Осветительные нагрузки рассчитываются приближе6нным методом по удельной мощности на освещаемую площадь.

;
(2.15)

где Р удо – удельная расчетная мощность на 1 м 2 производственной площади отделения (F );

К со – коэффициент спроса освещения (табл. 2.4).

Таблица 2.4

Расчетные коэффициент К и, cоsj, Р уд0 и К со отдельных цехов промышленных предприятий

При использовании известных значений удельной мощности общего равномерного освещения в зависимости от типа светильника и, исходя из оптимального их расположения в помещении, определяется мощность одной лампы .

Для освещения основных цехов с высотой более 6 м и при наличии открытых пространств используются газоразрядные лампы типа ДРЛ с cosj = 0,58. Для административных и бытовых помещений применяются люминесцентные лампы с cosj = 0,85, для освещения мелких помещений используются лампы накаливания с cosj = 1.

Полная расчетная нагрузка цеха определяется суммированием расчетных нагрузок силовых и осветительных групп электроприемников

По величине полной расчетной нагрузки подбирается трансформатор с учетом компенсации реактивной мощности.

Примечание : примеры по определению электрических нагрузок представлены в .

ВВЕДЕНИЕ

Целью раздела «Электроснабжение и электрооборудование промышленного предприятия» выпускной квалификационной работы является систематизация, расширение и закрепление теоретических знаний по электротехнике, электрическим машинам, электроприводу и электроснабжению промышленных предприятий, а также приобретение практических навыков по решению задач, необходимых будущему специалисту.

Система электроснабжения промышленного предприятия должна обеспечивать бесперебойное снабжение потребителей электроэнергией при удовлетворении требований по экономичности, надежности, безопасности, качеству электроэнергии, наличию резерва и т. п.

Выбор современного электрооборудования, проработка схемы управления, защиты, автоматизации, сигнализации электроприемников, разработка схемы электроснабжения цеха и (или) всего предприятия с использованием прогрессивных технических решений являются задачей раздела «Электроснабжение и электрооборудование промышленного предприятия» выпускной квалификационной работы.

Раздел «Электроснабжение и электрооборудование промышленного предприятия» выпускной квалификационной работы включает в себя рассмотрение следующих вопросов:

5) выбрать количество и тип цеховых трансформаторов 10/0,4 кВ;

6) выбрать коммутационную аппаратуру сети 0,4 кВ и сети 10 кВ;

7) произвести расчет затрат на сооружение сети электроснабжения;

8) произвести расчет контура заземления ТП;

9) рассмотреть вопрос об применении и эксплуатации изолированных систем шин.

Исходными данными электрической части выпускной квалификационной работы являются производственное (энергетическое) оборудование и механизмы, необходимые для обеспечения технологических процессов, заданных техническим заданием, а также площадь производственных помещений цеха (предприятия), параметры установленных электроприемников, существующие схемы системы электроснабжения и т. п. Указывается объект автоматизации.

В пояснительной записке выпускной квалификационной работы электрическая часть оформляется отдельной главой. Объём и содержание графической части определяются заданием на проектирование. Графическая часть содержит схему электроснабжения предприятия (цеха) .

Вариант 14

Расчет сети электроснабжения цеха

1.1 Исходные данные для проектирования

Схематический план предприятия задан в масштабе 1:1000

В таблице 1 заданы номинальные мощности электроприемников, коэффициентов использования и пуска, коэффициенты мощности указанных электроприемников, длины от электроприемников до ШС-1.

Таблица 1 - Исходные данные для первого этапа

Заданы расчетные нагрузки силовых шкафов цеха №4, средневзвешенный коэффициент использования и количество эффективных электроприёмников. Данная информация представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Исходные данные для второго этапа

В качестве исходных данных заданы расчётные мощности остальных цехов на указанном предприятии, длина питающего кабеля 10 кВ от ГПП до РП. Данные указаны в таблице 3.

Таблица 3 - Исходные данные для третьего этапа

План промышленного предприятия изображён на рисунке 1.

Рисунок 1- План промышленного предприятия

Расчёт электрических нагрузок потребителей ШС-1

Первым и основным этапом проектирования системы электроснабжения промышленного предприятия является определение расчетных значений электрических нагрузок. Они не являются простой суммой установленных мощностей электроприемников. Это обусловлено неполной загрузкой некоторых ЭП, неодновременностью их работы, вероятностным случайным характером включения и отключения ЭП и т.п.

Понятие «расчетная нагрузка» следует из определения расчетного тока, по которому выбираются все элементы сети и электрооборудование.

Расчетный ток- это такой неизменный средний на 30-ти минутном интервале времени ток, который приводит к такому же максимальному нагреву проводника или вызывает тот же тепловой износ изоляции, что и реальная переменная нагрузка.

Таблица 5 - Расчёт нагрузки ШС-1

Таблица 6

Определяется расчетная мощность КУ.

Q к.р = α Р м (tgα – tgφ к) = 0,9«495,81«(0,68 – 0,29) = 174,02 квар.

Принимается cosφ к = 0,96, тогда tgφ к = 0,29.

Находим нагрузку трансформатора после компенсации и его коэффициент загрузки при этом:

Для установки выбираем автоматизированную конденсаторную установку типа2 АУКРМ 0,4-100-20-4 УХЛ4

Ток компенсирующего устройства находится по формуле:

где 1,3 - коэффициент запаса (30% номинального значения);

Напряжение в линии, 0,4 кВ.

Поскольку мы имеем 2 секции шин с секционным выключателем, то мощность КУ для каждой секции будет определятся нагрузкой каждой из секций. В первой секции будут подключены силовые шкафы 1,2,3,4; во второй секции будут подключены 5,6,7,8.

Таблица 7

где - средневзвешенный коэффициент мощности всех ШС;

Требуемый коэффициент мощности на шинах ТП (не менее 0,95).

где k – коэффициент, получаемый из таблицы в соответствии со значениями коэффициентов мощности и ;

На 1 секции требуется больше компенсации реактивной мощности из-за ШС-1, в котором низкий коэффициент мощности.

Общая сумма компенсированной реактивной мощности на обоих секциях

Для двух трансформаторных подстанций номинальная мощность

трансформатора определяется по условию допустимой перегрузки одного

трансформатора на 40% при условии аварийного отключения другого в течение 6

часов в сутки за 5 рабочих дней.

В таком случае номинальная мощность трансформатора ТП-10/0,4

определяется по выражению:

где k=1,4 коэффициент допустимой перегрузки трансформатора;

n=2 – число трансформаторов на подстанции.

Из ряда стандартных номинальных мощностей выбираем два

трансформатора ТМГ-400/10.

Справочные данные по трансформатору приведены в таблице 8.

Таблица 8 – Паспортные данные трансформатора ТМГ-400/10

Потери активной и реактивной мощности в трансформаторах на ТП:

где n – количество установленных трансформаторов, шт;

– потери холостого хода в трансформаторе, кВт;

– потери при коротком замыкании в трансформаторе, кВт;

– номинальная мощность трансформатора, кВА.

где Iх.х – ток холостого хода трансформатора, %;

Uк.з – напряжение короткого замыкания, %.

Полную мощность электроприемников цеха, с учетом потерь в

трансформаторе:

Поскольку расчетная мощность 370,11 кВА удовлетворяет выбранной

номинальной мощности трансформатора, то выбираем 2 трансформатора ТМГ-400/10. И после перерасчета при выборе централизованной компенсации конденсаторную батарею присоединяем на шины 0,4 кВ цеховой подстанции. И как видно из расчета в этом случае от реактивной мощности разгружаются трансформаторы главной понизительной подстанции и питающая сеть. Использование установленной мощности конденсаторов при этом получается наиболее высоким.

Индивидуальную компенсацию применяют чаще всего на напряжениях до 660 В. Такой вид компенсации имеет существенный недостаток - плохое использование установленной мощности конденсаторной батареи, так как с отключением приемника отключается и компенсирующая установка.

На многих предприятиях не все оборудование работает одновременно, многие станки задействованы всего несколько часов в день. Поэтому индивидуальная компенсация становится очень дорогим решением, при большом количестве оборудования и соответственно большом числе устанавливаемых конденсаторов. Большинство этих конденсаторов не будут задействованы долгий период времени. Индивидуальная компенсация наиболее эффективна, когда большая часть реактивной мощности генерируется небольшим числом нагрузок, потребляющих наибольшую мощность достаточно длительный период времени

Централизованная компенсация применяется там, где нагрузка флюктуирует (перемещается) между разными потребителями в течение дня. При этом потребление реактивной мощности в течение дня меняется, поэтому использование автоматических конденсаторных установок предпочтительнее, чем нерегулируемых.

Перерасчет нагрузки

В графу 13 записывается максимальная реактивная нагрузка от силовых

ЭП узла Qрасч, кВар:

так как nэ < 10, то

Суммарные максимальные активные и реактивные нагрузки по расчетному

узлу в целом для ЭП с переменным и постоянным графиком нагрузки

определяются сложением нагрузок групп ЭП по формулам:

Определяется максимальная полная нагрузка силовых ЭП Sрасч.уч, кВА:

Определяется расчетный ток Iрасч, А:

Произведем расчет токов и полной мощности до установки КУ и после установки КУ.

Таблица 9- Сводная ведомость до и после установки КУ на шинах ТП

Как видно из ведомости результат на лицо, установка КУ нам позволила:

Таблица 10 - Изменение реактивной мощности в ШС после установки КУ на ТП

Таблица 11 - Перерасчет нагрузки ШС-1

Расчет пиковых нагрузок ЭП

В качестве пикового режима ЭП для проверки на просадку напряжения на

электроприемнике и выбора автоматических выключателей рассматривается

режим пуска наиболее мощного электродвигателя и определяется пиковый ток по

кабельной линии Iпик, питающей трансформаторной подстанции. Пиковый ток для

группы ЭП находится как сумма токов максимального рабочего тока группы безучета тока самого мощного двигателя и пускового тока этого двигателя по формуле:

где IномАД – номинальный ток самого мощного АД, А;

Кп – кратность пускового тока самого мощного АД.

Рассчитывается ток наиболее мощного двигателя среди электроприемников ШС-1. Продольно-строгательный станок Pном = 14 кВт и после компенсаций cosφ = 0,96.

Пиковый ток будет равен:

Характеристика помещения

Помещение токарного цеха относят к сухим, так как относительная влажность воздуха не превышает 60% п. 1.1.6 в . Токарный цех – объект с сильной запыленностью, поэтому помещения относят к пыльным, в них по условиям производства выделяется технологическая пыль в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин – п. 1. 1.11 в . Помещения невзрывоопасны, так как в них не находятся и не используются в работе вещества, образующие с воздухом взрывоопасные смеси гл. 1.3 в . По пожароопасности помещения токарного цеха относят к непожароопасным, так как в них отсутствуют условия, приведенные в гл. 1.4 в .

Выбор марки кабелей 0,4 кВ

На основе анализа прокладки кабеля и характеристики среды помещения цеха делается вывод о возможности использования для питания ШС 1-8 и электроприемников кабеля ВВГнг(а)-Ls-0,66 (медная токопроводящая жила, изоляция из ПВХ пластика пониженной пожароопасности, оболочка из ПВХ композиции пониженной горючести) Кабели данной марки предназначены для вертикальных, наклонных и горизонтальных трасс. Небронированные кабели могут использоваться в местах подверженных вибрации. Не распространяют горения при прокладке в пучках

(нормы ГОСТ Р МЭК 332-2 категории А). Эксплуатируются в кабельных сооружениях и помещениях. Допустимый нагрев токопроводящей жилы в аварийном режиме не должен превышать +80ºC c продолжительностью работы не более 8 часов в сутки и не более 1000 часов за срок службы.

Срок службы – 30 лет.

Таблица 12 - Выбор кабельных линий от ТП до ШС для цеха №4 до установки КУ

Таблица 13 - Выбор кабельных линий от ТП до ШС для цеха №4 после установки КУ на шины ТП

Таблица 14 - Выбор кабеля от ШС-1 до ЭП

Таблица 15 - Проверка кабельных линий КЛ1 в нормальном режиме

Таблица 16 – Проверка кабельных линий КЛ2 в нормальном режиме

Мощного двигателя

Для расчета нагрузки цеха используем метод упорядоченных диаграмм. Данный метод применяется для массовых электроприемников. Он устанавливает связь рабочей нагрузки с режимом работы электроприемников на основе вероятностной схемы формирования графика групповой нагрузки.

Общие сведения о расчете электрических нагрузок

Нагрузка промышленных предприятий или отдельных цехов обычно состоит из электроприемников различной мощности. Поэтому все электроприемники цеха разбиваются на группы приемников однотипного режима работы с выделением в каждой группе характерных подгрупп электроприемноков с одинаковыми мощностями коэффициентами использования и коэффициентами мощности.

При определении электрических нагрузок применяем метод коэффициента использования максимума электрических нагрузок. Этот метод устанавливает связь расчетной нагрузки с режимами работы электроприемников (ЭП) на основе определенной вероятностной схемы формирования графика групповой нагрузки. Метод применяется в качестве основного для массовых ЭП.

Порядок определения расчетных нагрузок:

Все электрические приемники разбиваются на группы по значению коэффициента использования К и, коэффициента мощности cos , номинальной активной мощности Рн. Определяем по таблице 4.10 2 коэффициент использования и коэффициент мощности, по значению коэффициента мощности определяем tg.

Подсчитываем количество ЭП в каждой группе и по объекту в целом.

В каждой группе указывают минимальные и максимальные мощности при ПВ=100%, если ПВ <100%, то номинальная мощность определится по формуле:

где: Р пасп - мощность ЭП по паспорту, кВт;

ПВ - продолжительность включения.

Подсчитывается суммарная мощность всех ЭП по формуле:

P н =P нi ; (2)

Для каждой питающей линии определяется показатель силовой сборки m по формуле:

где: - номинальная мощность максимального потребителя, кВт;

Номинальная мощность минимального потребителя, кВт.

Средние нагрузки за наиболее загруженную смену силовых ЭП одинакового режима работы определяют по формулам:

где: Р см - средняя активная мощность одного или группы приемников за наиболее загруженную смену, кВт;

Р ном - номинальная мощность электрических приемников берем по таблице 1, кВт;

К и - коэффициент использования, берем по таблице 4.10 2;

Q см - средняя реактивная мощность одного или группы приемников за наиболее загруженную смену.

Для нескольких групп электроприемников определяем по формуле

Определяем средний коэффициент использования группы ЭП К и по формуле:

Эффективное число электрических приемников определяем по формулам исходя из следующих отношений.

При n5, К ис 0,2, m3 и Р ном const nэ определяется по формуле:

Формула 9 может использоваться также, когда ни один из ниже перечисленных случаев не подходит для расчета.

При n >5, К ис 0,2, m 3 и Р ном const принимаем nэ=n.

При n >5, К ис 0,2, m < 3 и Р ном const принимаем nэn.

При n 5, К ис 0,2, m 3 и Р ном const nэ определяется по формуле:

где: n* Э - относительное значение числа ЭП, значение которого находиться по таблице исходя из зависимости n* Э = f(n*; P*).

По формуле 10 находится n*:

где: n 1 - число ЭП в группе, мощность каждого из которых превышает значение максимальной мощности ЭП этой группы деленной на 2.

Р* определяется по формуле:

P ном - максимальная единичная мощность группы ЭП, кВт;

Р ном1 - суммарная номинальная мощность группы электроприемников мощность которых превышает значение максимальной мощности данной группы ЭП деленой на 2, кВт.

Максимальная активная мощность определяется по формуле:

где: Км - коэффициент максимума определяем по таблице 3,2 5 ;

Р ном - номинальная мощность электрического приемника.

Максимальная реактивная мощность определяется по формуле:

где: - коэффициент максимума реактивной мощности, при n Э? 10 =1, при n Э <10 -=1,1

Полная максимальная мощность определяется по формуле:

Максимальный ток определяется по формуле:

Распределяем нагрузку:

РП-1: ЭП № 1,2,3,4,5,6,7;

РП-2: ЭП № 17,18,19,21,22,23;

РП-3: ЭП № 8,9,12,13,14,15;

РП-4: ЭП № 23,24,25,26,29,30,31;

РП-5: ЭП № 10,11,16,27,28;

Определение расчетной нагрузки цеха

Для примера рассмотрим определение нагрузки на РП-1.

Таблица 2

1)Определяем среднюю нагрузку ЭП за наиболее загруженную смену по формулам (6),(7):

Р см.1 = 0,65 · 2 · 3 =3,9 кВт; Q см.1 = 0,75 · 3,9 = 2,92 кВАр;

Р см.2 = 0,35 · 2 · 76· v0,65 =42,9 кВт; Q см.2 = 1,73·42,9=74,2 кВАр;

Р см.3 = 0,12 · 1 · 4,4 =0,53 кВт; Q см.3 = 2,29·0,53=1,21 кВАр;

Р см.4 = 0,2 · 1 · 3 = 0,6 кВт; Q см.4 = 1,17· 0,6= 0,7 кВАр;

Р см.5 = 0,1 · 1 · 115,5·v0,4 =7,3 кВт; Q см.5 = 1,73· 14,6=12,6 кВАр.

2) Определяем К и группы по формуле (8):

3)Показатель силовой сборки по формуле (3) будет равен:

4) Так как n > 5, К и > 0,2, m >3, то n э =n=7

5) Коэффициент максимума определяем по таблице 4.3 2 . Более точное значение Км определяем с помощью метода интерполяции:

6) Максимальные активную и реактивную мощности определяем по формулам (13) и (14):

Р max = 1,89 55,22 =104,36 кВт.

Т.к. n Э <10, то принимаем значение К" М = 1,1:

Q max = 1,1 91,67= 100,84 кВАр.

Полную максимальную мощность находим по формуле 15:

Расчетный ток определяем по формуле 16:

Аналогично определяем расчетную нагрузку для остальных приемников и результаты расчета заносим в таблицу 2.

1) Все ЭП цеха разделяем на группы с одинаковыми режимами работы и определяем суммарную номинальную мощность цеха:

2) Определяем показатель силовой сборки:

3) Определяем суммарную нагрузку цеха за наиболее загруженную смену:

4) Определяем коэффициент использования нагрузки ЭП цеха:

5) Так как n > 5, К и > 0,2, m > 3, то n э =31.

6) Коэффициент максимума определяем по таблице 4.3 2 . Более точное значение Км определяем с помощью метода интерполяции:

где: К и1 К и2 , К м1 , К м2 - граничные значения коэффициентов К и и К м.

Определяем расчетные активные и реактивные мощности:

Так как, то принимаем значение:

8)Полная расчетная мощность:

9) Расчетный ток:

Результаты всех расчетов заносим в таблицу 2.

Таблица 2

Расчет освещения цеха

По данным исследований в современных условиях использование светодиодных прожекторов и промышленных светильников на производственных цехах очень эффективно, так как что соответствует всем требованиям по эксплуатации. Они являются и экономичным решением, так как позволяют около 2,5 раза сократить расходы на электричество. Особенно эффективны светодиодные прожекторы, обладающие узкой диаграммой распределения светового потока. Наиболее распространены и универсальные промышленные светильники.

Промышленные светодиодные светильники обладают рядом неоспоримых преимуществ, к которым относятся:

* они обеспечивают высокое КПД;

* обладают высокой устойчивостью к перепадам температур;

* не выделяют паров ртути и иных вредных веществ;

* Обладают высокой влагозащитностью и защитой от пыли;

* можно использовать в сложных климатических условиях, где обеспечивают моментальное включение и стабильную работу;

* экономичны и по содержанию электросетей;

* легки в установке;

* не требуют специального обслуживания;

* отличаются длительным сроком эксплуатации

При выборе источников света следует учитывать их достоинство, недостатки, и их экономичность.

Люминесцентные лампы по сравнению с лампами накаливания имеют более благоприятный спектр излучения, в 4-5 раз большую световую отдачу, более длительный срок службы и значительно меньшую слепящую яркость. Однако люминесцентные лампы нуждаются в пусковой аппаратуре, они создают пульсацию светового потока, плохо зажигаются при низких температурах, имеют меньшую надежность.

Определим световой поток необходимый для создания нормального рабочего освещения в помещении цеха. Для расчета используем метод коэффициентов использования светового потока.

Рабочее освещение является основным видом освещения. Оно предназначено для создания нормальных условий видения в данном помещении и выполняется, как правило, светильниками общего освещения.

Аварийное освещение служит для продолжения работы или эвакуации людей при погашении рабочего освещения. Оно должно обеспечивать на рабочих местах освещенность не менее 5% установленной для нормальных условий. Габариты цеха - 36 х 24 м.

Для освещения примем промышленные светодиодные светильники

GSSN-200, параметры которых указанны в приложении.

Рассчитаем освещение цеха:

Высота помещения составляет 7 м. Высота расчетной поверхности над полом составляет h р = 1,5 м. Расчетную высоту можно определить по формуле:

H Р = h п - h р - h c м.; (18)

H Р = 7 - 1,5 -1 = 4,5 м.;

Для определения расстояния между рядами светильников воспользуемся формулой:

L = Н Р L опт, м.; (19)

где: L опт - светотехнически наивыгоднейшее оптимальное относительное расстояние между светильниками, табл. 2.1 [Л.7]

L = 4,5 1,2 = 5,4 м.;

L опт =0,8ч1,2-глубокая

Тогда число рядов светильников можно определить по формуле:

где: В - ширина расчетного помещения, м.

Примем число рядов светильников n р = 5.

Определяем фактическое расстояние между рядами по формуле:

где: L СТ.В - расстояние от крайнего ряда светильников до стены,(м). Принимаем L СТ.В =2 м.

Число светильников определяется как:

где Ф 1 - поток ламп в каждом светильнике.

Коэффициент z, характеризующий неравномерность освещения, для светодиодных ламп z = 1.

Для определения коэффициента использования находится индекс помещения i и предположительно оцениваются коэффициенты отражения: потолка - п, стен - с, расчетной поверхности или пола - р, (таблица 2.13[Л.7]) Определяем. Индекс находится по формуле:

где: A - длина расчетного помещения, м.

По таблице 2,15 [Л.7] определяем = 37%

Коэффициент запаса k примем равным k = 1,5 (по таблице 2.16 [Л.7])

Площадь помещения определяется по формуле:

S = A B, м 2 (23)

S = 36 24 = 864 м 2

Заданную минимальную освещенность определяем по табл. 4-1 [Л.3] для зрительной работы средней точности общее освещение E = 200 лк.

Для освещения принимаем лампы GSSN-200 со световым потоком 24000 лм. Определим число светильников по формуле 21:

Тогда число светильников в ряду. Принимаем N св.ряд =7 N св =35.

Найдем расстояние между светильниками в одном ряду по формуле:

где: А- длина помещения без учета толщины стен,

L А. СТ - расстояние от первого светильника в ряду определяем по формуле:

Схема размещения осветительных приборов по территории цеха представлена на рисунке 3.

Активная установленная мощность освещения:

P уст. = N Р о.п , (27)

где: P о.п. - мощность лампы, 200 Вт;

P уст.. =35 200 = 7 кВт

Реактивная установленная мощность освещения:

где: tg = 0,25 для светодиодных ламп.

Определим полную мощность освещения:

Расчет суммарной нагрузки цеха

Полная расчетная мощность цеха с учетом освещения:

Расчетный ток цеха с учетом освещения:

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

Реферат

Данный курсовой проект по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий» состоит из пояснительной записки (49 страниц); графической части (2 листа формата А1); 28 таблиц; 3 рисунка.

СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР, ТЕПЛОВОЙ ИМПУЛЬС, ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ, сТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ЭФЕКТ, ШИНОПРОВОД, ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ОПОРНЫЙ ИЗОЛЯТОР.

Введение

Целью данного курсового проекта является получение новых и закрепление имеющихся знаний, а также проявление творческих способностей в области проектирования электроснабжения небольших цехов.

Данный курсовой проект (КП) является завершающим этапом в изучении основного курса специальности «Электроснабжение промпредприятий».

В процессе выполнения КП предстоит выбрать вариант конфигурации сети цеха на 0,4кВ. В расчетном варианте необходимо определить токи короткого замыкания и выбрать коммутационную аппаратуру, при этом предусмотреть, чтобы система электроснабжения обладала высокими технико-экономическими показателями и обеспечивала бы соответствующую степень качества и требуемую степень надежности электроснабжения проектируемого объекта.

Исходные данные на курсовой проект

Номер рисунка 1 (распределительная сеть 0,4 кВ)

Вариант № 2

Наименование электроприемников, их количество и мощности

1. Расчёт трехфазных электрических нагрузок в распределительной сети 0,4 кВ

Расчет электрических нагрузок производится методом расчетного коэффициента. Данный метод расчета позволяет определить электрические нагрузки электроприемников напряжением до 1000 В. Произведём расчёт для электроприемника «кругло-шлифовальный» станок.

Алгоритм расчета

1) Номинальная мощность электроприёмника

2) Количество электроприемников,

3) По справочным данным определим значения коэффициентов использования и мощности, а также по;

4) Суммарная мощность группы электроприемников:

5) Определяем среднюю активную и реактивную мощности данной группы электроприемников:

6) Найдём значение величины

Аналогичный расчет выполняем для всех остальных видов электроприемников, за исключением сварочной нагрузки. Полученные данные сводим в таблицу №1

7) Рассчитаем эффективное число электроприемников:

8) Определим средневзвешенный коэффициент использования:

9) Определим значение расчетного коэффициента:

10) для магистрального шинопровода имеем:

11) Определим значения,:

С учётом осветительной и сварочной нагрузок:

Полученные данные заносим в таблицу №1.1

Таблица 1.1- Расчет нагрузок для выбора цехового трансформатора и ШМА

2. Расчёт сварочной эквивалентной трёхфазной нагрузки

Все машины контактной электросварки являются однофазными с повторно-кратковременным режимом работы.

Расчет электрических нагрузок машин контактной сварки производится по полной мощности, за расчетную нагрузку по нагреву принимается среднеквадратичная нагрузка.

Таблица 2.1- Исходные данные для расчета электрических нагрузок машин контактной сварки

1. Распределение нагрузки по трем парам фаз(отталкиваемся от номинальных значений):

3. Определим среднюю мощность каждой пары фаз:

6. Расчетная мощность всех сварочных машин определяеться по двум наиболее загруженным парам фаз:

7. Расчетную активную и реактивную нагрузки находим по формулам:

3. Расчет осветительной нагрузки

Освещение рассчитывается по удельной нагрузке на единицу производственной площади:

Определим площадь цеха:

где - удельная электрическая нагрузка на единицу производственной площади, кВт/. Примем, что и освещение производится люминесцентными лампами с cos

Полученные значения заносим в таблицу №1

4. Расчёт нагрузки крана

Кран имеет три двигателя: тележки, моста, подъема.

Соотношения мощностей 1:2:3. Мощность крана 50 кВт

Мощность тележки:

Мощность моста:

Мощность подъема:

Коэффициенты включения:

для тележки

для моста

для подъема

Определим мощности двигателей:

Определим номинальную мощность крана:

Полученные значения заносим в таблицу №1.1

5. Выбор числа и мощности цехового трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности

Применяем однотрансформаторную подстанцию, т.к в цехе приемники электроэнергии, допускающие перерыв электроснабжения на время доставки складского резерва, т.е для потребителей II и III категории, а также они допустимы для небольшого количества (до 20%) потребителей I категории.

Т.к взаиное резервирование присутствует, то примем коэффициент загрузки

Выбор мощности силового трансформатора КТП производится с учётом компенсации реактивной мощности.

Мощность трансформатора определяется по активной расчётной нагрузке:

где - количество трансформаторов, равное 1;

Коэффициент загрузки, равный 0,8

берется из таблицы №1

Выбираем трансформатор ТМ-1000/10-У1с параметрами: ;

Определим реактивную мощность, которую целесообразно пропустить через трансформатор в сеть с напряжением до 1 кВ:

Первая составляющая мощности батареи конденсаторов в сети напряжением до 1000 В:

Вторая составляющая мощности батареи конденсаторов, определяемая в целях оптимального снижения потерь в трансформаторе и снижении потерь в сети 10 кВ:

где - экономическое значение = 0,25

Выбираем стандартные компенсирующие устройства по:

Определим реальный коэффициент загрузки трансформатора с учётом КУ:

Определим потери в трансформаторе

Потери определяются по следующим формулам:

6. Выбор магистрального и распределительных шинопроводов

Выбор ШМА

Выбираем магистральный шинопровод по расчетному току. Выбираем ШМА типа ШМА-73 на.

Выбор ШРА

Произведем расчет нагрузок для выбора ШРА. Составим таблицу нагрузок для расчета ШРА1,2 (таблицы № 7.1-7.2)

Алгоритм расчета как и у ШМА, но расчетный коэффициент находится по таблице 1 (спр. данные) где Кр 1, реактивная мощность находиться из условия

для n: Qp = Qср; Pр = Кр Pср

Исходя из значений таблицы № по расчетному току. выбираем ШРА1 типа ШРА-73 - 400

Исходя из значений таблицы № по расчетному току. выбираем ШРА2 типа ШРА-73 - 250

7. Выбор силовых пунктов

Произведем расчет нагрузок для выбора СП. Составим таблицу нагрузок для расчета СП 1,2,3,4 (таблицы № 7.3-7.6)

Алгоритм расчета как и у ШРА, расчетный коэффициент находится по таблице 1 (спр. данные) где Кр 1, реактивная мощность находиться из условия

для n10: Qp =1,1 Qср; Pр = Кр Pср

Проверим силов ые пункты на токи отходящих линий

Выбираем силовые пункты: № 1. : ШРС1 - 54УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 100 А типа ПН2 - 100 (до 100 А)

Выбираем силовые пункты: № 2. : ШРС1 - 53УЗ на номинальный ток шкафа 250 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 60 А типа НПН - 60 (до 63А)

Сделаем проверку на токи отходящих линий, возьмем самый мощный приемник с учетом tg

(точильно шлифовальный) и определим его номинальный ток:

Выбираем силовой пункт: № 3: ШРС1 - 28 УЗ на номинальный ток шкафа 400 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей: 2х60 + 4х100 + 2х250 А типа ПН2 - 100 (до 100 А), НПН2-60 (до 63А), ПН2-250 (до 250А)

Сделаем проверку на токи отходящих линий, возьмем самый мощный приемник с учетом Ки (нагревательная печь) и определим его номинальный ток:

Выбираем силовой пункт: № 4: ШРС1 - 54УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 100 А типа ПН2 - 100 (до 100 А)

Сделаем проверку на токи отходящих линий, возьмем самый мощный приемник с учетом tg (Электротермическая печь) и определим его номинальный ток:

Выбранные силовые пункты выбраны верно

Таблица 7.1- Расчёт ШРА- 1.

Таблица 7.2- Расчёт ШРА- 2.

Таблица 7.3 - Расчет СП-1.

Таблица 7.4 - Расчет СП-2.

Таблица 7.5 - Расчет СП-3.

Таблица 7.6 - Расчет СП-4.

Выбор силовых пунктов сварочного отделения

Выбор силового пункта №5

Составим таблицу загрузок (таблица № 7,7)

Таблица 7.7- Расчет СП №5

Алгоритм расчета

2. Определим средние нагрузки каждой машины:

Коэффициент загрузки i-той сварочной машины;

Коэффициент включения i-той сварочной машины.

АВ :

4. Определим среднеквадратическую мощность каждой сварочной машины:

АВ , определяется по формуле:

Выбираем силовой пункт № 5: ШРС1 - 53УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 60 А типа НПН2 - 60 (до 63А)

Определим номинальный ток для одной машины - точечный стационарный с максимальной:

Силовой пункт выбран верно

Выбор силового пункта №6

Составим таблицу загрузок (таблица № 7.8)

Таблица 7.8 - Расчет СП №6

Алгоритм расчета

1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:

2. Определим средние нагрузки каждой машины:

Коэффициент загрузки i-той сварочной машины;

Коэффициент включения i-той сварочной машины.

3.Определим среднюю мощность каждой пары фаз,например, АВ :

4. Определим среднеквадратическую мощность каждой сварочной машины:

5.Среднеквадратичная нагрузка каждой пары фаз, например, АВ , определяется по формуле:

6. Расчетная мощность всех сварочных машин определяеться по 2-ум наиболее загруженным парам фаз:

7. Определим расчетную активную и реактивную и полную мощность:

Кроме сварочной нагрузки к СП-6 подключена две вентустановки, с Суммируем сварочную нагрузку и нагрузку вентустановок.

Выбираем силовой пункт № 6: ШРС1 - 53УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 60 А типа НПН2 - 60 (до 63А)

Проверим силовой пункт на токи отходящих линий:

Определим номинальный ток для одной машины - сварочный - стыковой с максимальной:

Силовой пункт выбран верно

8. Выбор кабелей и кабельных перемычек

Сечение жил кабелей цеховой сети выбирают по нагреву длительным расчетным током по условию:

где расчётный ток, А;

длительно допустимый ток заданного сечения, А.

номинальная мощность электроприёмника, кВт;

номинальный коэффициент мощности электроприёмника.

Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором должно выполнятся условие:

для печей и сварочных машин:

За расчетный ток для сварочных машин принимаем среднеквадратический ток:

Таблица 8.1 - Выбор кабелей для ЭП, у которых АД с К.З. ротором является привод.

Таблица 8.2- Выбор кабелей для ЭП термического отделения

Таблица 8.3 - Выбор кабелей для ЭП сварочного отделения

Таблица 8.4- Выбор кабелей и кабельных перемычек между ШМА и ШРА,СП,

Проверим кабель по допустимой потере напряжения:

Проверим кабель для кругло-шлифовального станка:

расчетный ток кабельной линии, А;

длна кабельной линии, км;

погонное активное и реактивное сопротивление кабелей,

количество параллельно проложенных кабелей.

Данные заносим в таблицы № 8

Таблица 8.5 Проверка кабельных линий по потере напряжения.

Все кабели проверку проходят.

Таблица 8.6 Проверка кабельных линий от ШМА к СП сварочного отделения

Все кабели проверку проходят

Таблица 8.7 Проверка кабельных линий сварочного отделения по потере напряжения.

Все кабели проверку проходят

9. Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт ведём для двух наиболее электрически удалённых электроприёмников. Это радиально-сверлильный станок (№45) подключённая к СП-1, и вентустановка (№42), подключённая к ШРА-1.

Рисунок № 9.1 Однолинейная схема для расчёта токов КЗ

Определим параметры схемы замещения

Сопротивление кабельный линий прямой определяем по формуле:

погонное активное и реактивное сопротивление кабельных линий соответственно, .

длина кабельных линий, м.

количество параллельно проложенных кабелей, шт.

Сопротивление нулевой последовательности кабельных линий:

Таблица №9.1 Расчёт сопротивлений прямой и нулевой последовательности кабельных линий

Сопротивление прямой последовательности магистрального и распределительного шинопровода:

Сопротивление нулевой последовательности магистрального и распределительного шинопровода:

Таблица №9.2 Расчёт сопротивлений шинопроводов прямой и нулевой последовательности для различных точек КЗ

Сопротивление трансформатора определим по формуле:

потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт;

номинальное напряжение на вторичной обмотке, кВ;

номинальная мощность трансформатора, кВА;

напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

Из справочника находим сопротивления автоматических выключателей и предохранителей:

для выключателей Электрон Э16В с

для выключателей ВА 0436 с 400 А

для выключателей ВА 0436 с 160 А

Сопротивление контактов соединений шинопроводов:

ШМА (К2,К3) 9 секции по 6 метров

ШМА(К4,К5) 1,7 секций по 6 метра

ШРА (К4,К5) 18 секций по 3 метра

Сопротивление контактов соединительных кабелей (учитываем по 2 контакта на 1 кабель):

Рисунок №9.2 Схема замещения для расчета токов к.з.

Расчёт токов однофазного и трёхфазного КЗ

Ток трёхфазного короткого замыкания определяем по формуле:

Ток однофазного короткого замыкание определяется по формуле:

среднее номинальное напряжение сети, В, где произошло КЗ;

суммарные соответственно активное и индуктивное сопротивления схемы замещения прямой последовательности относительно точки КЗ, включая сопротивления шинопроводов, аппаратов и переходные сопротивления контактов, начиная от нейтрали понижающего трансформатора, мОм;

то же, нулевой последовательности.

Сопротивления нулевой последовательности трансформатора с низшим напряжением до 1кВ при схеме соединения обмоток тр-11 принимаем равными сопротивлениям прямой последовательности.

Рассчитываем ток трёхфазного КЗ в точке К1.

Полагаем, что КЗ в начале ШМА т.к. необходимо рассчитать максимальное значение тока КЗ

Суммарное активное сопротивление равно:

Суммарное реактивное сопротивление равно:

Ток трехфазного КЗ равен:

Рассчитываем ток однофазного КЗ в точке К1.

Определяем ток однофазного короткого замыкания. Находим сопротивления обратной (равно прямой т.к. нет вращающихся машин) и нулевой последовательности. Следует заметить, что в сопротивлении прямой последовательности нужно учитывать активное сопротивление дуги. Влияние активного сопротивления дуги на то КЗ учтем путем умножения расчетного тока КЗ, найденного без учета сопротивления дуги в месте КЗ на зависящей от сопротивления цепи КЗ поправочный коэффициент К с.

Для всех остальных точек мы находим ток КЗ без учета дуги.

Полагаем, что КЗ в конце ШМА т.к. необходимо рассчитать минимальное значение тока КЗ.

Тогда с учетом сопротивления дуги имеем ток однофазного к.з.

Для всех остальных точек выполняем аналогичный расчет. Результаты сводим в таблицу № 8.3

Таблица 9.3 Расчёт токов КЗ

10. Расчет пусковых и пиковых токов.

Расчет пусковых токов

Пусковой ток определяем для приемников имеющих АД с короткозамкнутым ротором для проверки вставок предохранителей.

Пусковой ток приемника определяют по формуле:

Нормальный ток ЭП, которой определяется по следующей формуле:

Кратность пускового тока, т.к отсутствуют данные примем:=5

Таблица №10.1 Значения пусковых токов для приемников с АД

Расчет пиковых токов

Определение пиковых токов магистральных, распределительных шинопроводов и СП

Для расчета пиковых токов магистральных, распределительных шинопроводов и СП использеум следующую формулу:

I p - расчетный ток ШМА, ШРА, СП, А;

I п.ma x - пусковой ток наибольшего по мощности ЭП, подключаемого к ШМА, ШРА, СП,А;

K и - коэффициент использования наибольшего по мощности ЭП, А;

I н. max - номинальный ток наибольшего по мощности ЭП.

Расчет пикового тока ШМА

Определим номинальный ток наибольшего по мощности приемника (в данном случае им является - токарный с ЧПУ с K и = 0,2):

Максимальный расчетный ток узла нагрузки(ШМА), с учетом компенсации реактивной мощности;

Расчет пикового тока ШРА-1

Наибольшим по мощности электроприемником является вертикально-сверлильный с

Максимальный расчетный ток ШРА-1

Расчет пикового тока ШРА-2

Наибольшим по мощности электроприемником является токарный с ЧПУ с

Максимальный расчетный ток ШРА-2

Расчет пикового тока СП-1

Наибольшим по мощности электроприемником является радиально-сверлильный станок с

Максимальный расчетный ток СП-1

Расчет пикового тока СП-2

Наибольшим по мощности электроприемником является токарно-револьверный станок с

Максимальный расчетный ток СП-2

Расчет пикового тока СП-4

Кроме вентустановки, СП-4 питает электротермические печи, пиковый ток которых практически не отличается от номинального, поэтому используем мощность двигателя вентустановки с

Максимальный расчетный ток СП-4

Расчет пиковых токов машин контактной электросварки

Машины контактной электросварки относятся к потребителям с резкопеременным режимом работы и создают пиковые нагрузки с большой частотой, вследствии чего в сети возникают колебания напряжения.

Пиковая мощность машины в момент сварки определяется по формуле:

Расчетный пик любой пары фаз, например фазы АВ, определяется по формуле:

Где - число одновременно работающих машин, определенных по кривым вероятности

Число машин, подключенных к данной пары фаз

При определении рассчитывается средневзвешенное значение

Пиковая нагрузка для линейного провода определяется по формуле, соответственно пикам двух пар фаз, например в фазе В:

Где, - пиковая нагрузка для пары фаз АВ и для пары фаз ВС

Пиковый линейный ток:

Где - линейное напряжение, кВ

Расчёт пикового тока СП-5

Таблица 10.2 Расчет СП №5

6. Определим пиковую мощность наиболее загруженной фазы по двум наиболее загруженным парам фаз, следовательно наиболее загруженная фаза B:

Определим пиковый ток

Расчёт пикового тока СП-6

Таблица 10.3 Расчет СП №6

Алгоритм расчета

1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:

2. Определяем пиковую мощность каждой группы машин:

3. В каждой паре фаз находим средневзвешенный коэффициент включения:

по кривым определяется количество одновременно работающих машин m из общего числа n в каждой паре фаз:

5. В каждой паре фаз выбираем машины с наибольшей пиковой мощностью в соответствии с полученным количеством одновременно работающих машин m, определяем суммарное значение пиковой мощности в каждой паре фаз:

6. Определим пиковую мощность наиболее загруженной фазы по двум наиболее загруженным парам фаз:

Определим пиковый ток

Но кроме сварочной нагрузки СП-6 питает две вентустановки, поэтому определим пусковой ток АД вентустановок.

Мощность двигателя вентустановки с

Максимальный расчетный ток СП-6

т. е. пусковой ток оказался меньше тока сварки, следовательно в дальнейшем ориентируемся по пиковому току сварки.

11 . Защита цеховых электрических сетей

В сетях напряжением до 1000 В защиту выполняют плавкими предохранителями и автоматическими выключателями.

Плавкий предохранитель предназначен для защиты электроустановок от перегрузок и токов к.з. Основными его характеристиками являются: номинальный ток плавкой вставки номинальный ток предохранителя номинальное напряжение предохранителя номинальный ток отключения предохранителя защитная (ампер - секундная) характеристика предохранителя.

Обозначения в расчете:

Номинальное напряжение сети, кВ;

Максимальный ток к.з. сети, А;

Максимальный расчётный ток, А;

Пусковой ток двигателя, А.

Длительно допустимый ток защищаемого участка сети;

Минимальный ток к.з.

Алгоритм расчета

Рассмотрим на примере выбор предохранителя к кругло-шлифовальному станку (№1).

Выбираем предохранитель типа НПН - 60 с; ;

т.к предохранитель выбирается к индивидуальному приемнику, то за расчетный ток принимается номинальный:

4) , где 46,6 = 233 А;

Коэффициент перегрузки, учитывающий превышение тока двигателя сверх номинального значения в режиме пуска, принимаемый 2,5 - для легких условий пуска.

т.е = 93,2 А - выбранный предохранитель не подходит. Выберем предохранитель типа ПН-2 100 с = 50 кА; ; , где

Токи плавки вставок должны соответствовать кратностям допустимых длительных токов (согласование с сечением):

Проверка предохранителя на:

6) - на чувствительность

7) - на отключающую способность

50 кА 5,01 кА, где = = 5,01 кА

Выбираем предохранитель типа ПН-2 100: = 50 кА; ;

По данному алгоритму выбираем предохранители и выбор сводим в таблицу № 11.1

Таблица №11.1 Выбор предохранителей для ЭП, приводом которых является АД с КЗ ротором

Таблица 11.2 - Выбор предохранителей для ЭП термического отделения

Таблица 11.3 - Выбор предохранителей для ЭП сварочного отделения

1 2 . Выбор автоматических выключателей

Запишем условия выбора автоматических выключателей:

где - наибольший расчетный ток нагрузки;

Номинальный ток расцепителя автоматического выключателя.

пиковый ток группы электроприёмников, А

3) Отстройка от длительно допустимых токов:

Для автоматических выключателей только с электромагнитным расцепителем (отсечкой):

4) Отстройка от минимальных токов короткого замыкания:

5) Проверка по отключающей способности:

Рассмотрим на примере выбор выключателя к ШМА (SF1).

Таблица №12.1 Выбор автоматических выключателей

Э25В: - ШМА

ВА 04-36: - ШРА1

ВА 04-36: - ШРА2

ВА 04-36: - СП1

ВА 04-36: - СП2

ВА 04-36: - СП3

ВА 04-36: - СП4

ВА 04-36: - СП5

ВА 04-36: - СП6

Список используемой литературы

1. Бурназова Л.В. Методические указания к выполнению курсового проекта. Мариуполь 2010 г.

2. Блок В.М Пособие к курсовому и дипломному проектированию, издание второе, переработанное и дополненное.Москва «Высша школа» 1990 г.

3. Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. - М.: Энергоатомиздат, 1986.

4. ГОСТ 28249-93 Межгосударственный стандарт «Короткие замыкания в электроустановках до 1000 В».

5. Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. Учебное пособие для ВУЗов - М. "Энергоатомиздат", 1986 г.

6. Гайсаров Р.В. Выбор электрической аппаратуры. Челябинск 2002 г.

7. Средство массовой информации «Интернет»

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Расчет электрических нагрузок. Компенсация реактивной мощности. Выбор места, числа и мощности трансформаторов цеховых подстанций. Выбор схемы распределения энергии по заводу. Расчет токов короткого замыкания. Релейная защита, автоматика, измерения и учет.

курсовая работа , добавлен 08.06.2015


Проект внутреннего и внешнего электроснабжения нефтеперерабатывающего завода. Расчет электрических нагрузок, выбор числа цеховых трансформаторов, силовых кабелей; компенсация реактивной мощности. Выбор оборудования и расчет токов короткого замыкания.

курсовая работа , добавлен 08.04.2013


Определение электрических нагрузок, выбор цеховых трансформаторов и компенсации реактивной мощности. Выбор условного центра электрических нагрузок предприятия, разработка схемы электроснабжения на напряжение выше 1 кВ. Расчет токов короткого замыкания.

курсовая работа , добавлен 23.03.2013


Расчёт электрических нагрузок цеха. Оценка осветительной сети, выбор компенсирующего устройства. Определение мощности трансформатора, схемы цеховых электрических сетей переменного тока. Расчет токов короткого замыкания. Выбор защитной аппаратуры.

курсовая работа , добавлен 15.12.2014


Расчёт электрических и осветительных нагрузок завода и цеха. Разработка схемы электроснабжения, выбор и проверка числа цеховых трансформаторов и компенсация реактивной мощности. Выбор кабелей, автоматических выключателей. Расчет токов короткого замыкания.

дипломная работа , добавлен 07.09.2010


Проектирование системы внешнего электроснабжения. Определение центра электрических нагрузок предприятия. Выбор числа и мощности силовых трансформаторов. Расчет потерь в кабельных линиях. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания.

курсовая работа , добавлен 18.02.2013


Расчет электрических нагрузок методом расчетного коэффициента. Выбор числа и мощностей цеховых трансформаторов с учётом компенсации реактивной мощности. Подбор сечения жил кабелей цеховой сети по нагреву длительным расчетным током предохранителей.

курсовая работа , добавлен 30.03.2014


Характеристика потребителей и определения категории. Расчет электрических нагрузок. Выбор схемы электроснабжения. Расчет и выбор трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Расчет токов короткого замыкания. Выбор и расчет электрических сетей.

курсовая работа , добавлен 02.04.2011


Выбор питающего напряжения, расчет электрических нагрузок и компенсации реактивной мощности электроснабжения автоматизированного цеха. Распределительные сети, мощность трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания, выбор электрической аппаратуры.

курсовая работа , добавлен 25.04.2014


Характеристика потребителей. Расчет электрических нагрузок. Выбор питающих напряжений, мощности и числа цеховых трансформаторов. Компенсация реактивной мощности. Выбор токоведущих частей и расчет токов короткого замыкания. Выбор и расчет аппаратов.