• RU
  • icon На проверке: 17
Меню

Сэс проект

  • Добавлен: 11.12.2019
  • Размер: 17 MB
  • Закачек: 0
Узнать, как скачать этот материал

Описание

Курсовой проект (электроснабжение)

Состав проекта

icon
icon
icon Книга Юрченко О.А..doc
icon курсовой проек.СЭС.doc
icon Проект СЭС Схема цеха.dwg
icon Таблица ГРУПП..doc

Дополнительная информация

Контент чертежей

icon курсовой проек.СЭС.doc

1.Расчет электрических нагрузок .
Таблица 1.1 Исходные данные .
Гальванические ванны
Продольно-фрезерные станки
Горизонтально -расточные станки
Агрегатно-расточные ст.
Плоскошлифовальные станки
Краны консольные поворотные
Токарно-шлифовальный ст.
Радиально-сверлильные ст.
Алмазно-расточные станки
Определение расчетных электрических нагрузок – основа выбора мощности и числа силовых трансформаторов подстанций сечения проводов и жил кабелей электрических сетей коммутационной аппаратуры сечение токоведущих шин подстанций и распределительных устройств.
За расчетную электрическую нагрузку принимают тридцатиминутную максимальную мощность в наиболее загруженную смену.
а) Расчет одиночных нагрузок .
Ток нагрузки равный IН0M А определяется для большинства трехфазных ЭП по общей формуле:
uном - номинальное линейное напряжение сети кВ;
cosjНОМ- номинальный коэффициент мощности нагрузки;
hком — номинальный КПД.
Все значения РНОМ hНОМ и cosjНОМ электродвигателей приняты по каталогу (паспорту) и занесены в табл.1.2
Определяем для продольно-фрезерного станка №12 с Р=185кВ номинальный ток по ( )
для остальных ЭП ток находим по той же формуле и заносим полученные значения в табл.1.2
Таблица 1.2 Данные одиночных ЭП .
Агрегатно-расточные станки
Токарно-шлифовальный станок
Радиально-сверлильные станки
б) Расчет групповых нагрузок .
Расчет низковольтных электрических нагрузок производим методом коэффициента максимума.
Средняя активная нагрузка за максимально загруженную смену:
где Ки-коэффициент использования группы ЭП
Рном- номинальная мощность группы ЭП кВт.
Средняя реактивная нагрузка за максимально загруженную смену:
Средневзвешенное значение коэффициента использования:
Среднее значение коэффициента мощности и коэффициента полезного действия последующим формулам:
Активная расчетная мощность: Р=К ( )
Реактивная расчетная мощность: Q= Q ( )
Полная расчетная мощность: ( )
Гальванические ванны № 5-№9
Суммарная мощность РΣ=25+25+25+25+25=125кВт Определяем среднее значение коэффициента мощности и коэффициента полезного действия по
Активная сменная мощность по ( )
Реактивная сменная мощность ( )
Отношение номинальной мощности наибольшего двигателя к номинальной мощности наименьшего по формуле ( ):
средневзвешенный коэффициент использования : К=0.75>0.2 ; tg=0.33
Так как m3 и К то n= =5 ( )
По ( ) n= ; по справочнику берем Км=126
Согласно ( ) активная расчетная мощность:
расчетная реактивная мощность до компенсации по ( ) Qр=3093кВар
Для сварочных аппаратов .
Приводим мощности сварочных аппаратов к длительному режиму ПВ=60% : ( )
Для кранов консольных .
Приводим мощности консольных кранов к длительному режиму ПВ=25% : ( )
Расчет остальных групп ЭП аналогичен предыдущему расчету гальванических ванн.
Все электропотребители цеха при расчете групповых нагрузок разделяем на питающиеся от ШМА-1 и ШМА-2 .
ШМА-1 : Гальванические ванны №5-№9
Продольно-фрезерные станки №12№13 ; шлифовальные станки №17№18; горизонтально-расточные станки №14№15; агрегатно-расточные станки №16№24№25.
Суммарная мощность РΣкВт Определяем среднее значение коэффициента мощности и коэффициента полезного действия по ( )( )
Полная сменная мощность: ( )
средневзвешенный коэффициент использования : К=0150.2 ; tg=11 ; n>5 то
расчетная реактивная мощность до компенсации по ( ) Qр=3993кВар
Расчет для ШМА-2 и узла ( на РУ ) аналогичен расчету ШМА-1 .
Расчет групповых низковольтных нагрузок сводим в таблицу 1.3.
Выбор трансформаторов.
Правильный выбор числа и мощности трансформаторов на подстанциях промышленных предприятий является одним из основных вопросов рационального построения СЭС. В нормальных условиях силовые трансформаторы должны обеспечивать питание всех электроприемников предприятия. Выбор трансформаторов производится исходя из расчетной нагрузки объекта электроснабжения числа часов использования максимума нагрузки Pmaxтемпов роста нагрузок стоимости электроэнергии допустимой перегрузки трансформаторов и их экономической загрузки.
Для выбора мощности цеховых ТП необходимо знать среднюю расчетную мощность за максимально загруженную смену Pсм. На двух трансформаторных подстанциях следует стремиться применять однотипные трансформаторы одинаковой мощности для упрощения замены в случае выхода одного трансформатора из строя.
Наивыгоднейшая (экономическая) загрузка цеховых трансформаторов зависит от категории электроприемников от числа трансформаторов и способов резервирования. Совокупность допустимых нагрузок систематически и аварийных перегрузок определяет нагрузочную способность трансформаторов.
Выбираем двух трансформаторную подстанцию.
Мощность трансформатора
где кс– групповой коэффициент спроса; ΣРном. coswcp– средневзвешенное значение коэффициента мощности .
Мощность трансформатора для цеха обработки деталей по ( )
Выбираем два трансформатора мощностью по кВА; напряжение высокой стороны трансформатора кВ; низкая сторона кВ напряжения короткого замыкания .
В период загрузки трансформатора расчетной максимальной мощности кВт
Электроприемники 2й категории занимают 83% от общего количества ЭП. Активная мощность ЭП II категории
Загрузка трансформатора расчетной максимальной мощностью в нормальном режиме :
В нормальном режиме при продолжительности перегрузки в течении суток t=4 часа определяем системную нагрузку .
При аварийном выходе из строя одного из трансформатора и при отключении нагрузок III категории :
При аварийной перегрузке при t2=2 ч коэффициент загрузки трансформатора в режиме перегрузки .
Мощность трансформатора выбрана правильно.
Марка трансформатора : ТМ – 1606.
Выбор сечений жил кабелей шин и проверка их по потере напряжения.
Исходя из длительно допустимой температуры нагрева для всех применяемых на практике марок проводов и кабелей и способа их прокладки Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) регламентированы длительно допустимые токовые нагрузки. Поэтому проводники по нагреву выбирают путем сравнения расчетного тока нагрузки с длительно допустимым током:
Расчетным током для кабельных и воздушных линий питающих одиночные нагрузки является номинальный ток этих электроприемников (А):
где РНОМ–номинальная мощность электроприемника кВт; UНОМ–номинальная напряжение сети кВ; соswНОМ – номинальный коэффициент мощности электроприемника; hном–номинальный к.п.д. электроприемника.
Расчетный ток для линий питающих группу электроприемников определяют с учетом коэффициента максимума или спроса (А):
где Ррасч.– активная расчетная мощность группы электроприемников кВт;
соswср.–средневзвешенный коэффициент мощности группы электроприемников.
Расчетный ток (А) для выбора сечения проводов и кабелей по нагреву для подключения распределительного пункта питающего понижающий трансфо-рматор
где – сумма активных составляющих тока ( )
трансформаторов (А); hc– к.п.д. сети (для вл hc=0944095 для кл hc=0974099); – сумма реактивных составляющих расчетных токов трансформаторов(А) (2.38)
Потери напряжения в линии с сосредоточенной на конце нагрузкой (кВ)
где Iрас–расчетный ток линии А; r0 и соsw– расчетный коэффициент мощности в конце линии; l – длина линии км.
Выбираем сечение кабеля идущего к ТП со стороны РУ-6кВ.
Расчетный ток по ( )
С учетом поправочных коэффициентов при температуре окружающей среды плюс двадцать градусов по Цельсию – кп1=094 и по условиям прокладки – кп1=1 (прокладка одиночного кабеля) длительно допустимый ток по ( )
По [5] табл.1.3.7 стр.27 выбираем четырехжильный гибкий кабель с медными жилами марки КШВГ сечением токопроводящих жил S=10 мм2 с длительно допустимым током Iд.д.=42А.
с r0 =184Омкм x0 =0.11Омкм .
Расчетный ток для выбора кабелей для питания одиночных электроприемников определяем по ( ).
Для гальванической ванны №5 :
Длительно допустимый ток по ( )
По [5] стр.27 выбираем трехжильный гибкий кабель с алюмениевыми жилами с резиновой изоляцией в резиновой оболочке сечением токопроводящих жил S=16 мм2 с длительно допустимым током Iд.д.=60А. r0 =195Омкм x0 =00675Омкм
Для остальных нагрузок выбор сечения кабеля аналогичен данному расчету .
Сечение кабеля соединяющего РУ-0.4кВ с ШМА-1 :
По [5] табл.1.3.6 стр.27 выбираем трехжильный гибкий кабель с медными жилами с резиновой изоляцией в резиновой оболочке сечением токопроводящих жил S=150 мм2 с Iд.д.=395А r0 =0124Омкм x0=00596Омкм .
Выберем шинопровод ШМА-1.
Выбираем алюминиевую шину сечением 50х6 с Iд.д = 395А r0 =0119Омкм x0=0137Омкм .
Шинопровод ШМА-2 выбираем аналогичным образом .
Результаты выбора сечений заносим в табл.1.4.
Произведем расчет потери напряжения для кабельной линии соединяющую ГПП с цеховой ТП (РУ-6 кВ) находим значения потерь напряжения. ;
Потери на линии составили : 5%. Это соответствует требованиям ПУЭ.
Потери в трансформаторе :
Потери напряжения в трансформаторе вычисляем по следующей формуле(В)
где b=S`pST – коэффициент загрузки трансформатора; U0– напряжение вторичной обмотки трансформатора; u*a u*p– относительное значения соответственно активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания трансформатора:
где Рк– потери короткого замыкания кВт; u*K– напряжение кз трансформатора; w2– угол сдвига фаз вторичной цепи трансформатора.
Согласно (2.42)-(2.43) при b=14262500=08 Рк=265 кВт ST=160 кВА u*K=45% имеем : по ( )
Потери в трансформаторе в процентах по (3.27)
Потери напряжения в вольтах
Произведем расчет потери напряжения для кабеля соединяющего ТП (РУ-04 кВ) с шинопроводом ШМА-1 находим значения потерь напряжения кабельной линии .
%. что удовлетворяет требованиям ПУЭ.
Произведем расчет потери напряжения на шинопроводе ШМА-1 на участке от кабеля ТП до кабеля нагрузки №9 : ; по( ) и ( )
%. что удовлетворяет требованиям ПУЭ .
Произведем расчет потери напряжения для кабеля соединяющего ШМА-1 с самой удаленной от ТП ( РУ-0.4кВ) нагрузкой №9 (гальваническая ванна) : ; по( ) и ( )
Суммарное падение напряжения на участке от ТП до самой удаленной нагрузки №9.
что удовлетворяет требованиям ПУЭ. Все данные по потере напряжения сведены в таблицу 1.4.
Таблица 1.4 Результаты выбора проводникового материала.
Продолжение таблицы 1.4.
Суммарная потеря напряжения в процентах
Расчет освещения цеха.
Произведем расчет освещения цеха обработки корпусных деталей по методу светового потока .
Определим число светильников для освещения всего цеха длиной 48 м и шириной 30м. Минимальная искусственное освещение в помещениях регламентированное нормами СНиП 23-05-95 для общего постоянного наблюдение за ходом производственного процесса равна 30 лк.
Площадь помещения S составит . Световой поток необходимый для нормального освещения определим по следующей формуле (13.3)[10]
где kз=13÷15 - коэффициент запаса; zосв=13÷14 – коэффициент равный отношению средней освещенности к минимальной; Еm S — площадь подлежащая освещению м2; осв - коэффициент использования осветительной установки зависящий от типа светильника коэффициентов отражения стен и потолка помещения для цехов осв=02÷04.
Подставляя все известные параметры получаем
Принимаем светильники люминесцентные СЛ.1.03 имеющий световой поток F=1800 лм.
Определяем необходимое количество светильников
Принимаем сто два светильника и располагаем их вдоль цеха и в комнатах по середине в пять рядов с расстоянием между светильниками 24 м и расстоянием между крайними светильниками и торцевыми стенами 15 м и 1 м.
Для определения бокового освещения воспользуемся точечным методом расчета освещения изложенному в [10]. Устанавливаем светильники на потолке по бокам дверей и где нужно дополнительное освещение.
Освещенность в горизонтальной плоскости определим по формуле:
где 4 –число светильников; С – коэффициент представляющий отношение светового потока принятой лампы (F= 1800 лм) к световому потоку условной лампы для которой F= 2000 лм; - сила света под углом α к оси светильника для выбранного светильника ; - коэффициент запаса учитывающий запыленность колпака светильника; H=28 м – высота подвеса светильника над освещаемой площадью; определяем угол α :
свещенность дверей и углов соответствует минимальной норме 30 лк если расположить светильники на высоте H=28 м с расстоянием между светильниками L=6 м.
Компенсация реактивной мощности .
Компенсацию реактивной мощности будем осуществлять используя конденсаторные батареи так как у них невысокие потери отсутствуют вращающиеся части малая масса простота монтажа отсутствие шума и невысокая стоимость .
Места установки регулируемых конденсаторных батарей в сетях определяется с учетом требований энергосистемы число и мощность ступеней регулирования рассчитывается в соответствии с графиком нагрузки спроектированного объекта . При размещении в цехе необходимо чтобы
конденсаторных установок определялось мощностью ШМА-1 ШМА-2 и одиночных нагрузок .
Расчетная мощность компенсаторной батареи определяется по формуле :
- суммарная расчетная мощность всех ЭП .
Выбираем две комплектных конденсаторных установки :
хУКБН-0.38-200-50У3
Количество ступеней 4 ; удельные потери
Габариты 800х440х1685 (мм) .
Эти комплектные компенсаторные батареи подключаем к шине низкого напряжения трансформаторной подстанции .
Расчет токов короткого замыкания.
Расчет токов кз в установках напряжением ниже 1кВ.
При составлении расчетной схемы и схемы замещения необходимо учесть активные и индуктивные сопротивления трансформаторов шин проводов токовых обмоток автоматических выключателей первичных обмоток трансформаторов тока переходные сопротивления коммутационных аппаратов. Обычно эти величины приводятся в миллиомах.
На рис. приведены расчетная схема и схема замещения внутреннего электроснабжения цеха .
Рис. Расчетная схема и схема замещения .
Сопротивления трансформаторов с учетом активного сопротивления расчитываем по следующей формуле :
Сопротивление токовой катушки автоматического выключателя берется по справочному материалу. Сопротивления кабельной линии и шин определяются по :
Определив результирующие активное и индуктивное сопротивления подсчитывают ток КЗ подставляя значение Ucp в вольтах:
где Ucp– среднее значение напряжения места короткого замыкания В; zрез–
суммарное сопротивление до точки КЗ мОм.
В процессе КЗ проводники нагреваются их сопротивление увеличивается:
где r – сопротивление до начала КЗ при температуре 0; m – коэффициент (для меди m=225; для алюминия m=6); t – время КЗ с; q – сечение проводника мм2.
Уточненное значение тока КЗ (кА)
Ударный ток КЗ коэффициент kу находят по [6] рис. 7.4 по отношению хr
На величину тока КЗ могут оказать влияние асинхронные электродвигатели мощностью более 100 кВт если они присоединены вблизи места КЗ. Этот ток быстро затухает поэтому влияние электродвигателей учитывают при определении Iп0 и iy.
Ток Iп0 от асинхронных электродвигателей
где 09 – расчетная относительная ЭДС - относительное сверхпереходное индуктивное сопротивление асинхронного электродвигателя; Iном.д. – номинальный ток одновременно работающих электродвигателей.
В среднем можно принять =02 тогда
Апериодическая составляющая тока КЗ от асинхронных двигателей затухает очень быстро поэтому ее можно не учитывать при определении ударного тока тогда : (2.55)
Определяем ток КЗ в точке К1 на шине низкого напряжения (рис.). На трансформаторной подстанции установлен трансформатор ТМ-160; Uк=45%; Рк=265 кВт. К шинам 04 кВ трансформатор присоединен двумя кабелями . Также учитываем сопротивление обмоток выключателя .
Принимаем что напряжение на шинах 6 кВ цеховой подстанции неизменно.Расчет сопротивлений ведем в именованных единицах (мОм)
Сопротивление трансформатора по формулам (2.46)–(2.47)
Сопротивление токовой катушки автоматического выключателя rа=012 мОм; ха=0094 мОм; переходное сопротивление контактов rкон=025 мОм.
Результирующее сопротивление до точки КЗ К1 мОм;
Определяем ток КЗ от источника (системы) по (2.50) кА.
Находим по [6] рис. 7.4 при хr=16874189=04 коэффициент kу=128.
Значение ударного тока по (2.55) :
Учтем влияние группы электродвигателей М3 на ток КЗ :
Ударный ток КЗ от электродвигателей по
Токи КЗ в точке К1: кА; (2.58)
Сопротивление токовой катушки автоматического выключателя rа2=015 мОм; ха2=017 мОм; переходное сопротивление контактов rкон2=04 мОм.
Результирующее сопротивление до точки КЗ К2 мОм; (2.60)
Определяем ток КЗ от источника (системы) по(2.50):
Находим по [6] рис. 7.4 при хr=170542=0405 коэффициент kу=128.
Значение ударного тока по(2.55):
Сопротивление токовой катушки автоматического выключателя rа3=55 мОм; ха3=45 мОм; переходное сопротивление контактов rкон3=13 мОм.
Определяем ток КЗ от источника (системы) по(2.50)
Находим по [6] рис. 7.4 при хr=242466=052 коэффициент kу=12.
Значение ударного тока : кА. по (2.55) В точках К4 и К5 расчет производим аналогично данным расчетам результаты расчета заносим в таблицу
Табл. . Значение токов короткого замыкания.
Расчет пусковых и пиковых токов .
Пусковой ток одного электродвигателя определяется по формуле :
где - кратность пускового тока определяется по каталогу;
- номинальный ток электродвигателя .
Пусковой ток группы электродвигателей определяется следующим образом
где - максимальный пусковой ток из группы ЭП
где - номинальный ток группы определяется по (2.20) А.
- номинальный наибольший ток одного ЭП из группы А.
Для нагрузки из более 5 двигателей :
Определяем пиковые токи для каждой группы ЭП.
Для первой группы ШМА-1 по (2.34)
Для второй группы ШМА-2 по (2.34)
Для электросварочных аппаратов : по (2.64)
Для кранов поворотных : по (2.64)
Выбор автоматических выключателей и уставки срабатывания реле защиты производится по найденным значениям пиковых токов и токов короткого замыкания .
Выбор уставок защиты и защитной аппаратуры.
Автоматические выключатели выбирают по номинальному току а уставки токов срабатывания реле по :
где - максимальный пусковой ток из группы ЭП А; - сумма номинальных токов всех электродвигателей кроме запускаемого наиболее мощного А;
По полученным данным значениям принимают наиболее ближайшую большую уставку аппарата защиты при этом должно улидотварятся условие:
Если защита цепи вторичной обмотки осуществляется со стороны первичной обмотки силового трансформатора то выбор уставок тока срабатывания осуществляют по выражению: (2.71)
где кт – коэффициент трансформации трансформатора.
Определяем уставки для выключателей одиночных нагрузок. Проверяем уставку тока по отношению к расчетному току двухфазного кз
где кч – коэффициент чувствительности защиты равный 15.
Ток двухфазного короткого замыкания (2.73).
Значения токов трехфазного кз приведены в табл.2.6.
кА. по (2.73) 092кА363кА по (2.69 )
Проверяем условие (2.72) .
Выбираем вакуумный выключатель марки : ВВТЭ-М-10-2630
с током срабатывания время отключения 0.02с .
Для вводного выключателя на ШМА-1 :
Проверяем условие (2.72) . 06кА421кА по (2.69)
Для выключателя крана поворотного ток двухфазного кз кА.по(2.73)
Условие (2.72) выполняется . 0115кА418кА по (2.69 )
Выбираем вакуумный выключатель марки : ВБТЭ-10-2630
с током срабатывания время отключения 0.03с .
Для выключателя вентилятора получаем такое –же значение тока уставки срабатывания и выбираем вакуумный выключатель марки : ВБЭ-10-2630
с током срабатывания время отключения 0.03с .
Для разьединителя на РУ-0.4кВ по (2.73 ) : кА.
Выбираем разъединитель ПМЛ-110004В с допустимым током изоляции
Ток уставки по (2.71) для выключателя со стороны первичной обмотки трансформатора : .
Проверяем выполнения отношения
где - ток двухфазного кз на вводных зажимах общего защитного аппарата в цепи вторичной обмотки трансформатора для нашего случая при 1909 кА ток двухфазного кз =166 кА по (2.73). Условие (2.72) выполняется.
Выбираем вакуумный выключатель марки : ВБТЭ-10-20
Токи уставок всех выключателей отвечают требованиям результаты их выбора сводим в таблицу 2.7.
Табл.2.7 Выбор токов уставок .
Выключатель вентилятора
Выключатели один.нагрузок
Разьединитель на РУ-0.4кВ
Продолжение таблицы Выбор токов уставок.
Для выключат.крана поворотн.
Вводной выключатель на ШМА-1

icon Проект СЭС Схема цеха.dwg

Проект СЭС Схема цеха.dwg
Голова. Кафе. Юрченко А.В.
Н. счетчик. Юрченко О.А.
Участие в гальванических покрытиях

icon Таблица ГРУПП..doc

пределы ном.мощ-ностей
Электрические нагрузки.
Электросварочные аппараты
-гальванические ванны
- продольно-фрезерные станки
- шлифовальные станки
- горизонтально-расточные ст.
- агрегатно-расточные станки
-токарно-шлифовальные станки
-радиально-сверлильные
- алмазно-расточный станок
Табл.2.3. Расчет групповых нагрузок .
up Наверх