Электроснабжение кузнечно-штамповочного цеха

Заключение.doc

В результате курсового проектирования было спроектировано электроснабжение кузнечно-штамповочного цеха.
В цехе электроснабжение выполнено по схеме блок «трансформатор-магистраль». Блок «трансформатор - магистраль» - смешанная схема электроснабжения в ней присутствуют элементы радиальной и магистральной схемы. Крупные и ответственные потребители питаются по радиальной схеме а средние и мелкие потребители - по магистральной. В качестве магистрального шинопровода был выбран ШМА-59Н с допустимой нагрузкой 4000А. Для питания прессов и молотов был выбран распределительный шинопровод ШРА-1 с допустимой нагрузкой 600А. Для питания печей закалочного агрегата и селитровой ванны был выбран распределительный шинопровод ШРА-2 который разбит на три шинопровода с допустимой нагрузкой 600А каждый. Самый мощный электроприемник питается кабелем от магистрального шинопровода. Для питания остальных электроприемников были выбраны распределительные пункты в количестве трех штук.
Для прессов молотов станков и пил были выбраны асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором а для кранов и тележек асинхронные двигатели с фазным ротором. Для снижения перебоев в электроснабжении была выбрана пусковая и защитная аппаратура. Для приводов двигателей были выбраны автоматические выключатели от токов короткого замыкания и магнитные пускатели со встроенным тепловым реле от токов перегрузки. Для защиты сварочного оборудования от токов короткого замыкания были выбраны предохранители совместно с рубильниками. Был произведен расчет электрических нагрузок для нормального режима работы электроприемников. Выбрано компенсирующее устройство УК2-038-50 для уменьшения реактивной мощности и повышения коэффициента мощности. Выбрано число трансформаторов на подстанции. Так как цех относится к потребителям второй категории электроснабжения то на подстанции установлено два трансформатора номинальной мощностью 1000 кВА.
Был проведен расчет токов короткого замыкания. Защита распределительных пунктов и распределительных шинопроводов от токов короткого замыкания и перегрузок выполнена автоматическими выключателями с комбинированными расцепителями. Для защиты рабочих был произведен расчет заземляющих устройств.
В ходе курсового проекта построена однолинейная схема электроснабжения и план кузнечно-штамповочного цеха с распределительными сетями. В схеме был указан весь перечень электрооборудования находящийся в предложенном цехе. Электроснабжение кузнечно-штамповочного цеха было спроектировано с учетом всех условий необходимых для надежной и безопасной работы персонала.

2.2.doc

2.2 Расчёт электрических нагрузок
В любом цехе при проектировании и эксплуатации сетей необходимо и нужно знать все электрические нагрузки. Главное – это правильное определение электрических нагрузок которые определяют выбор всех элементов системы. Так как при завышении нагрузки приводит к расходу проводникового материала а при понижении нагрузки ведёт к ненормальной работе электроприёмников.
Расчёт электрических нагрузок напряжением до 1 кВ можно производить двумя способами: методом упорядоченных диаграмм и методом коэффициента спроса. Метод упорядоченных диаграмм является наиболее точным расчетом и применяется для расчёта электрических нагрузок групп электроприёмников имеющих разную мощность но одинаковый режим работы. А метод коэффициента спроса применяется на предварительной стадии расчётов и при окончательных расчётов когда определяется мощность группы электроприёмников имеющих одинаковую нагрузку.
Пример расчета методом упорядоченных диаграмм для группы электроприёмников. Группа состоит из кривошипных (кВт ) (кВт ) (кВт ) (кВт ) прессов.
Определяется показатель сборки:
где - максимальная мощность электроприёмников в группе кВт
- минимальная мощность электроприёмников в группе кВт
Определяется эффективное число электроприемников:
где - суммарная номинальная мощность электроприёмников кВт
Определяется суммарная номинальная мощность группы электроприёмников:
где - номинальные мощности электроприёмников в группе кВт
- количество электроприёмников в группе
Определяется расчетная активная мощность:
где - коэффициент использования (определяется по справочным данным)
- коэффициент максимума (определяется по справочным данным)
Определяется расчётная реактивная мощность:
Пример расчёта методом коэффициента спроса для группы из одинаковых электроприемников. Заточные станки состоят из двух электроприемников и .
где - номинальная мощность одного электроприёмника кВт
- количество электроприёмников
Определяется расчётная активная мощность:
где - коэффициент спроса
- суммарная номинальная мощность кВт
Определяется мощность освещения по всему цеху:
где - удельная мощность светильников
Аналогично рассчитываются мощности для остальных групп электроприемников.
Данные расчетов заносятся в таблицу 2.2.1
Определяется полная расчётная мощность для всего цеха:
где - расчётная активная мощность по всему цеху
- расчётная реактивная мощность по всему цеху
- мощность освещения по цеху
Определяется максимальный расчётный ток по всему цеху

2.4.doc

4 Выбор варианта электроснабжения числа и мощности трансформаторов на подстанции
Подстанция – это электроустановка состоящая из трансформаторов или других преобразователей энергии распределительных устройств напряжением до 1000 вольт и выше служащая для приема преобразования распределения и передачи электроэнергии потребителям.
Основное электрооборудование на подстанции являются трансформаторы и распределительные устройства содержащие коммутационные аппараты устройства защиты и автоматики измерительные приборы сборные и соединительные шины и другие вспомогательные устройства.
Для выбора числа и мощности трансформаторов на подстанции необходимо знать полную мощность и ещё некоторые другие данные которые приведены в таблице 2.4.1.
Таблица 2.4.1 Технические данные для выбора трансформаторов
время работы трансформаторов в год
По характерному графику определяется время использования максимума в течении суток.
Пользуясь тем же графиком определяется коэффициент заполнения по активной нагрузке:
где – максимальная мощность графика кВт
– мощность на определенном участке времени кВт
– время определенного участка мощности час
Определяется средняя мощность нагрузки:
где – коэффициент заполнения графика по активной нагрузке
– полная мощность кВА
Определяется количество трансформаторов на подстанции:
Так как на предприятии есть потребители первой категории то на подстанции должно быть установлено два трансформатора.
Определяется намечаемая мощность трансформатора:
где – средняя мощность нагрузки кВА
– количество трансформаторов
Выбираются два возможных варианта трансформаторных подстанций:
вариант: КТП-604- руб.
вариант: КТП-604- руб.
где – стоимость комплектной трансформаторной подстанции
Определяется максимальный коэффициент загрузки по каждому варианту:
где – полная мощность кВА
– мощность трансформатора кВА
Определяется средний коэффициент загрузки трансформаторов:
где – средняя мощность нагрузки кВА
Определяется значение эквивалентной охлаждающей температуры:
С помощью значения эквивалентной охлаждающей температуры по таблице “Указания к пользованию графиками зависимости” определяем номер кривой зависимости коэффициента допустимой перегрузки. По графику №5.
Определяется значение допустимого коэффициента загрузки по каждому варианту:
Сравниваем допустимые коэффициенты загрузки с максимальными:
Так как допустимые коэффициенты получились больше максимальных то в техническом отношении подходят оба варианта.
Определяется аварийная перегрузка трансформатора в случае выхода из строя другого:
где – коэффициент допустимой перегрузки
В аварийном режиме предпочтительнее второй вариант так как позволяет оставить в работе большее число электроприемников.
Выбирается тип трансформаторов устанавливаемых на подстанции которые заносятся в таблицу 2.4.2.
Таблица 2.4.2 Выбор типа трансформаторов
Определяются потери активной мощности в трансформаторах:
где – потери мощности холостого хода кВт
– потери мощности короткого замыкания кВт
– ток холостого хода
– напряжение короткого замыкания
– максимальный коэффициент загрузки
Определяются годовые потери энергии в трансформаторах:
где – потери активной мощности в трансформаторе кВт
– время работы трансформаторов в год час
Определяется стоимость потерь:
где – мощность годовых потерь энергии в трансформаторах
– стоимость энергии за 1
Определяется срок окупаемости:
где – стоимость трансформатора руб.
– стоимость потерь руб.
Не смотря на то что капитальные затраты по второму варианту больше на 120000 рублей они окупятся за счёт снижения потерь за 38 года. Второй вариант даёт также возможность расширение производства. В аварийном режиме второй вариант предпочтительней т.к. он позволяет оставить в работе большее число электроприемников.
Поэтому окончательно выбирается КТП-604-с трансформаторами ТМ-10006.

2.3.doc

3 Компенсация реактивной мощности
Компенсация реактивной мощности и повышение коэффициента мощности имеет большое народно-хозяйственное значение т.к. оплата за электроэнергию энергосистеме производится с учётом величины . Компенсация реактивной мощности – это улучшения качества отпускаемой потребителю электрической энергии.
Потребителями реактивной мощности являются асинхронные двигатели на которых приходится основная мощность предприятия (65–70%) трансформаторы потребляют (20–25%) и воздушные электрические сети и другие электроприёмники потребляемые около 10% реактивной мощности.
При увеличении потребляемой реактивной мощности электроустановка вызывает рост тока в проводниках и снижение коэффициента мощности электроустановки и из-за этого приходится выбирать провод большего сечения а это ведёт к большим затратам на проводниковый материал. Для того чтобы уменьшить ток нужно чтобы реактивная мощность была больше и это дает экономию в затратах на проводниковый материал. А повышение коэффициента мощности зависит от снижения реактивной потребляемой мощности. Повысить коэффициент мощности можно с помощью компенсирующего устройства которые снижают реактивную мощность.
В качестве компенсирующих устройств можно применить батареи конденсаторов синхронные двигатели и синхронные компенсаторы.
Расчётные данные кузнечно-штамповочного цеха представлены в таблице 2.3.1.
Таблица 2.3.1 Расчетные данные кузнечно-штамповочного цеха.
Расчет компенсирующих устройств сводится к выбору числа и мощности конденсаторных батарей для повышения коэффициента мощности до заданной величины:
Определяется значение коэффициента мощности до компенсации:
где – активная мощность цеха до компенсации кВт
– полная мощность цеха до компенсации кВА
Определяется коэффициент заполнения графика по активной нагрузке.
где – максимальная мощность графика кВт
– мощность на определенном участке времени кВт
– время определенного участка мощности час
Определяется величина реактивной мощности которую необходимо скомпенсировать.
где – среднегодовая активная мощность кВт
– значение угла до компенсации
– значение угла после компенсации
где – коэффициент заполнения графика по активной нагрузке
– активная мощность цеха до компенсации кВт
Выбирается компенсирующее устройство УК2-038-50 в количестве одной штуки.
Определяется реактивная мощность компенсирующего устройства.
где – номинальная реактивная мощность одного компенсирующего устройства кВАр
– количество компенсирующих устройств
Определяется реактивная мощность после компенсации:
где – реактивная мощность компенсирующего устройства кВАр
– полная расчётная реактивная мощность цеха до компенсации кВАр
Определяется добавочная активная мощность:
– тангенс угла потерь который всегда равен 0003
Определяется активная мощность предприятия после компенсации:
– добавочная активная мощность кВт
Определяется величина полной мощности после компенсации:
где – активная мощность цеха после компенсации кВт
– реактивная мощность цеха после компенсации кВАр
Определяется значение коэффициента мощности после компенсации:
где – активная мощность предприятия после компенсации кВт
– полная мощность предприятия после компенсации кВА
Так как коэффициент мощности получился в пределах допустимого значения то расчет компенсации реактивной мощности произведен правильно и выбор компенсирующих устройств произведен верно.

2.2Таблица.doc

Таблица 2.2.1 Расчет электрических нагрузок
Наименование электроприемников
Гидравлические прессы
Продолжение таблицы 2.2.1
Кран штабелер ПВ=40%
Мостовой кран ПВ=60%
Электрическая тележка ПВ=40%
Монорельсовая дорожка с эл.тельфером ПВ=25%
Вертикально-сверлильный станок
Точильно - шлифовальный станок
Рециркуляционный термический агрегат
Машина точечной сварки

2.7.doc

2.7 Выбор схемы электроснабжения
Система электроснабжения - это совокупность электроустановок предназначенных для обеспечения потребителей электрической энергией. Схемы электроснабжения промышленных предприятий делятся на схемы внешнего и внутреннего электроснабжения.
В данном цехе выбрана схема электроснабжения блок «трансформатор - магистраль» т.к. она более подходит из технико-экономических соображений. Блок «трансформатор - магистраль» - смешанная схема электроснабжения в ней присутствуют элементы радиальной и магистральной схемы. Крупные и ответственные потребители питаются по радиальной схеме а средние и мелкие потребители - по магистральной.
На предприятии установлена главная понизительная подстанция на напряжение 35кВ которая понижает напряжение до величины 6кВ. В кузнечно-штамповочном цехе установлена комплектная трансформаторная подстанция КТП-604-2×1000 с трансформаторами ТМ-10006.
В цехе от комплектной трансформаторной подстанции проложен магистральный шинопровод (ШМА) на номинальный ток 4000 А. От него отходят кабельные линии для питания распределительных шинопроводов (ШРА) в количестве двух штук и распределительных пунктов (РП) в количестве трех штук. Затем от РП или ШРА запитываются конкретные электроприемники. Выбранное сечение проводов и кабелей составляет от 25 до 185мм2. ШРА-1питает первую группу электроприемников в которую входят: прессы и молоты. А ШРА-2 питает вторую группу электроприемников состоящую из: печей закалочного агрегата и селитровой ванны.
Защита от токов короткого замыкания выполнена автоматическими выключателями с электромагнитными и комбинированными расцепителями. Для сварочного оборудования защита от токов к.з. выполнена предохранителями. Защита от токов перегрузки выполнена магнитными пускателями со встроенным тепловым реле.
Для повышения коэффициента мощности и компенсации реактивной мощности применяется компенсирующее устройство УК2-038-50.

2.1.doc

2 Расчетная часть проекта
1 Выбор электродвигателей пусковой и защитной аппаратуры
1.1 Выбор электродвигателей
Асинхронные двигатели широко применяются в промышленности и сельском хозяйстве так как они просты по конструкции надёжны в эксплуатации. В большинстве случаев асинхронные двигатели питаются непосредственно от сети переменного тока промышленной (50 Гц) частоты.
В зависимости от номинального напряжения и напряжения сети на которое выполнен асинхронный двигатель обмотка статора может быть соединена в звезду или треугольник.
В зависимости от исполнения ротора различают асинхронные двигатели с фазным ротором и с короткозамкнутым ротором. Двигатели с фазным ротором менее применимы чем двигатели с короткозамкнутым ротором но они обладают плавностью пуска двигателя имеют расширенное регулирование частоты вращения. Двигатели с фазным ротором применяются для крановых приводов и других механизмов. А у двигателей с короткозамкнутым ротором преимущество состоит в их простоте конструкции высокой надёжности и невысокой стоимости.
В большинстве отечественных кузнечно-штамповочных машин для главного привода используют трехфазные асинхронные электродвигатели различных модификаций причем как правило при мощности привода до 75 кВт (а для привода насосов – до 200 кВт) применяют короткозамкнутые электродвигатели различных исполнений. При мощности свыше 75 кВт предпочтительнее использовать асинхронные электродвигатели с фазным ротором.
Данные двигателей с короткозамкнутым ротором приводятся в таблице 2.1.1.1 данные двигателей с фазным ротором - в таблице 2.1.1.2.
Таблица 2.1.1.1 Технические данные двигателей с короткозамкнутым ротором
Тип электроприемника
Продолжение таблицы 2.1.1.1
Пресс гидравлический
Вертикально-сверлильный станок
Точильно -шлифовальный станок
Таблица 2.1.1.2 Технические данные двигателей с фазным ротором
Тип электроприемника
Кран- штабелер ПВ=40%
Электрическая тележка ПВ=40%
Монорельсовая дорожка с эл.тельфером ПВ=25%
1.2 Выбор пусковой и защитной аппаратуры
Все электрические аппараты предназначены для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания и от токов перегруза.
Магнитные пускатели – это аппараты предназначенные для дистанционного оперативного управления и защиты от перегрузок асинхронных двигателей и других силовых приёмниках. Магнитный пускатель состоит из контактов теплового реле и кнопочного поста размещённого на металлическом корпусе.
Для выбора пусковой аппаратуры нужно по техническим данным электроприводов рассчитать номинальный ток.
Ток двигателя определяется по формуле:
где - номинальная мощность кВт;
- номинальное напряжение В;
- коэффициент полезного действия (КПД)%;
- коэффициент мощности.
Для остальных электроприемников магнитные пускатели выбираются аналогично и их значения сводятся в таблицу 2.1.2.1
Таблица 2.1.2.1 Технические данные магнитных пускателей
Наличие теплового реле
Примечание: номинальный ток магнитного пускателя выбирается при напряжении 380В.
Автоматические выключатели – это аппараты предназначенные для защиты электрических установок от перегрузок токов коротких замыканий повышенного и пониженного напряжения от токов утечки и других аварийных режимов. Они предназначены для замены рубильников и предохранителей. Для выбора автоматического выключателя нужно рассчитать номинальный ток расцепителя.
Ток расцепителя определяется по формуле:
где - номинальный ток электроприемника А;
- коэффициент для линии с одним электродвигателем.
Для остальных электроприемников автоматические выключатели выбираются аналогично и их значения сводятся в таблицу 2.1.2.2
Таблица 2.1.2.2 Технические данные автоматических выключателей
Примечания: все выбранные автоматические выключатели имеют электромагнитный расцепитель.
Для электроприемников без двигателя автоматические выключатели выбираются по току расцепителя.
Для остальных электроприемников автоматические выключатели выбираются аналогично и их значения сводятся в таблицу 2.1.2.3
Таблица 2.1.2.3 Технические данные автоматических выключателей
Печь камерная №24;20;23
Печь камерная №2;3;5;6
Печь камерная №1;4;7;8
Печь камерная №10;12;13;15;
Примечания: все выбранные автоматические выключатели имеют комбинированный расцепитель.
Предохранитель - коммутационный электрический аппарат предназначенный для отключения защищаемой цепи при токов короткого замыкания. Отключение цепи предохранителем осуществляется путем расплавления плавкой вставки которая нагревается протекающим через нее током защищаемой цепи.
Ток плавкой вставки определяется по формуле:
- коэффициент который учитывается при использовании сварочного оборудования.
Остальные предохранители определяются аналогично и сводятся в таблицу 2.1.2.4
Таблица 2.1.2.4 Технические данные предохранителей
Рециркуляционный термический агрегат
Машина точечной сварки
Совместно с предохранителями выбираются рубильники. В первом случае
выбирается трёхполюсный рубильник серии РБ-34 с боковой рукояткой на номинальный ток 400А. Во втором случае выбирается трёхполюсный рубильник серии РБ-32 с боковой рукояткой на номинальный ток 250А.

2.8.doc

2.8 Выбор электрооборудования для схемы электроснабжения
Выбор всех токоведущих частей и аппаратов защиты такие как выключатели для схемы электроснабжения выбираются в соответствии с вычислительными расчетными величинами. Ими могут быть ток напряжение или мощность.
Выбираются кабель марки СБ (кабель с медными жилами с изоляцией из пропитанной бумаги в свинцовой оболочке бронированный двумя стальными лентами с наружным покровом) для питания распределительных шинопроводов:
Таблица 2.8.1 Технические данные кабелей:
Выбираются вводные автоматические выключатели с комбинированными расцепителями для распределительных шинопроводов для защиты цепи от токов короткого замыкания и токов перегрузок.
Таблица 2.8.2 Технические данные автоматических выключателей:
Выбираются вводные автоматические выключатели с комбинированными расцепителями для распределительных пунктов для защиты цепи от токов короткого замыкания и токов перегрузок.
Таблица 2.8.3 Технические данные автоматических выключателей:

2.6.doc

6 Расчет токов короткого замыкания
Короткое замыкание возникает как правило только в электрических установках и в электрических сетях. Короткое замыкание проявляет себя резким увеличением тока в сети и обычно возникает в следствии повреждении изоляции отдельных частей электроустановок и электрических сетей обрыва проводов схлестывание проводов механические повреждения кабельных линий и ошибке при оперативных переключениях и т.д.
Короткое замыкание сопровождается: прекращением электроснабжения потребителей нарушением нормальной работы электроустановок. Необходимо производить расчет токов короткого замыкания для того чтобы электрооборудование устанавливаемое в сетях электроснабжения было устойчивым к токам короткого замыкания.
Рисунок 1 Расчетная схема Рисунок 2 Схема замещения
Магистральный шинопровод - ШМА 160×12мм;
Кабель - АСБ 3×185мм2;
По расчетной схеме составляется схема замещения (Рисунок 1). В схеме замещения указываются все сопротивления которыми обладают элементы расчетной схемы.
Определяется величина среднего напряжения:
Определяется величина результирующего сопротивления до точки короткого замыкания:
где - индуктивное сопротивление цепи в именованных единицах
- активное сопротивление цепи в именованных единицах
Определяется активное сопротивление цепи в именованных единицах:
где - активное сопротивление элемента
Определяется индуктивное сопротивление цепи в именованных единицах:
где - индуктивное сопротивление элемента
Определяется полное сопротивление трансформатора в относительных единицах:
Определяется активное сопротивление трансформатора в относительных единицах:
Определяется индуктивное сопротивление трансформатора в относительных единицах:
Перевод из относительных единиц в именованные единицы:
Определяется активное сопротивление магистрального шинопровода:
где - определяется по справочным материалам [10]
Определяется индуктивное сопротивление магистрального шинопровода:
Определяется среднегеометрическое расстояние между фазами:
Определяется активное сопротивление автомата А1:
Определяется индуктивное сопротивление автомата А1:
Определяется переходное сопротивление контактов автомата А1:
Определяется активное сопротивление кабеля АСБ:
Определяется индуктивное сопротивление кабеля АСБ:
Определяется активное сопротивление автомата А2:
Определяется индуктивное сопротивление автомата А2:
Определяется переходное сопротивление контактов автомата А2:
Определяется величина тока короткого замыкания:
Определяется мгновенное значение ударного тока короткого замыкания:
где - ударный коэффициент;
Определяется действующее значение тока короткого замыкания в установившемся режиме:
Определяется мощность короткого замыкания:

2.5.doc

2.5 Расчет и выбор магистральных и распределительных сетей напряжением до 1000 В
Электрические сети служат для передачи и распределения электрической энергии к цеховым потребителям промышленных предприятий.
Все шинопроводы провода и кабели выбираются с учётом характера окружающей среды размещением технологического оборудования токов протекающим по ним и напряжения.
Выбирается магистральный шинопровод по максимальному току цеха:
Таблица 2.5.1 Технические данные магистрального шинопровода
Выбирается распределительный шинопровод по максимальному току группы:
Таблица 2.5.2 Технические данные распределительных шинопроводов
№ ШРА (№ группы электроприемников)
Примечание: ШРА-2 выбирается на допустимый ток 600А в количестве 3 штук.
Выбирается распределительный пункт по максимальному току группы:
Таблица 2.5.3 Технические данные распределительных пунктов
№ РП (№ группы электроприемников)
Тип распределительного пункта
Примечание: Значение токов взяты из таблицы 2.2.1 Расчет электрических нагрузок.
Выбираются кабели марки ААБ (кабель с алюминиевыми жилами с бумажной пропитанной изоляцией с алюминиевой оболочкой с броней из стальных лент с защитными покровами из кабельной пряжи пропитанный битумом) для питания РП цеха. Выбранные кабели заносятся в таблицу 2.5.4
Таблица 2.5.4 Технические данные кабелей
Выбираются кабеля марки АСБ (кабель с алюминиевыми жилами с изоляцией из пропитанной бумаги в свинцовой оболочке бронированный двумя стальными лентами с наружным покровом); и провода марки АПВ (провода с алюминиевыми жилами и поливинилхлоридной изоляцией; используются для монтирования вторичных цепей прокладки в трубах пустотных каналах несгораемых конструкций и для монтирования силовых и осветительных цепей в машинах и станках) для питания отдельных электроприемников. Данные выбранных проводов и кабелей заносятся в Кабельный журнал (Таблица 2.5.5)
Во второй группе электроприемников есть самый мощный электроприемник который запитывается кабелем АСБ 3×185мм2 от магистрального шинопровода (ШМА).
Таблица 2.5.5 Кабельный журнал.
Марка провода (кабеля)

2.9.doc

9 Расчёт заземляющих устройств
Расчёт заземляющих устройств состоит в выборе типа заземления в определении числа и типа заземлителей и в проверке выбранного заземляющего контура по величине сопротивления.
Грунт окружающий заземлители не является однородным. Наличие в нем песка строительного мусора и грунтовых вод оказывает большое влияние на сопротивление грунта. Поэтому ПУЭ рекомендуют определять удельное сопротивление грунта путём непосредственных измерений в том месте где будут размещаться заземлители.
Удельное сопротивление грунта полученное путём замеров является важнейшей величиной определяющей сопротивление заземляющего устройства. Но при этом учитываются все сезонные изменения удельного сопротивления грунта.
Проводится расчёт заземляющего устройства если известно:
вертикальный заземлитель - труба и длиной
горизонтальный заземлитель - полоса
расстояние вертикальных заземлителей друг от друга
заземляющий контур заглубляется в землю на глубину .
Устанавливается необходимое по ПУЭ допустимое сопротивление заземляющего устройства:
Определяется расчётное удельное сопротивление грунта с учётом коэффициентов учитывающих высыхания грунта летом и промерзание зимой:
Выбираются значения коэффициентов учитывающих высыхание грунта летом и промерзания зимой:
По справочным данным выбирается удельное сопротивления грунта - суглинок
где - коэффициент высыхания грунта летом.
Определяется сопротивление растеканию одного вертикального электрода:
Рисунок 3 Схема расположения заземлителя
где - длина вертикального электрода
- расстояние от поверхности земли до середины электрода
Определяются примерное число вертикальных заземлителей при предварительно принятом коэффициенте использования:
где = так как - коэффициент использования.
Определяется сопротивление растеканию горизонтальных электродов:
где - ширина соединительной полосы
если заземлитель круглый диаметром то
- расстояние от поверхности земли до середины высоты соединительной полосы:
Определяется длина соединительной полосы:
где - расстояние между забиваемыми электродами .
Уточняется необходимое сопротивление вертикальных электродов с учетом сопротивления соединительной горизонтальной полосы:
Уточняется число вертикальных электродов с учетом сопротивления соединительной полосы:
Определяется сопротивление выбранного заземляющего контура:
Так как сопротивление заземляющего устройства соответствует требованиям ПУЭ следовательно расчет произведен верно.

1.1.doc

1 Общая часть проекта
1Характеристика потребителей электроэнергии
По режиму работы всё оборудование делят на 3 группы:
Продолжительный режим – это такой режим работы при котором приемник работает длительное время но его токоведущие части не превышают допустимой температуры. В этом режиме работают печи сопротивления.
Кратковременный режим – это такой режим работы при котором рабочий период не настолько длителен чтобы температура отдельных частей машины могли достигнуть установившегося значения период же остановки машины на столько длителен что машина успевает охладиться до температуры окружающей среды. В этом режиме работают заточной станок и заслонки.
Повторно-кратковременный режим – это такой режим работы при котором рабочие периоды чередуются с периодами пауз а длительность всего цикла не превышает 10 минут. При этом нагрев не превосходит допустимого а охлаждение не достигает температуры окружающей среды. В этом режиме работают мостовой кран кран-балка и кран штабелер.
По мощности электроприёмники различают: малой мощности – до 10 кВт; средней мощности – до 100 кВт; большой мощности – более 100 кВт. По мощности электроприёмники кузнечно-штамповочного цеха относятся к потребителям средней и малой мощности кроме электрической печи сопротивления №19 которая относится к потребителям большей мощности.
По напряжению электроприёмники различают на низковольтные и высоковольтные. Низковольтные – напряжение их составляет до 1000 В и высоковольтные – напряжением более 1000 В. Всё электрооборудование относится к потребителям низкого напряжения так как все установки работают от сети 220380 В.
Все электроприёмники на данном предприятии работают на переменном токе промышленной частоты 50 Гц.
Все источники должны обеспечивать надежность в электроснабжении. Данный цех относится ко 2 категории электроснабжения. Эту категорию рекомендуется обеспечивать электропитанием от двух независимых источников для электроприёмников допустимы перерывы в электроснабжении на время необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Допускается питание от одного трансформатора перерыв в электроснабжении разрешается не более 24 часов.

1.2.doc

2 Определение величины питающих напряжений
При проектировании системы электроснабжения кузнечно-штамповочного цеха главной задачей является определение величины питающих напряжений.
Для питания крупных и особо крупных предприятий следует применять напряжения 110 150 220 330 и 500 кВ
Напряжение 35 кВ применяется для питания предприятий средней мощности и для распределения электрической энергии на первой ступени электроснабжения на таких предприятиях при помощи глубоких вводов в виде магистралей к которым присоединяются цеховые подстанции 3510 кВ.
Глубокий ввод - система электроснабжения с приближением высокого напряжения к электрическим установкам с минимальным количеством ступеней промежуточной трансформации.
На второй ступени напряжение равное 10 кВ питает цеховые трансформаторные подстанции. Такое напряжение в 10 кВ применяется во внутризаводском распределении энергии. А также на предприятии с мощными двигателями допускающими непосредственное присоединение к сети 10 кВ на предприятиях небольшой и средней мощности. Напряжение 10 кВ следует применять в качестве основного как наиболее экономичного в отличии от напряжения в 6 кВ. Напряжение 6 кВ обычно применяется при наличии на предприятии значительного количества электроприемников на 6кВ.
На третьей ступени напряжение равное 380220 В применяется в основном на электрических установках до 1000 В для питания электроприемников от общих трансформаторов но как правило от отдельных сетей.
Напряжение 220В предназначено для питания однофазных электроприемников - это такие электроприемники как осветительные лампы и ещё на питание бытовых приборов.
На данном предприятии основное электроснабжение выполнено напряжением 6 кВ. Так как подстанции малой мощности питаются напряжением 6кВ. В основном на кузнечно-штамповочном цехе все потребители питаются от переменного тока промышленной частоты 50 Гц с напряжением 380 и 220 В.

Введение.doc

В настоящее время нельзя представить жизнь и деятельности современного человека без применения электричества. Электрическая энергия используется во всех сферах жизнедеятельности человека. Основными потребителями электрической энергии являются промышленность транспорт сельское хозяйство коммунальное хозяйство городов и поселков. Основное достоинство электрической энергии – это относительная простота производства передачи и преобразования.
Электроснабжением называют совокупность устройств для производства передачи и распределения электрической энергии. Каждый электроприемник предназначен для работы при определенных параметрах электрической энергии: номинальных частоте напряжении форме электросигнала поэтому для нормальной его работы должно быть обеспечено требуемое качество электрической энергии. В России действует ГОСТ 13109-97 "Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения" который устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии. К сожалению приходится констатировать что нормы ГОСТ 13109-97 недостаточно контролируются и часто не соблюдаются.
Системы электроснабжения создаются для обеспечения промышленных приемников электрической энергии к которым относятся электродвигатели (приводы) различных механизмов электрические печи сварочные установки и другие промышленные приемники электроэнергии. Экономия электроэнергии должна осуществляться: путем сокращения всех видов электрических потерь путем перехода на энергосберегающие технологии производства.
Основой энергетики России является сооружение электростанций большой мощности. Перед энергетикой в ближайшем будущем стоит задача всемирного развития и использования возобновляемых источников энергии: солнечной геотермальной ветровой приливной и др. В настоящее время в энергосистемах Российской Федерации эксплуатируются более 600 тысяч км воздушных и кабельных линий электропередачи напряжением 35 кВ и выше 2 млн. км напряжением 04 20 кВ свыше 17 тысяч подстанция напряжением 35 кВ и выше с общей трансформаторной мощностью почти 575 млн. кВА и более полумиллиона трансформаторных пунктов 6 3504 кВ общей мощностью 102 млн. кВА.
Электроэнергетика России является важнейшей жизнеобеспечивающей отраслью страны. В ее состав входят более 700 электростанций общей мощностью 2156 млн. кВт; в отрасли работают более 1 млн. человек.

Содержание.doc

1 Характеристика потребителей электроэнергии 3
2 Определение величины питающего напряжения 4
Расчетная часть проекта
1 Выбор электродвигателей пусковой и защитной аппаратуры 5-11
2 Расчет электрических нагрузок 12-17
3 Компенсация реактивной мощности 18-20
4 Выбор варианта электроснабжения числа и мощности трансформаторов на подстанции 21-25
5 Расчет и выбор магистральных и распределительных сетей напряжением до 1000 В 26-28
6 Расчет токов короткого замыкания 29-32
7 Выбор схемы электроснабжения 33
8 Выбор электрооборудования для схемы электроснабжения 34
9 Расчет заземляющих устройств 35-37
Список литературы 39

1 лист.cdw

Тип и номинальный ток
тип нагревательного эле-
ный ток и уставка расце-
пителя автоматического
Наименование механизма и
№ по технологическому проекту
Шкаф (шинопровод) распределительный
КП140613.09.02.00.000.
схема электроснабжения
кузнечно-штамповочного цеха
Данные питающей цепи
Марка и сечение провода
Номинальная мощность
Пресс гидравлический
Эл. печь камерная №16
Эл. печь камерная №22
Эл. печь камерная №10
Эл. печь камерная №17
Эл. печь камерная №18
Эл. печь камерная №24
Эл. печь камерная №20
Эл. печь камерная №23
Эл. печь камерная №12
Эл. печь камерная №13
Эл. печь камерная №15
Эл. печь камерная №26
Эл. печь камерная №4
Эл. печь камерная №7
Эл. печь камерная №1
Эл. печь камерная №8
Эл. печь камерная №5
Эл. печь камерная №2
Эл. печь камерная №3
Эл. печь камерная №6
Эл. печь камерная №14
Эл. печь камерная №21
Точильно-шлифовальный
Вертикально-сверлильный
Рециркуляционный термичечкий агрегат
Машина точечной сварки
Электрическая тележка
Дорожка с эл. тельфером
Эл. печь камерная №19

перечень 2.cdw

Тележка электрическая
Рециркуляционный термический агрегат
Монорельсовая дорожка с эл. тельфером
Эл. печь камерная № 19
Эл. печь камерная № 18
Эл. печь камерная № 22
Эл. печь камерная № 16
Эл. печь камерная № 15
Эл. печь камерная № 26
КП 140613.09.02.00.000.

2 лист.cdw

КП 140613.09.02.00.000.
План кузнечно-штамповочного цеха
с распределительными сетями
Кузнечно - прессовый участок

кЗ.cdw

перечень 1.cdw

Пресс кривошипный Q=250т
Пресс кривошипный Q=630т
Пресс кривошипный Q=63т
Пресс гидравлический
Вертикально-сверлильный
Точильно-шлифовальный
Машина точечной сварки
КП 140613.09.02.00.000.

Литература.doc

Алиев И.И. «Справочник по электрической технике и электрооборудованию». Москва издательство «Высшая школа» 2000 г
Ермилов А.А. «Основы электроснабжения промышленных предприятий» Москва издательство «Энергоатомиздат» 1983 г.
Кацман М.М. «Справочник по электрическим машинам». Москва издательство «Академия» 2005 г.
Липкин Б.Ю. «Электроснабжение промышленных предприятий и установок». Москва издательство «Высшая школа» 1990 г.
ПУЭ – Правило Устройства Электроустановок. Москва издательство «Энергоатомиздат» 1985 г.
Рожкова Л.Д. «Электрооборудование электрических станций и подстанций» Москва издательство «Академия» 2006 г.
Сибикин Ю.Д. «Электроснабжение промышленных и гражданских зданий» Москва издательство «Академия» 2006 г.
Карвовский Г.А. и Оскороков С.П. «Справочник по асинхронным двигателям и пускорегулирующей аппаратуре». Москва издательство «Энергия» 1976 г.
Федоров А.А. «Справочник по электроснабжению» 1 и 2 том. Москва издательство «Энергия» 1974 г.
Федоров А.А. «Основы электроснабжения промышленных предприятий»
Москва издательство «Энергия» 1972 г.