Проектирование электроснабжения и электрооборудования механического цеха тяжелого машиностроения 3 вариант

Пояснительная записка МЦТМ.doc

Цель данного проекта – обеспечить надёжное электроснабжение механического цеха тяжелого машиностроения в соответствии с принятой категорией по бесперебойности электроснабжения.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:
провести анализ исходных данных;
рассчитать электрические нагрузки;
выбрать соответствующие кабельные линии;
выбрать электрические аппараты защиты;
выбрать трансформаторы;
рассчитать токи короткого замыкания;
провести расчёт заземления;
рассчитать освещение цеха.
Для решения этих задач необходимо применять следующие методы:
метод коэффициента максимума для расчета электрических нагрузок;
упрощенную методику выбора трансформаторов;
методику выбора кабелей автоматических выключателей и другого оборудования;
расчет токов короткого замыкания в именованных единицах.
Для выбора оборудования использовать справочную литературу.
В ходе выполнения данного курсового проекта необходимо на практике использовать теоретические знания полученные при изучении следующих специальных дисциплин.
1Краткая характеристика производства
и потребителей электроэнергии
Механический цех тяжелого машиностроения (МЦТМ) предназначен для серийного производства изделий.
Он является крупным вспомогательным цехом завода машиностроения и выполняет заказы основных цехов. Станочное отделение выполняет подготовительные операции (обдирку) изделий для дальнейшей обработки их на анодно-механических станках.
Для этой цели установлено основное оборудование: обдирочные шлифовальные анодно-механические станки и др. В цехе предусмотрены производственные вспомогательные служебные и бытовые помещения.
Механический цех тяжелого машиностроения получает электроснабжение от ГПП или ПГВ завода.
Расстояние от ГПП до цеховой ТП - 12 км. Напряжение 6 и 10 кВ. На ГПП подается ЭСН от ЭНС расстояние 8 км. Количество рабочих смен 2.
Потребители цеха относятся к 2 и 3 категории надежности ЭС работают в нормальной окружающей среде. Грунт в районе цеха песок с температурой +20 °С.
Каркас здания МЦТМ смонтирован из блоков-секций длиной 6 м каждый.
Размеры цеха А х В х Н= 48 х 30 х 9 м.
Вспомогательные бытовые и служебные помещения двухэтажные высотой 4 м.
Перечень оборудования цеха дан в таблице 1.
Мощность электропотребления (Рэп) указана для одного электроприемника.
Расположение основного оборудования показано на плане (рисунок 1).
Рисунок 1 – План расположения основного электрооборудования
механического цеха тяжелого машиностроения
Таблица 1 – Перечень электрооборудования механического цеха тяжелого машиностроения
Наименование электроприемника
Мощность потребителя Рэп кВт
Обдирочный станок типа РТ-341
Андоно-механический станок типа МЭ-12
Андоно-механический станок типа МЭ-31
Обдирочный станок типа РТ-250
Вентилятор приточный
1Расчёт электрических нагрузок
Распределим всю нагрузку цеха на четыре распределительных пункта (далее РП). Данные сведены в таблицу 2.
Таблица 2 – Распределение потребителей по РП
Мощность электроприемника Рэп кВт
Расчёт электрических нагрузок будем вести методом коэффициента максимума. Для примера произведем расчет нагрузки для РП-1. Все остальные будут произведены аналогично и результаты будут сведены в таблицу 4.
Для определения нагрузки методом коэффициента максимума необходимо определить групповой коэффициент использования Ки по формуле
киi – коэффициент использования электроприемников присоединенных к РП-1.
Далее нужно определить коэффициент неоднородности m показывающий различие приемников по мощности. Если m≥3 то группа приемников неоднородна. В нашем случае для РП-1
– приемники однородны
Фактическое число приемников в группе РП-1 – n=7 штук.
После этого по таблице 1.5.2 [1] выберем вариант определения приведенного числа приемников nэ. В нашем случае пользуемся формулой где nэ не определяется.
Таким образом активная нагрузка РП-1 равна
где Кз – коэффициент загрузки = 09 (длительный режим);
Реактивная нагрузка РП-1 определяется по формуле
tgφРП-1 – средневзвешенный тангенс группы электроприемников
присоединенные к РП-1.
Полная электрическая мощность РП-1
В таблице 3 приведены данные для определения приведенного числа приемников каждого РП цеха.
Таблица 3 – Данные для определения приведенного числа приемников
Фактическое число приемников в группе n
Средний коэффициент использования Ки
Коэффициент неоднородности m
Формула определения nэ
Нагрузка всего цеха складывается из нагрузки всех РП и также приведена в таблице 4.
Общая электрическая нагрузка цеха равна
Таблица 4 – Расчет электрических нагрузок
Коэффициент мощности cosφ о.е.
Коэффициент использования Ки о.е.
Коэффициент неоднородности m о.е.
Приведенное число приемников nэ о.е.
Коэффициент максимума Км о.е.
2Выбор электрической схемы
Механический цех тяжелого машиностроения относится ко второй и третьей категории надежности электроснабжения потребителей. Выбираем для электроснабжения цеха радиальную схему.
Радиальными называют такие схемы в которых электроэнергию от центра питания (электростанции предприятия подстанции или распределительного пункта) передают прямо к цеховой подстанции без ответвлений на пути для питания других потребителей. Такие схемы имеют много отключающей аппаратуры и питающих линий. Исходя из этого можно сделать вывод что применять схемы радиального питания следует только для питания достаточно мощных потребителей.
проще и надежней коммутация;
«независимость» электроснабжения т.е. авария на одной из цеховых ТП никак не скажется на работе соседних потребителей.
3Выбор кабельных линий
Для выбора кабеля необходимо рассчитать рабочий ток электроприемников по формуле
Затем по справочным таблицам методических указаний нужно выбрать четырехжильный кабель с медными жилами марки ВВГ.
У данного кабеля по справочным таблицам определяется удельное активное r0 (мОмм) и реактивное x0 (мОмм) сопротивления. А также длина кабеля l (м) по плану. При этом учитываем масштаб который в нашем случае на чертеже составляет 1:100.
Сопротивление кабеля определяется по формуле: r=r0l мОм x= x0l мОм.
Допустимые потери напряжения в кабеле (согласно ПУЭ) не должны превышать 5%. Для напряжения 380 В это ΔUном=19В.
Действительные потери в кабеле рассчитываются по формуле
P Q – активная и реактивная мощность электроприемника кВт кВАр.
Uн – номинальное напряжение В.
Если потери в кабеле больше 19В то берут кабель большего сечения.
Активная мощность электроприемника дана в исходных данных. Реактивная мощность рассчитывается по формуле:
Произведем выбор кабелей на примере шлифовального станка (на плане имеет №1). Рабочий ток шлифовального станка рассчитывается по формуле
По справочным таблицам методических указаний выбираем кабель с поливинилхлоридной изоляцией с медными жилами марки ВВГ 4х35.
У данного кабеля удельное активное и реактивное сопротивления r0=053мОмм x0=0088мОмм соответственно. Длина кабеля l=42м.
Общее сопротивление кабеля
x= x0l=008842=037мОм
Допустимые потери напряжения в кабеле (согласно ПУЭ) не должны превышать 5%. Для напряжения 380 В это ΔUном=19 В.
Активная мощность данного потребителя составляет Р=50кВт а реактивная мощность Q=5846 кВАр (рассчитана нами ранее и берется из таблицы 4).
Действительные потери в кабеле
ΔU≤ΔUном; 033В≤19В следовательно кабель для данного шлифовального станка выбран верно.
Произведем выбор кабеля для распределительного пункта РП-1.
По справочным таблицам выберем четырехжильный кабель с медными жилами марки ВВГ 4х300.
У данного кабеля удельное активное и реактивное сопротивления r0=0062мОмм x0=0062 мОмм соответственно. Длина кабеля l=569м.
r= r0l=0062569=353мОм
x= x0* l=0062569=353мОм
Допустимые потери напряжения в кабеле (согласно ПУЭ) не должны превышать 5%. Для напряжения 380В это ΔUном=19В.
ΔU≤ΔUном; 586В≤19В следовательно кабель выбран верно.
Аналогично выбираются и все остальные кабели. Результаты выбора кабелей приведены в таблице 5.
Таблица 5 – Выбор кабельных линий
Допустимый ток кабеля
Марка и сечение кабеля
Удельное активное сопротивление r0 мОмм
Удельное реактивное сопротивление х0 мОмм
Активное сопротивление r мОм
Реактивное сопротивление х мОм
4Выбор автоматических выключателей
Простейшим устройством для автоматической защиты от повреждений при нарушении нормального режима работы в установках с рабочим напряжением до 1000В является автоматические воздушные выключатели (автоматы).
Для защиты от токов короткого замыкания выбираем автоматы с электромагнитными расцепителями серии ВА47-29 с характеристикой срабатывания электромагнитного расцепителя «С». То есть автомат отключится как только ток достигнет значения (5-10) Iном.ав.. А также выберем автоматические выключатели серии ВА88-32 ВА88-37 ВА88-40 ВА88-43 которые бывают с электромагнитным тепловым комбинированным или электронным расцепителем.
При выборе автоматических выключателей следует учитывать следующие условия:
где- номинальное напряжение автоматического выключателя В;
- номинальное напряжение защищаемой установки В.
где - номинальный ток автоматического выключателя.
- номинальный ток защищаемой установки.
Произведем выбор автомата для электроприемника №1 (шлифовальный станок). Выберем автоматический выключатель марки ВА88-32 с номинальным напряжением Uном=400В и номинальным током Iномав=125А. Проверим правильность выбора:
проверка выбора автоматического выключателя по напряжению:
0В≥380В – условие выполняется
проверка выбора автоматического выключателя по току:
5А≥11103А – условие выполняется
проверка выбора уставки теплового и электромагнитного расцепителей автоматического выключателя.
Стандартная уставка электромагнитного расцепителя автомата ВА88-32
Iэм.р.ном =(5-10) Iном.ав. или Iэм.р.ном =1250А а тепловой расцепитель в данных автоматах отсутствует.
Автоматический выключатель ВА88-32 для защиты шлифовального аппарата выбран верно.
Произведем выбор вводного автоматического выключателя для распределительного пункта РП-1. Выберем автоматический выключатель марки ВА88-40 с МР211 – номинальное напряжение которого Uном=400В и номинальным током Iномав=800А. Проверим правильность выбора:
0А≥6795А – условие выполняется
проверка выбора уставки расцепителя автоматического выключателя ВА88-40 с МР211.
Стандартная уставка расцепителя автомата ВА88-40 с МР211. Iэм.р.ном =(15-12)Iном.ав. или Iэм.р.ном =1600А.
Автоматический выключатель ВА88-40 с МР211 для ввода РП-1 выбран верно.
Для соблюдения селективности срабатывания защиты цеха для питания РП-1 применяется автоматический выключатель на одну ступень больше чем вводной в РП-1. А именно – выключатель ВА88-43 с МР110 с номинальным током 1000А и уставкой 2000А.
Аналогично выбираются автоматические выключатели для всех остальных потребителей. Результаты выбора автоматов приведены в таблице 6.
Таблица 6 – Выбор автоматических выключателей
Марка автоматического выключателя
Уставка электромагнитного расцепителя Iэмр А
Итого вводной в РУ- 04 кВ
ВА47-29 3Р 32А х-ка С
ВА47-29 3Р 50А х-ка С
ВА47-29 3Р 63А х-ка С
ВА47-29 3Р 40А х-ка С
5Выбор магнитных пускателей
Выбор магнитных пускателей осуществляется по допустимому току и напряжению.
Произведем выбор пускателя и рассчитаем уставку теплового реле для шлифовального станка (на плане №1). Выберем пускатель в оболочке фирмы ИЭК КМИ-5115 с номинальным током 115А номинальным напряжением 380В исполнение IP54.
Проверка выбора по номинальному току
5А ≥ 11103А – условие выполняется
Проверка выбора по номинальному напряжению
0В ≥ 380В – условие выполняется
Выбор теплового реле и его уставки. Уставка теплового реле рассчитывается по формуле
Iт.р=12Iр.=1211103=13323А
Выбираем тепловое реле фирмы ИЭК РТИ-5376 с регулируемой уставкой в пределах (50-200)А.
Для остальных электроприемников выбор пускателя и теплового реле производится аналогично используя каталог компании ИЭК. Результаты выбора автоматов приведены в таблице 7.
Таблица 7 – Выбор магнитных пускателей
Марка магнитного пускателя
Номинальное напряжение Uном В
Номинальный ток Iном А
Марка теплового реле
Уставка теплового реле Iрт А
6Выбор шкафов для распределительных пунктов
Для распределительных пунктов выберем крупногабаритные корпуса ПР-3-0 36 УХЛЗ (1300х650х180мм) напольного исполнения с номинальным током до 630А степень защиты IP31. Они имеют не разборный сварной корпус внутри которого расположены: оперативная панель панель для вводного аппарата DIN-рейки для групповых электроаппаратов и элементов для крепления силовых шин и шин N(PE).
Дверца корпуса запирается на замок. В корпусах имеющих степень защиты IP54 на дверцу нанесет уплотнитель из двухкомплектного герметика.
7Выбор оборудования трансформаторной подстанции
Механический цех тяжелого машиностроения получает электроснабжение от ГПП или ПГВ завода.
Расстояние от ГПП до цеховой ТП - 12 км. Напряжение 6 и 10 кВ. На ГПП подается электроснабжение от ЭНС расстояние 8 км. Количество рабочих смен 2. Потребители цеха относятся к 2 и 3 категории надежности электроснабжения работают в нормальной окружающей среде.
Таким образом в ТП должно быть установлено не менее двух трансформаторов.
Определим расчётную мощность силового трансформатора по упрощенной методике
где 05- коэффициент используемый для работы в одну смену;
- коэффициент используемый для работы в две смены.
Sр – расчетная мощность ТП кВт
Полная мощность всего цеха по расчету электрических нагрузок Sр=118714кВА.
Поскольку режим работы механического цеха тяжелого машиностроения – две смены то принимаем коэффициент – 08. Тогда
Sтррасч.=08118714=94971кВА
Выбираем трансформатор с номинальной большей мощностью согласно выражения
где Sтр ном. – номинальная стандартная мощность трансформатора кВА;
Sтррасч – расчетная мощность одного трансформатора двухтрансформаторной ТП кВА.
Выбираем трансформатор ТМ-100010. Выполним проверку
00кВА ≥ 94971кВА – условие выполняется
Технические характеристики трансформатора приведены в таблице 8.
Таблица 8 – Технические характеристики трансформатора
Мощность Sтр ном кВА
Ток трансформатора на напряжении 10кВ составит
Ток трансформатора на напряжении 04кВ составит
Выбираем вводные и секционные разъединители в РУ-10кВ марки
РВЗ-10400 с номинальным напряжением Uном=10кВ и номинальным током
Iном =400А. Проверим выбранный разъединитель:
по номинальному току. В качестве расчетного тока примем номинальный ток двух трансформаторов питающихся от одного ввода через секционный шинный разъединитель. В этом случае Iр=2IтрВН=2578=1156А
0А ≥ 1156А – условие выполняется
по номинальному напряжению
кВ ≥ 10кВ – условие выполняется
Технические характеристики разъединителей приведены в таблице 9.
Таблица 9 – Технические характеристики разъединителей
Номинальное напряжение
Ток динамической устойчивости iдуном кА
Ток термической стойкости IТСном кА
Время термической стойкости tТСном с
где IТСном – ток термической стойкости кА;
tТСном – время термической стойкости с;
iдуном – ток динамической устойчивости кА.
Выбираем высоковольтные предохранители для защиты трансформатора на стороне ВН. Ток плавкой вставки должен быть
Напряжение предохранителя должно быть
По номинальному напряжению и номинальному току плавкой вставки выбираем предохранитель ПКЭ108-10-50-80-125У2. Ток плавкой вставки выбираем 60А.
Проверим вставку потоку и напряжению
А ≥ 578А – условие выполняется
Технические характеристики предохранителя приведены в таблице 10.
Таблица 10 – Технические характеристики высоковольтных предохранителей
Марка предохранителя
Ток предохранителя Iном А
Номинальный ток отключения Iотк кА
ПКЭ108-10-50-80-125У2
Выберем шины в РУ-10кВ трансформаторной подстанции. Выберем алюминиевые шины размером 60х10 мм. Длительно допустимый ток для алюминиевых шин 60х10 мм проложенных в три полосы составляет 2650А.
Проверим шины по длительно допустимому току.
В качестве расчетного тока ТП примем номинальный ток двух трансформаторов. В этом случае Iр=2IтрВН=2578=1156А. Таким образом
50А ≥ 1156А – условие выполняется
Выберем вводные и секционные автоматические выключатели в РУ-04кВ марки ВА88-43 с МР211. Номинальное напряжение автомата Uном=400В и номинальный ток Iном =1600А. Проверим выбранный автомат:
по номинальному току. В качестве расчетного тока примем номинальный ток трансформатора. В этом случае Iр=IтрНН=А
00А ≥ 144337А – условие выполняется
0В ≥ 400В – условие выполняется
Технические характеристики вводных и секционного автоматического выключателей приведены в таблице 11.
Таблица 11 – Технические характеристики автоматов ВА88-43
Уставка расцепителя Iэмр А
Выберем шины в РУ-04кВ трансформаторной подстанции. Выберем алюминиевые шины размером 80х10 мм. Длительно допустимый ток для алюминиевых шин 80х10 мм составляет 3100А.
В качестве расчетного тока примем номинальный ток двух трансформаторов. В этом случае Iр=2IтрНН=2144337=288675А. Таким образом
00А ≥288675А – условие выполняется
8Расчёт токов трехфазного короткого замыкания
Выбранные автоматические выключатели необходимо проверить на устойчивость к токам короткого замыкания так как у каждого автоматического выключателя есть максимальный ток который он может отключить. В случае если ток КЗ превысит данное значение автоматический выключатель выйдет из строя. Поскольку наибольшим током является трехфазный ток КЗ то нужно рассчитать данный ток.
Для этого составляем расчетную и схему замещения для каждого РП. Отмечаем на них точки короткого замыкания определяем сопротивления всех элементов схемы замещения и производим расчет. Расчетные схемы и схемы замещения для каждого РП приведены в приложении АБ.
Значения входящих в схему сопротивлений определяем по таблицам 1.9.1 1.9.3 1.9.5 1.9.6 1.9.7 [1] и таблице 5 выбора кабельных линий. В таблице 12 приведены значения сопротивлений для определения тока КЗ для точек К1 К2 К3.
Таблица 12 – Значения сопротивлений схемы замещения
Наименование элемента
Трансформатор ТМ100010
Вводной автомат ВА88-43 с МР211 1600А
Отходящий автомат ВА88-43 1000А с МР110
Кабельная линия ВВГ 4х300 599м
Кабельная линия ВВГ4х300 599м
Вводной автомат в РП-1 ВА88-40 800А
Отходящий автомат ВА47-32 125А
Кабельная линия ВВГ 4х35 42м
Магнитный пускатель КМИ5115 115А
Определим ток короткого замыкания для точки К1. Для этого определим результирующее сопротивление до точки К1.
xК1=xтр+ха+хштп=85+008+008=866мОм
rК1=rтр+rа+rштп=2+008+017=225мОм
Определим ток короткого замыкания в точке К1
где UБ – напряжение сети В.
Определим ток короткого замыкания для точки К2. Для этого определим результирующее сопротивление до точки К2.
xК2=хК1+ха+хл+ха+хшврп=866+01+353+013+07=1312мОм
rК2=rК1+rа+rл+rа+rшврп=225+01+353+1112+015=1715мОм
Определим ток короткого замыкания в точке К2
Определим ток короткого замыкания для точки К3. Для этого определим результирующее сопротивление до точки К3.
xК3=хК2+ха+хл=1312+12+037=1469мОм
rК3=rК2+rа+rл+rп=1715+13+223+13=2198мОм
Определим ток короткого замыкания в точке К3
Для проверки на устойчивость к токам короткого замыкания выбранные автоматические выключатели должны удовлетворять условию
где Iотк.ном – номинальный отключаемый ток кА;
Iк – ток трехфазного короткого замыкания кА.
Проверим вводной автомат ВА88-43 с МР211 1600А. Его номинальный отключаемый ток Iотк.ном=50кА. Тогда
84кА50кА – условие выполняется
Вводной автомат ВА88-43 с МР211 1600А выдержит ток трехфазного короткого замыкания.
Аналогично проверим другие автоматы:
71кА50кА – условие выполняется
Отходящий автомат ВА88-43 1000А с МР100 выдержит ток трехфазного короткого замыкания.
Вводной автомат в РП-1 ВА88-40 с МР211 800А
71кА35кА – условие выполняется
Вводной автомат ВА88-40 с МР211800А в РП-1 выдержит ток трехфазного короткого замыкания.
Отходящий автомат в РП-1 ВА88-32125А
5кА15кА – условие выполняется
Отходящий автомат ВА88-32 125А в РП-1 выдержит ток трехфазного короткого замыкания.
Аналогично рассчитаем токи трехфазного короткого замыкания во всех остальных точках КЗ. Расчеты будем производить в программе Microsoft Excel. Результаты расчетов приведены в приложении В.
9Расчёт токов однофазного короткого замыкания
Для быстрого и надежного отключения поврежденной электроустановки от сети необходимо чтобы ток короткого замыкания Iкз превышал ток уставки расцепителя автоматического выключателя I.эмр
где к – коэффициент надежности.
В соответствии с Правилами устройства электроустановок коэффициент надежности принимается равным не менее 14 для автоматов с номинальным током до 100А и 125 для прочих автоматов.
Значение Iкз зависит от фазного напряжения сети Uф и сопротивления цепи «фаза-ноль» - в том числе от полного сопротивления трансформатора zт.
Расчетная величина тока однофазного короткого замыкания рассчитывается по формуле
гдеUф – фазное напряжение сети В;
Zт – расчетное сопротивление трансформатора мОм;
Zn – полное сопротивление петли «фаза-ноль» мОм.
Полное сопротивление петли «фаза-ноль» определяется по формуле
где rn – активное сопротивление петли «фаза-ноль»;
хn – индуктивное сопротивление петли «фаза-ноль».
Если расчетная величина тока короткого замыкания окажется меньше требуемой для надежного и быстрого отключения поврежденной электроустановки то необходимо увеличить сечение питающего кабеля и снова произвести расчет. Это делается до тех пор пока не будет выполнено условие надежности и быстроты отключения поврежденной электроустановки.
Определим ток однофазного короткого замыкания для заданных электроприемников и РП.
Для выбранного нами трансформатора ТМ-1000 по таблице 1.9.1 [1] выберем сопротивление Zт=81мОм.
Составляем расчетные схемы и схемы замещения для каждого распределительного пункта. Значения входящих в схему сопротивлений выбираем из предыдущего расчета токов трехфазного короткого замыкания.
Так как активное сопротивление фазной и нулевой жилы кабеля совпадают то при расчете однофазного КЗ необходимо результирующее активное сопротивление при расчете увеличивать в два раза.
Рассчитаем ток однофазного КЗ для точки К1 – на шинах ТП.
Тогда сопротивление петли «фаза-ноль» будет
rn = rа +rштп=008+017=025мОм
хn=xа+xштп=008+008=016мОм
Проверим будет ли надежно отключаться вводной автоматический выключатель ВА88-43 с МР211 с номинальным током 1600А и уставкой 2400А при данном однофазном токе КЗ на шинах:
кА>12524=3кА - условие выполняется
Таким образом вводной автомат ВА88-43 с МР211 будет надежно отключаться при однофазных КЗ в трансформаторной подстанции. Аналогично рассчитаем токи во всех остальных точках КЗ. Расчеты будем производить в программе Microsoft Excel. Результаты расчетов приведены в приложении Г.
Согласно ПУЭ сопротивление заземления должно быть равно не более 4Ом при напряжении 380В. Но при высоком сопротивлении грунта (более 100Омм) разрешается увеличить сопротивление заземления в 001rгр.
Исходные данные для расчета:
Грунт в районе цеха – песок при температуре +20°С.
Размеры цеха АхВхН = 48х30х9м.
Горизонтальный электрод – полоса 40х4 мм
Вертикальный электрод – пруток диаметром d=16мм2 и длиной L=3м.
Глубина заложения вертикального электрода t0=07м.
В нашем случае необходимо заземлить цеховую ТП 1004 и все находящееся в цехе оборудование.
Определим сопротивление грунта по таблице 1.13.3 [1] ρгр=800Омм. При таких грунтах разрешается увеличить сопротивление заземления в 001rгр. Значит нормируемое сопротивление заземления
Rзном=4001rгр=4001800=32Ом
Определим коэффициент сезонности для II климатической зоны по таблице 1.13.2 [1]. Ксез.в=1.7; Ксез.г=4
Определим расчетное сопротивление грунта
rрасчв=rгрКсез.в= 80017=1360Ом
rрасчг=rгрКсез.г= 8004=3200Ом
Определим сопротивление одного вертикального заземлителя
rв=03rрасчв=031360=408Ом
Определим количество вертикальных заземлителей без учета экранирования
Определим значение коэффициента использования по таблице 1.13.5 [1] для вертикальных заземлителей расположенных в ряд. При этом расстояние а между заземлителями примем равным длине L вертикального заземлителя а=3м. Тогда коэффициент использования составит в=055.
Определим количество вертикальных заземлителей с учетом коэффициента экранирования
Определим сопротивление вертикальных заземлителей с учетом коэффициента экранирования
Определим сопротивление горизонтального заземлителя. Для этого определим длину соединительной полосы. В качестве соединительной полосы принимаем полосовую сталь 40х4.
Определим сопротивление соединительной полосы по формуле
где b – ширина соединительной полосы 40мм;
t0 – глубина заложения вертикального электрода 07м.
Определим общее сопротивление
Вывод: Полученное сопротивление соответствует нормам т.к.
Ом≥2844Ом – расчет заземления выполнен верно.
11Расчёт освещения цеха
Расчёт освещения цеха производим методом коэффициента использования светового потока. Примем нормированную освещённость на рабочих поверхностях Е=300лк. Выбираем светильники марки РСП05 группы Г1 с лампой ДРЛ-250 со световым потоком Флампы = 13500лм.
Примем коэффициенты отражения: потолкаρп=07
Определим количество рядов в цехе. Чтобы определить наивыгоднейшее расстояние между рядами светильников для группы Г1 принимаем по справочным данным Lh=091. Тогда L=091h. Определим рабочую высоту h:
h=H-hр=9-08=82 м. Тогда L=091h=09182=75м
При расположении рабочих мест рядом со стенами здания светильники следует устанавливать на расстоянии
Таким образом примем к установке 5 рядов светильников с расстоянием между рядами 7 метров и с расстоянием от стен – 1 метр.
Определим индекс помещения
i=S[h(A+B)]=(4830)[82(48+30)]=225
По найденному индексу помещения i определим коэффициент полезного действия помещения и светильника по справочным таблицам. По таблицам выбираем пом = 083. КПД для светильника РСП05 свет.=047.
Определим коэффициент использования светового потока
свет. пот.=свет. пом. = 047083 = 039
Определим световой поток одного ряда
где Е – освещенность рабочей поверхности лк
S – освещаемая поверхность (площадь помещения) м2;
z – коэффициент минимальной освещенности выбирается для ламп накаливания z=115 для газоразрядных ламп z=11;
кз – коэффициент запаса 115;
N - количество рядов;
свет. пот. – коэффициент использования светового потока.
Определим количество светильников в одном ряду. Светильник РСП05 имеет одну лампу ДРЛ-250 со световым потоком Флампы=13500лм. Тогда
n=ФФсв=365538413500=27 шт.
Принимаем к установке 27 светильников. Общее количество светильников составит Nn=527=135 светильников.
Таким образом освещение состоит из пяти рядов по 27 светильников в каждом ряду светильники марки РСП05 с лампами ДРЛ-250 (рисунок 2).
Рисунок 2 – План расположения светильников
ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
Электромонтажные работы следует начинать только после выполнения мероприятий по технике безопасности.
Выполнение и контроль этих мероприятий осуществляет ответственный представитель генерального подрядчика или субподрядной организации.
Электромонтажные работы в действующих электроустановках необходимо выполнять после снятия напряжения со всех токоведущих частей находящихся в зоне производства работ их отсоединения от действующей части электроустановки обеспечения видимых разрывов электрической цепи и заземления отсоединенных токоведущих частей.
Зона в которой проводятся электромонтажные работы должна быть отделена от действующей части электроустановки таким образом чтобы была исключена возможность доступа работающих к токоведущим частям находящимся под напряжением.
Перед началом электромонтажных работ на действующем предприятии (цехе участке) ответственные представители этого предприятия (заказчика) и генерального подрядчика с участием субподрядных организаций должны оформлять акт-допуск.
Актом-допуском устанавливается выделение участка для проведения электромонтажных работ а также устанавливаются организационно-технические мероприятия обеспечивающие безопасность этих работ в том числе прохода электромонтажного персонала и проезда механизмов.
Выполнение технических мероприятий предусмотренных актом-допуском осуществляет предприятие.
Для повышения безопасности электромонтажных работ следует предусматривать:
предварительный монтаж электрооборудования возможно более крупными блоками и последующий их подъем с целью сокращения объема работ на высоте;
монтаж объектов с максимальным применением комплектных и крупноблочных электротехнических устройств заводского изготовления;
предварительную сборку монтажных узлов и блоков на монтажно-заготовительном участке;
внедрение технологических линий по предварительной заготовке материалов и электромонтажных изделий;
контейнерную комплектацию объектов;
сокращение электросварочных работ.
Последовательность проведения электромонтажных работ необходимо соблюдать таким образом чтобы предыдущая операция не являлась источником опасных и вредных производственных факторов выполнений последующих.
Требования к производственным помещениям сооружениям площадкам и участкам
Электромонтажные работы на строительных объектах следует проводить после приемки по акту готовности помещений или их части сооружений территорий или участков под монтаж электроустановок.
До начала электромонтажных работ строительные леса и подмости должны быть убраны кроме обеспечивающих эффективное и безопасное ведение работ; территория помещения кабельные каналы – очищены от строительного мусора; люки ямы проемы траншеи и кабельные каналы – закрыты или ограждены; открытые кабельные каналы должны иметь переходы с перилами.
Опасные зоны где проводятся электромонтажные работы должны быть ограждены обозначены плакатами знаками безопасности по ГОСТ 12.4.026-76 и надписями или снабжены средствами сигнализации. Ограждения - по ГОСТ 12.4.059-78 и ГОСТ 23407-78.
Все рабочие места в темное время суток должны быть освещены.
Во время монтажа не допускается загромождать проходы материалами неиспользуемыми механизмами и оборудованием.
Требования к персоналу:
лица допускаемые к электромонтажным работам должны проходить предварительный и периодические медицинские осмотры в срок;
лица допускаемые к работам на оборудовании с электроприводом должны иметь квалификационную группу по технике безопасности (электробезопасности) по правилам технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей;
Подтверждение квалификационной группы следует проводить ежегодно с записью в журнале проверки знаний по технике безопасности.
Монтаж кабельных линий предполагает работу с большим объемом кабелей и оборудования поэтому при его осуществлении необходимо строго следовать инструкциям и соблюдать технику безопасности.
Техника безопасности при монтаже кабельных линий включает выполнение следующих предписаний:
При ручной прокладке кабеля вес участка кабеля который приходится на 1 взрослого человека не должен превышать 20 кг (для женщин) и 35 кг (для мужчин).
Вблизи подземных коммуникаций все земляные работы должны производиться под наблюдением мастера. Если работы проводятся вблизи действующих кабелей на месте прокладки должен присутствовать работник энергосистемы которая эксплуатирует данные кабели.
Во время прогрева кабеля электрическим током нельзя использовать напряжение превышающее 250В. Силовые трансформаторы и другие машины которые используются при прогреве обязательно должны быть заземлены вместе с оболочкой кабеля.
Для проведения работ в колодцах коллекторах и туннелях разрешено использовать небольшие переносные лампы напряжением до 12В.
К монтажу кабельных трасс допускаются только те электромонтеры которые имеют соответствующую квалификацию и прошли предварительный инструктаж.
Для проведения разогрева кабельной массы и припоя необходимо иметь брезентовые рукавицы и защитные очки.
Работа на кабельных линиях находящихся в зоне потенциально опасного влияния сети переменного тока (в пределах от 10 до 80 м) должны осуществляться минимум двумя работниками один из которых должен выполнять роль наблюдающего.
Все работы с кабельными линиями под напряжением необходимо проводить в диэлектрических перчатках резиновых галошах или ботах на толстой резиновой подошве.
Важно не только следить за соблюдением техники безопасности при прокладке кабельных линий но и следить за правилами эксплуатации электрических сетей внутри зданий и сооружений. Так например для монтажа некоторых разновидностей электронного оборудования и противопожарной автоматики производители пожарных систем рекомендуют использовать специальные огнеупорные кабели.
Цель поставленная перед выполнением данной работы достигнута – выбранное оборудование и составленные схемы соответствуют нормам и правилам эксплуатации электроустановок требуемая надёжность достигнута.
В процессе работы были рассчитаны и выбраны:
электрические нагрузки;
автоматы магнитные пускатели;
трансформаторы и распределительные устройства;
токи короткого замыкания;
заземляющие устройства;
При работе были закреплены основные теоретические положения по электроснабжению электрооборудованию электрическим аппаратам инженерной графике.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Шеховцов В.П. Расчет и проектирование схем электроснабжения. издательский дом «ИНФРА-М» 2007.
Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд. доп. - М.: Высшая школа. 2000.
Группа предприятий «ЭТМ». Справочник электротехнической продукции. 2006-2007.
Каталог продукции ИЭК 2009 г. СК-Промсервис
Дьяков В.И. Типовые расчеты по электрооборудованию: практ. Пособие-7-еизд.перераб. и доп.-М.: Высшая школа 1991.
Конюхова Е.А. Электроснабжение объектов: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. -М.: Издательство "Мастерство" 2002.

Содержание.doc

Теоретическая часть4
1 Краткая характеристика производства и потребителей
1 Расчёт электрических нагрузок7
2 Выбор электрической схемы11
3 Выбор кабельных линий12
4 Выбор автоматических выключателей16
5 Выбор магнитных пускателей 20
6 Выбор шкафов для распределительных пунктов23
7 Выбор оборудования трансформаторной подстанции24
8 Расчет токов трехфазного короткого замыкания28
9 Расчет токов однофазного короткого замыкания31
10 Расчет заземления33
11 Расчет освещения цеха35
Организационная часть37
Список используемых источников42

Титульный.doc

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение
«Краевой политехнический колледж»
Проектирование ЭСН и ЭО механического цеха
тяжелого машиностроения
КПКО. 14044802. ТЭ-129
РуководительШакиров Д.Ф.