Проект электроснабжения инструментального цеха с расчетом нагрузок и компенсацией реактивной мощности

Ген План Курсовой проект 13.cdw

13.docx

Пункт 1.1 Краткая характеристика технологического процесса 4
Пункт 1.2 Разработка вариантов схем электроснабжения на низком напряжении 6
Пункт 1.3 Расчёт электрических нагрузок.
Приближённый учёт электрического освещения 8
Пункт 1.4 Выбор оборудования для вариантов схем электроснабжения .. 23
Пункт 1.5 Компенсация реактивной мощности 45
Пункт 1.6 Выбор электрических аппаратов. Расчётно-монтажная таблица . 50
Пункт 1.7 Расчёт токов трёхфазного короткого замыкания 56
Список литературы 61
Главными потребителями электрической энергии являются промышленные предприятия расходующие более 70% всей вырабатываемой электроэнергии. Современные электроустановки и оборудование оснащаются комплектными распределительными устройствами токопроводами и системами автоматизированного электрооборудования чтобы обеспечить экономичную и надёжную работу.
Современная система электроснабжения должна удовлетворять ряду требований: правильное определение электрических нагрузок рациональный выбор числа и мощности трансформаторов повышение коэффициента мощности правильный выбор сечения проводов и кабелей и другие технические и экономические решения. Поэтому следует стремиться к созданию предприятий обладающих гибкостью которые способны с наименьшими потерями осуществить перестройку производства.
Большое внимание уделяется вопросам создания необходимой надёжности электроснабжения обеспечения качества электрической энергии.
1 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА..
Механоштамповочный цех состоит из нескольких участков. Первый участок -
основной - механической штамповки в нём изготовляются разные мелкие детали
методом холодной штамповки.
Второй - литейный в нём отливаются цоколя для приборов являющихся
основной продукцией завода.
Третий - прессовочный в нём производится прессовка деталей из пластмасс.
Кроме перечисленных трёх участковв цехе имеются вспомогательные участки:
нестандартного оборудования кузница ремонтный РМЦ которые предназначены
для изготовления нестандартного оборудования и производства ремонта
основного оборудования других цехов.
Среда в цехе нормальная за исключением литейного отделения где имеется
значительное выделение пыли.
Электроприемники цеха по степени надежности электроснабжения относятся ко
второй и третьей категории.
Таблица 1.1 – Спецификация технологического оборудования
Токарно-винторезный станок
Вертикально-сверлильный станок
Резьбонарезной станок
Внутришлифовальный станок
Пресс эксцентриковый
Пресс однокривошипный
Приточный вентилятор
Пресс гидравлический
Поперечно-фрезерный станок
Станок для полировки
Круглошлифовальный станок
2 РАЗРАБОТКА ВАРИАНТОВ СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ НА НИЗКОМ НАПРЯЖЕНИИ
Распределение электроэнергии во внутризаводских электрических сетях выполняется по радиальным магистральным или смешанным схемам в зависимости от территориального размещения нагрузок их значения и других характерных особенностей предприятия.
Радиальные схемы ЭС применяются в тех случаях когда в цехе имеются отдельные крупные электроприёмники или мелкие электроприёмники распределены по площади цеха неравномерно отдельными группами. По радиальной схеме ЭП небольшой мощности запитываются по двухступенчатой радиальной схеме а ЭП большой мощности (более 50 кВт) запитываются по одноступенчатой схеме.
Магистральные схемы ЭС находят применение в тех случаях когда имеется множество мелких электроприёмников равномерно распределённых по площади цеха..
Смешанные схемы ЭС применяются в том случае когда имеются потребители равномерно распределённые по площади цеха и отдельные группы потребителей. Такие схемы сочетают в себе достоинства и недостатки радиальных и магистральных схем.
К рассмотрению предлагаются следующие два варианта схемы электроснабжения:
вариант – радиальная схема электроснабжения;
вариант – смешанная схема электроснабжения.
Рисунок 1.2.1 – Радиальная схема электроснабжения
Рисунок 1.2.2 – Смешанная схема электроснабжения
3 РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК. ПРИБЛИЖЁННЫЙ УЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ОСВЕЩЕНИЯ
3.1 Расчёт электрических нагрузок
Расчёт электрических нагрузок произведён автоматизированным методом при помощи программы RELNAпакета PRES1
PАСЧЕТ ЭЛЕКТPИЧЕСКИХ НАГPУЗОК
Нагpузки измеpяются в кВт кваp кВА кА .
Объект pасчета - Цех
Номинальное напpяжение = 0.38 кВ
Номеp Количество Pном Коэффициент Коэффициент
гpуппы ЭП одного ЭП мощности(СОS) использования
Все ЭП с пеpеменным гpафиком нагpузки (гpуппа А)
Количество электpопpиемников N 76
Номинальная активная мощность Pном 395.000
Номинальная pеактивная мощность Qном 401.542
Эффективное число ЭП Nэ 35.056
Коэффициент использования Kи 0.500
Коэффициент максимума Kм 1.145
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.000
Сpедняя активная мощность Pc 197.406
Сpедняя pеактивная мощность Qc 185.344
Сpедний коэффициент мощности COS 0.729
Pасчетная активная мощность Pp 226.009
Pасчетная pеактивная мощность Qp 185.344
Полная pасчетная мощность Sp 292.288
Pасчетный ток Ip 0.44410
Объект pасчета - rp1
Количество электpопpиемников N 10
Номинальная активная мощность Pном 29.200
Номинальная pеактивная мощность Qном 31.326
Эффективное число ЭП Nэ 8.625
Коэффициент использования Kи 0.457
Коэффициент максимума Kм 1.427
Коэффициент максимума pеактивный Kм1 1.100
Сpедняя активная мощность Pc 13.357
Сpедняя pеактивная мощность Qc 11.295
Сpедний коэффициент мощности COS 0.764
Pасчетная активная мощность Pp 19.061
Pасчетная pеактивная мощность Qp 12.425
Полная pасчетная мощность Sp 22.753
Pасчетный ток Ip 0.03457
Объект pасчета - rp2
Количество электpопpиемников N 3
Номинальная активная мощность Pном 29.800
Номинальная pеактивная мощность Qном 34.840
Сpедняя активная мощность Pc 14.480
Сpедняя pеактивная мощность Qc 16.929
Сpедний коэффициент мощности COS 0.650
Pасчетная активная мощность Pp 29.800
Pасчетная pеактивная мощность Qp 34.840
Полная pасчетная мощность Sp 45.846
Pасчетный ток Ip 0.06966
Объект pасчета - rp3
Номинальная активная мощность Pном 8.400
Номинальная pеактивная мощность Qном 7.933
Сpедняя активная мощность Pc 3.808
Сpедняя pеактивная мощность Qc 3.117
Сpедний коэффициент мощности COS 0.774
Pасчетная активная мощность Pp 8.400
Pасчетная pеактивная мощность Qp 7.933
Полная pасчетная мощность Sp 11.554
Pасчетный ток Ip 0.01756
Объект pасчета - rp4
Номинальная активная мощность Pном 45.000
Номинальная pеактивная мощность Qном 53.905
Эффективное число ЭП Nэ 10.000
Коэффициент использования Kи 0.386
Коэффициент максимума Kм 1.454
Сpедняя активная мощность Pc 17.370
Сpедняя pеактивная мощность Qc 18.703
Сpедний коэффициент мощности COS 0.681
Pасчетная активная мощность Pp 25.253
Pасчетная pеактивная мощность Qp 20.573
Полная pасчетная мощность Sp 32.572
Pасчетный ток Ip 0.04949
Объект pасчета - rp5
Количество электpопpиемников N 8
Номинальная активная мощность Pном 59.600
Номинальная pеактивная мощность Qном 39.490
Эффективное число ЭП Nэ 4.000
Коэффициент использования Kи 0.667
Коэффициент максимума Kм 1.346
Сpедняя активная мощность Pc 39.760
Сpедняя pеактивная мощность Qc 26.173
Сpедний коэффициент мощности COS 0.835
Pасчетная активная мощность Pp 53.513
Pасчетная pеактивная мощность Qp 28.790
Полная pасчетная мощность Sp 60.766
Pасчетный ток Ip 0.09233
Объект pасчета - rp6
Активная мощность тpех наибольших ЭП 16.000
Количество электpопpиемников N 4
Номинальная активная мощность Pном 18.800
Номинальная pеактивная мощность Qном 22.100
Коэффициент использования Kи 0.506
Коэффициент максимума Kм 1.638
Сpедняя активная мощность Pc 9.520
Сpедняя pеактивная мощность Qc 10.399
Сpедний коэффициент мощности COS 0.675
Pасчетная активная мощность Pp 16.000
Pасчетная pеактивная мощность Qp 17.250
Полная pасчетная мощность Sp 23.528
Pасчетный ток Ip 0.03575
Объект pасчета - rp7
Номинальная активная мощность Pном 69.300
Номинальная pеактивная мощность Qном 81.842
Эффективное число ЭП Nэ 4.871
Коэффициент использования Kи 0.451
Коэффициент максимума Kм 1.676
Сpедняя активная мощность Pc 31.232
Сpедняя pеактивная мощность Qc 36.282
Сpедний коэффициент мощности COS 0.652
Pасчетная активная мощность Pp 52.342
Pасчетная pеактивная мощность Qp 39.910
Полная pасчетная мощность Sp 65.822
Pасчетный ток Ip 0.10001
Объект pасчета - rp8
Номинальная активная мощность Pном 40.700
Номинальная pеактивная мощность Qном 37.661
Эффективное число ЭП Nэ 9.121
Коэффициент использования Kи 0.535
Коэффициент максимума Kм 1.336
Сpедняя активная мощность Pc 21.755
Сpедняя pеактивная мощность Qc 20.721
Сpедний коэффициент мощности COS 0.724
Pасчетная активная мощность Pp 29.058
Pасчетная pеактивная мощность Qp 22.793
Полная pасчетная мощность Sp 36.931
Pасчетный ток Ip 0.05611
Объект pасчета - rp9
Количество электpопpиемников N 6
Номинальная активная мощность Pном 24.400
Номинальная pеактивная мощность Qном 19.933
Эффективное число ЭП Nэ 5.268
Коэффициент использования Kи 0.550
Коэффициент максимума Kм 1.477
Сpедняя активная мощность Pc 13.408
Сpедняя pеактивная мощность Qc 10.317
Сpедний коэффициент мощности COS 0.793
Pасчетная активная мощность Pp 19.809
Pасчетная pеактивная мощность Qp 11.349
Полная pасчетная мощность Sp 22.829
Pасчетный ток Ip 0.03469
Объект pасчета - rp10
Количество электpопpиемников N 14
Номинальная активная мощность Pном 69.800
Номинальная pеактивная мощность Qном 75.446
Эффективное число ЭП Nэ 7.656
Коэффициент использования Kи 0.454
Коэффициент максимума Kм 1.473
Сpедняя активная мощность Pc 31.722
Сpедняя pеактивная мощность Qc 32.004
Сpедний коэффициент мощности COS 0.704
Pасчетная активная мощность Pp 46.739
Pасчетная pеактивная мощность Qp 35.205
Полная pасчетная мощность Sp 58.514
Pасчетный ток Ip 0.08891
3.2 Приближённый учёт электрического освещения
Расчёт освещения выполняется по удельной нагрузке на единицу производственной площади. Для освещения применяются ртутные газоразрядные лампы (ДРЛ) при этом принимаем что для создания освещённости E=100 лк требуется установка осветительных приборов с Pуд=45 Втм2. Для инструментального цеха по таблице 4.1 принимаем Енорм=300 лк.
Расчётная мощность осветительных приборов определяется по формуле:
Pрасч.осв.=09Pосв=09EнормE100PудFцеха=09300100454704=57.15 кВт
где kc=09 – коэффициент спроса осветительной установки для производственных помещений состоящих из крупных пролётов.
4 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ВАРИАНТОВ СХЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
4.1 Выбор распределительных шкафов
Выбираем шкафы распределительные (пакет PRES6) для силовых установок переменного тока серии ПР8501 с трехполюсными выключателями на отходящих линиях типа ВА51 по расчётному току РП из условия:
Число потребителей число выключателей
4.2 Выбор КЛ питающих РП
Выбираем проводники питающие распределительные шкафы в качестве которых применим четырехжильный кабель с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и не стекающей массами изоляцией проложенными в воздухе. Выбор автоматов выполнили с помощью программы AVTOMATпакет PRES6результаты свели в таблицу 1.4.2.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ДЛЯ РП1
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 29.200
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.457
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.427
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.764
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 4.500
Кратность пускового тока IпIн : 7.50
Коэффициент мощности cos fн : 0.800
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.875
Длительность пуска t п ( с ) : 1.50
Номинальный ток двигателя Iн = 9.767 A
Пусковой ток двигателя Iп = 73.254 A
Коэффициент спроса группы Кс = 0.652
Расчетная активная мощность группы Pp = 19.042 кВт
Расчетный ток группы Ip = 37.869 A
Пиковый ток группы Iпик = 104.754 A
- АВТОМАТЫ С КОМБИНИРОВАННЫМ РАСЦЕПИТЕЛЕМ СЕРИИ ВА51 И ВА52 -
Данные выбранных автоматов при U сети = 380 В :
Тип автомата ВА51-31 ВА52-31 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 100 100
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 40.0 40.0
Ток отсечки I отс I ном.р (о.е.) 7 7
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 6.0 15.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51 если требуется
повышенная коммутационная способность.
ПРОВЕРКА АВТОМАТА НА КОММУТАЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ :
Наибольший ток к.з. за автоматом
I к должен быть меньше I откл
пpедельной коммутационной способности автомата
CОГЛАСОВАНИЕ РАСЦЕПИТЕЛЯ С ЗАЩИЩАЕМЫМ ПРОВОДНИКОМ :
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 45.00
(Кабель в воздухе алюмин. жилы бумажная изол. 10.0 мм2)
Расцепитель автомата согласуется с защищаемым проводником.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РП2
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 29.800
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.500
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 2.100
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.650
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 20.000
Кратность пускового тока IпIн : 7.00
Коэффициент мощности cos fн : 0.650
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.885
Номинальный ток двигателя Iн = 52.824 A
Пусковой ток двигателя Iп = 369.766 A
Коэффициент спроса группы Кс = 1.050
Расчетная активная мощность группы Pp = 31.290 кВт
Расчетный ток группы Ip = 73.139 A
Пиковый ток группы Iпик = 387.440 A
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 80.0 80.0
Ток отсечки I отс I ном.р (о.е.) 10 10
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 7.0 25.0
При отсутствии выбранных можно использовать автоматы :
Тип автомата I ном I ном.р I отс I ном.р I откл
ВА51-33 160 80.0 10 12.5
ВА52-33 160 80.0 10 28.0
ВА51-35 250 80.0 12 15.0
ВА52-35 250 80.0 12 30.0
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 95.00
(Кабель в воздухе алюмин. жилы бумажная изол. 35.0 мм2)
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РП3
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 8.400
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.400
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.700
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 2.800
Номинальный ток двигателя Iн = 6.077 A
Пусковой ток двигателя Iп = 45.580 A
Коэффициент спроса группы Кс = 0.840
Расчетная активная мощность группы Pp = 7.056 кВт
Расчетный ток группы Ip = 15.315 A
Пиковый ток группы Iпик = 55.790 A
Тип автомата ВА51-25
Номинальный ток автомата I ном (А) 25
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 16.0
Ток отсечки I отс I ном.р (о.е.) 7
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 3.8
ВА51-31 100 16.0 7 3.8
ВА52-31 *) 100 16.0 7 12.0
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РП4
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 45.000
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.386
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.454
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.681
Коэффициент спроса группы Кс = 0.561
Расчетная активная мощность группы Pp = 25.256 кВт
Расчетный ток группы Ip = 56.347 A
Пиковый ток группы Iпик = 124.120 A
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 63.0 63.0
Ток отсечки I отс I ном.р (о.е.) 3 3
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 6.0 18.0
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 75.00
(Кабель в воздухе алюмин. жилы бумажная изол. 25.0 мм2)
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РП5
Защищаемый потребитель : Группа электроприемников
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 59.600
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.667
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.346
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.835
Данные мощного двигателя с наибольшим пусковым током :
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 40.000
Коэффициент мощности cos fн : 0.850
Коэффициент полезного действия ( o.e.) : 0.900
Номинальный ток двигателя Iн = 79.443 A
Пусковой ток двигателя Iп = 595.821 A
Коэффициент спроса группы Кс = 0.898
Расчетная активная мощность группы Pp = 53.508 кВт
Расчетный ток группы Ip = 97.361 A
Пиковый ток группы Iпик = 621.860 A
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 100.0 100.0
ВА51-33 160 100.0 10 12.5
ВА52-33 160 100.0 10 28.0
ВА51-35 250 100.0 12 15.0
ВА52-35 250 100.0 12 30.0
*) ВА52 следует применять вместо ВА51 если требуется
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 110.00
(Кабель в воздухе алюмин. жилы бумажная изол. 50.0 мм2)
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РП6
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 18.800
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.506
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.638
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.675
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт) : 7.000
Номинальный ток двигателя Iн = 15.193 A
Пусковой ток двигателя Iп = 113.951 A
Коэффициент спроса группы Кс = 0.829
Расчетная активная мощность группы Pp = 15.582 кВт
Расчетный ток группы Ip = 35.073 A
Пиковый ток группы Iпик = 136.431 A
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РП7
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 69.300
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.451
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.676
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.652
Коэффициент спроса группы Кс = 0.756
Расчетная активная мощность группы Pp = 52.382 кВт
Расчетный ток группы Ip = 122.065 A
Пиковый ток группы Iпик = 451.903 A
Тип автомата ВА51-33 ВА52-33 *)
Номинальный ток автомата I ном (А) 160 160
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 125.0 125.0
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 12.5 35.0
ВА51-35 250 125.0 12 15.0
ВА52-35 250 125.0 12 30.0
Допустимый ток защищаемого проводника Iдоп (А) : 140.00
(Кабель в воздухе алюмин. жилы бумажная изол. 70.0 мм2)
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РП8
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 40.700
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.535
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.336
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.724
Коэффициент спроса группы Кс = 0.715
Расчетная активная мощность группы Pp = 29.091 кВт
Расчетный ток группы Ip = 61.048 A
Пиковый ток группы Iпик = 164.139 A
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РП9
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 24.400
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.550
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.477
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.793
Коэффициент спроса группы Кс = 0.812
Расчетная активная мощность группы Pp = 19.821 кВт
Расчетный ток группы Ip = 37.977 A
Пиковый ток группы Iпик = 139.585 A
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ РП10
Номинальная активная мощность группы ЭП Pн (кВт) : 69.800
Коэффициент использования группы ЭП Ки : 0.454
Коэффициент максимума группы ЭП Км : 1.473
Расчетный коэффициент мощности группы ЭП cos fр : 0.704
Коэффициент мощности cos fн : 0.920
Номинальный ток двигателя Iн = 37.321 A
Пусковой ток двигателя Iп = 261.248 A
Коэффициент спроса группы Кс = 0.669
Расчетная активная мощность группы Pp = 46.678 кВт
Расчетный ток группы Ip = 100.739 A
Пиковый ток группы Iпик = 337.029 A
lefttop1.5 КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Производится компенсация реактивной мощности цеховой сети 04кВ. Источниками реактивной мощности являются система высоковольтный СД батареи конденсаторов 038кВ. Расчётная схема изображена на рисунке 1.6
Расчётная активная нагрузка на цеховой трансформатор:
Pр=Pс+Pрасч.осв=197.4+57.15=254.55 кВт
Рисунок 1.6 – Расчётная схема
где Pс – средняя активная мощностьцеха кВт;Pрасч.осв – расчётная активная мощность освещения цеха кВт.
Расчётная реактивная мощность цеха:
где Qc – средняя реактивная мощностьцеха.
Определяем мощность цехового трансформатора:
Sном.т≥Pр=254.55 кВт.
Выбираем трансформатор ТМЗ 4006 - 100.4
Номинальная мощность Sном.т кВА
Номинальное высшее напряжение Uном.вн кВ
Номинальное низшее напряжение Uном.нн кВ
Мощность потерь КЗ ΔPк кВт
Автоматизированный расчёт был проведён в программе KRMпакета PRES1.
КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
Расчетная нагрузка 0.4 кВ: Pp = 254.6 кВт Qp = 185.3 квар
Номинальная мощность трансформаторов 100.4 кВ Sт = 400 кВ*А
Максимальный коэффициент загрузки Т в нормальном режиме = 1.00
Высшее напpяжение пст питающей сеть 10 кВ = 35 кВ
Номер группы энергосистемы = 4
Коэффициент отличия стоимости электроэнергии k = 0.9
Экономический коэффициент реактивной мощности
Экономическая реактивная мощность энергосистемы
Допустимая через трансформаторы мощность Qдоп = 308.6 квар
Распределение Qр = 185.3 квар между источниками :
Энергосистема Конденсаторы 0.38 кВ
трансформаторов 112.0 73.3
6 ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ. РАССЧЁТНО-МОНТАЖНАЯ ТАБЛИЦА
6.1 Выбор высоковольтного кабеля
Выбираем высоковольтный кабель питающий цеховую трансформаторную подстанцию. При выборе рекомендуемым типом кабеля является ААШвУ.
Рассмотрим режимы работы электрической сети.
Нормальный режим (секционный выключатель отключен).
Расчетная активная мощностьпротекающая по кабельной линии:
где Pс – средняя активная мощность цеха кВт; Pрасч.осв – расчётная активная мощность освещения цеха кВт.
Расчётная реактивная мощность протекающая по кабельной линии:
Qр.кл=Qc-Qбк=185.34 -73.3=112.0 кВАр
где Qc – средняя реактивная мощность цеха кВАр; Qбк – реактивная мощность вырабатываемая батареями конденсаторов кВАр.
Расчётный ток нормального режима определяем по формуле:
Iр.кл=Pр.кл2+Qр.кл23Uгпп.вн=254.55 2+112.02310=16.07 А
Утяжеленный режим (послеаварийный секционный выключатель включен).
Расчетный ток утяжеленного режима:
Iр.ут.кл=2Iр.кл=216.07=32.14 А.
Трехфазное КЗ в начале кабельной линии.
Действующее значение периодической составляющей тока КЗ в начале кабельной линии:
гдеSк мощность КЗ на секции НН ГПП;Uср среднее напряжение ступени которое определяем по формуле:
Uср=105Uном=10510=105 кВ;
Iк=40010034005.5103=10509.6 А.
Рассмотрим условия выбора кабеля.
Выбор кабеля по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение:
Fэк=Iр.клjэк=16.07 14=11.47 мм2
где jэк=14 (Амм2) экономическая плотность тока для кабелей с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами таблица 10.1 [2] для Tм=3000-5000 (часгод).
Округлим полученное значение до ближайшего стандартного сечения Fном=16 мм2
Выбор кабеля по нагреву. Рассмотрим утяжеленный режим:
Iдоп.клkпер≥Iр.ут.кл
гдеIдоп.кл допустимый длительный ток для трёхжильного кабеля с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной маслоканифольной и не стекающей массой прокладываемого в земле; kпер=125 коэффициент перегрузки. На период ликвидации послеаварийного режима для кабелей напряжением до 10кВ с бумажной изоляцией допускается перегрузка в течение 5 сут.
Iдоп.кл>Iр.ут.клkпер=32.14 125=25.71 А.
Выбираем ближайшее большее стандартное значение Iдоп.кл=55А которому соответствует номинальное сечение Fном=6 мм2.
Выбор кабеля по термической стойкости. Определяем минимальное сечение кабеля по термической стойкости по формуле:
гдеCт=100 кА2смм2 термический коэффициент; t полное время отключения включающее в себя время действия релейной защиты tрз=01 с (токовая отсечка) полное время отключения выключателя tоткл.выкл=004-006 с (BBTEL) и постоянную времени затухания апериодической составляющей тока КЗ Ta=005 с:
t=tрз+tоткл.выкл+Ta=01+005+005=02 с;
Fтmin=10509.6 02100=46.997мм2.
По таблице выберем ближайшее большее стандартное номинальное сечение Fном=50мм2.
Выбираем окончательно кабель ААШвУ 3×50мм2.
6.2 Выбор высоковольтного выключателя
Рабочий ток на стороне ВН цехового трансформатора:
Iраб.норм.=Sном3Uном=4003*10=23.12 А.
Предлагаем к установке вакуумный выключатель ВВTEL-10-20630
Время протекания тока КЗ:
tоткл=tоткл.выкл+tрз=005+02=025 с.
Время к моменту размыкания контактов выключателя:
=tmin.рз+tсобс.выкл=001+0015=0025 с.
Периодическая составляющая тока КЗ в начальный момент времени:
In.0=4003105103=22 кА.
iуд=21+e-001TaIn.0=21+271-00100522=41.2 кА.
Апериодическая составляющая тока КЗ:
ia=2In.0e-Ta=222271-0025005=52.32кА.
Интеграл Джоуля для расчетной схемы типа «система»:
B=In.02tоткл+Ta=22025+005=36.28кА2*с.
Параметры выключателя BBTEL-10-20630
Внутренняя установка Uном=10кВ
Iном.т.ст2tт.ст=5123=7803 кА2с
6.3 Расчётно-монтажная таблица
Составим расчётно-монтажную таблицу для РП№6 который имеет три группы электроприёмников. Автоматы выберем по программе AVTOMATпакета PRES6. Для составления расчётно-монтажной таблицы необходимо выбрать проводники по которым питаются ЭП от распределительных шкафов.
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ДЛЯ 1 ГРУППЫ
Защищаемый потребитель : Асинхронный электродвигатель
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт): 7.000
Коэффициент полезного действия КПДн ( o.e.) : 0.875
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 20.0
Ток отсечки I отс I ном.р (о.е.) 10
ВА51-31 100 20.0 10 3.8
ВА52-31 *) 100 20.0 10 12.0
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ ДЛЯ 2 ГРУППЫ
Защищаемый потребитель : Асинхронный электродвигатель
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт): 2.800
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 8.0
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 2.0
ВА51-31 100 8.0 10 2.0
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ 3 ГРУППЫ
Номинальная активная мощность двигателя Рн (кВт): 4.500
Коэффициент мощности cos fн : 0.600
Номинальный ток двигателя Iн = 13.023 A
Пусковой ток двигателя Iп = 97.672 A
ВА51-31 100 16.0 10 3.8
ВА52-31 *) 100 16.0 10 12.0
ВЫБОР АВТОМАТИЧЕСКИХ ВОЗДУШНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ 4 ГРУППЫ
Коэффициент мощности cos fн : 0.500
Номинальный ток двигателя Iн = 9.724 A
Пусковой ток двигателя Iп = 72.928 A
Номинальный ток расцепителя I ном.р (А) 12.5
Предельная коммутац. способн. I откл (кА) 2.5
ВА51-31 100 12.5 10 2.5
7 РАСЧЁТ ТОКА ТРЁХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
Основной причиной нарушения нормального режима работы системы электроснабжения является возникновение КЗ в сети или элементах элекрооборудования вследствие повреждения изоляции или неправильных действий обслуживающего персонала. Для снижения ущерба обусловленного выходом из строя электрооборудования при протекании токов КЗ а также для быстрого восстановления нормального режима работы системы электроснабжения необходимо правильно определить токи КЗ и по ним выбирать электрооборудование защитную аппаратуру и средства ограничения токов КЗ.
В соответствие с пунктом 1.4.12. ПУЭ в электроустановках до 1000 В в случае питания от понижающих трансформаторов необходимо учесть следующие условия.
Подведённое к трансформатору напряжение неизменно и равно его номинальному напряжению. Данное условие выполняется если принять что источник бесконечной мощности и внешнее сопротивление до трансформатора равно нулю (не учитывается высоковольтная часть схемы). ЭДС системы приведенное к стороне 04 (кВ):
Eс.04кВ=EсUннUвн=Uнн=04 кВ.
При расчете токов КЗ необходимо учитывать сопротивление переходных контактов. При КЗ на шинах 04 (кВ) РУ сопротивление контактов принимается Rк=0015 Ом Xк=0 Ом. В общем случае сопротивление Rк зависит от конструкции КТП мощности элементов
Учитывая вышесказанное получаем расчетные схемы показанные на рисунках 1.8.1. и 1.8.2. без учёта переходного сопротивления контактов и с учётом переходного сопротивления контактов соответственно. Для расчёта тока трёхфазного КЗ выбрали РП6 питающий двигатель 10 кВт.
Рисунок 1.8.1 – Расчетная схема без учета сопротивления переходных контактов
Рисунок 1.8.2 – Расчетная схема с учетом активного сопротивления
переходных контактов
Исходные данные для схем замещения на рисунках 1.8.3 и 1.8.4.
- Номинальные параметры выбранного цехового трансформатора из табл. 1.6.:
Sном.т=100 кВА; Uном.вн=10 кВ; Uном.нн=04 кВ; ΔPк=5.4 кВт; uk=45 %.
- Номинальные параметры вводного автомата (QF1):
rавт.1=000065 Ом – активное сопротивление вводного автомата;
xавт.1=000017 Ом – реактивное сопротивление вводного автомата.
- Номинальные параметры автомата для защиты РП (QF2):
Iном.авт2=100 (А) номинальный ток вводного автомата;
rавт.2=000215 (Ом) – активное сопротивление вводного автомата;
xавт.2=000120 – реактивное сопротивление вводного автомата.
Fном.ур2=16 (мм2) – номинальное сечение кабеля из алюминия из раздела 1.4;
rуд.ур2=195 (Омкм) – удельное активное сопротивление кабеля;
l1=0045 (км) – длина кабельной линии.
Рисунок 1.8.3 – Расчетная схема замещения
Рисунок 1.8.4 – Расчетная схема замещения
Автоматизированный расчёт проведём в программе TOKKZ пакета PRES9.
РАСЧЕТ ТОКОВ ТРЕХФАЗНОГО КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ ДО 1 КВ
Исходные данные элементов схемы
) Система бесконечной мощности
) Трансформатор масляный
Sном (кВ.А) Uном (кВ) Uк (%) Pк (кВт)
) Автомат Iном (А) Rа (Ом) Xа (Ом)
) Линия кабельная материал - алюминий
Fном (мм2) Rуд (Омкм) Xуд (Омкм) L (км)
Токи трехфазного короткого замыкания в узлах сети 380 В
Номер Элемент Ток КЗ Ток КЗ Ударный
узла схемы периодический ударный коэффициент
Трансформатор 12.830 24.769 1.365
Автомат 12.653 24.003 1.341
Автомат 11.460 20.325 1.254
Линия 0.708 1.001 1.000
Линия 0.147 0.208 1.000

заключение.docx

В настоящей курсовой работе спроектировано электрическое снабжение инструментального цеха
Произведен расчет электрических нагрузок и определен трансформатор и требуемая их мощность с учетом проведенного расчета компенсации реактивной мощности.
Рассчитаны токи короткого замыкания по величинам которых выбраны аппараты и токоведущие части схемы электроснабжения.

Ген План Курсовой проект 13.pdf

Взам. инв. № Инв. № дубл.

схема снабжения 13.pdf

Схема электроснабжения цеха
Тип Iном.аIном.р АПВ F Iдоп.а А Способ прокладки
Взам. инв. № Инв. № дубл.
Название оборудования
Iдоп.п А пускIном Pном. кВт Номер группы
Станок для полировки
Круглошлифовальный станок

Чертеж.cdw

Название оборудования
Токарно-винторезный станок ТВ320П
Горизонтально фрезерный станок 6Н12
Координатно расточный станок 2450
Плоскошлифовальный станок 3756
Схема электроснабжения цеха

литература.docx

Киреева Э.А. Электроснабжение и электрооборудование цехов промышленных предприятий: учебное пособие . – М.: КНОРУС 2011. – 368 с.
Киреева Э.А. Орлов В.В. Старкова Л.Е. Электроснабжение цехов промышленных предприятий. – М: НТФ Энергопрогресс 2006. -120 с.
Лях В.В. Вопросы перспективного развития распределительных электрических сетей напряжением 038 – 154 кВ Электрические сети и системы. – 2006.
Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций подстанций: Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учебное пособие Б.Н. Неклепаев И.П. Крючков. – 5-еизд. стер. – Спб.: БВХ-Петербург 2013. – 608 с.
Ополева Г. Н. Схемы и подстанции электроснабжения: Справочник. Учебное пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА 2006. – 480с.
Правила устройства электроустановок. - 7-е изд. -М.: Главгосэнерго –надзор России 2003.
Сибикин Ю.Д. Сибикин М.Ю. Электроснабжение: учебное пособие. – М.: ИП РадиоСофт 2011. – 328 с.
Системы электроснабжения: учебник Н.П. Гужов В.Я. Ольховский Д.А. Павлюченко. – Ростов нД: ФЕНИКС 2011. – 382с.

схема снабжения 13.cdw

Название оборудования
Круглошлифовальный станок
Станок для полировки
Схема электроснабжения цеха