№ по плану

Наименование электроприёмников

Р ном, кВт

Станок токарный

Станок токарный

Станок токарный

Станок токарный

Станок токарный

Станок токарный

Станок карусельный с ЧПУ

Станок фрезерный

Станок фрезерный

Станок фрезерный

Станок фрезерный

Вентилятор

Вентилятор

Кран - балка ПВ = 40%

Кран - балка ПВ = 40%

Вентилятор

Вентилятор

Наимен. участка

Тип лампы

Площадь участка, м²

Наим. узла гр. ЭП

Р уст кВт

Р ном кВт

C osφ tgφ

1) станки фрезерные

2) станок токарный

3) станок карус. с ЧПУ

0,5 1,73

4) кран-балка ПВ=40%

0,5 1,73

На шинах ШР-1

1) станки фрезерные

0,4 2,35

2) Вентиляторы

0,8 1,73

На шинах ШР-2

1) станки токарные

0,4 2,35

2) Вентиляторы

0,8 1,73

3) кран-балка ПВ=40%

0,5 1,73

На шинах ШР-3

Освещение

На шинах 0,38 ТП

Наименование параметров

Вариант 1 - 1 x 160 кВ·А

Вариант 2 - 2 x 63 кВ·А

ΔР х.х кВт

ΔР к.з кВт

С о, тн/кВт∙ч

Расчётные координаты

Координаты установки

проводник

предохранитель

Кол-во жил

Наименование электрооборудования

Марка Тип

Единица измерения

Количество

Разъединитель трёхполюсной

Выключатель масляный

ВММ-10-320-10тз

Трансформатор масляный мощностью 160Кв*А

Предохранитель

тоже I ном =600А I пл.вс =500А

тоже I ном =250А I пл.вс =200А

тоже I ном =250А I пл.вс =120А

тоже I ном =100А I пл.вс =80А

тоже I ном =100А I пл.вс =50А

тоже I ном =100А I пл.вс =40А

тоже I ном =100А I пл.вс =30А

Кабель на напряжение 6Кв Сечением 3/10мАПВ

Постников Н.П., Рубашов Г.М. Электроснабжение промышленных предприятий. Л.: Стройиздат, 1980.

Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок.- М.: Высшая школа, 1981.

Крючков И.П., Кувшинский Н.Н., Неклепаев Б.Н. Электрическая часть станций и подстанций.- М.: Энергия, 1978.

6. Справочник по электроснабжению и оборудованию /Под ред. Федорова А.А., Барсукова А.Н. М., Электрооборудование, 1978.

7. Правила устройства электроустановок /Минэнерго СССР.- М.: Энергия, 1980.

Хромченко Г. Е. Проектирование кабельных сетей и проводок - М.: Высшая школа, 1973.

9. Е.Ф. Цапенко. Устройства для защиты от однофазного замыкания на землю. - М.: Энергоатомиздат 1985 г. - 296 с.

10. Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. - Киев: Наукова думка, 1985 г. - 354 с.

Железко Ю.С.. Выбор мероприятий по снижению потерь электроэнергии в электрических сетях. Руководство для практических расчетов. - М.: Энергоатомиздат, 1989 г. - 176 с.

Выбор схемы электроснабжения неразрывно связан с вопросом напряжения, мощности, категории ЭП по надежности, удаленности ЭП .

В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники разделяются на следующие три категории.

Электроприемники первой категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых может повлечь за собой: опасность для жизни людей, угрозу для безопасности государства, значительный материальный ущерб, расстройство сложного технологического процесса, нарушение функционирования особо важных элементов коммунального хозяйства, объектов связи и телевидения.

Из состава электроприемников первой категории выделяется особая группа электроприемников, бесперебойная работа которых необходима для безаварийного останова производства с целью предотвращения угрозы жизни людей, взрывов и пожаров.

Электроприемники второй категории – электроприемники, перерыв электроснабжения которых приводит к массовому недоотпуску продукции, массовым простоям рабочих, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей.

Электроприемники третьей категории – все остальные электроприемники, не подпадающие под определения первой и второй категорий.

Электроприемники первой категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, и перерыв их электроснабжения при нарушении электроснабжения от одного из источников питания может быть допущен лишь на время автоматического восстановления питания.

Для электроснабжения особой группы электроприемников первой категории должно предусматриваться дополнительное питание от третьего независимого взаимно резервирующего источника питания.

В качестве третьего независимого источника питания для особой группы электроприемников и в качестве второго независимого источника питания для остальных электроприемников первой категории могут быть использованы местные электростанции, электростанции энергосистем (в частности, шины генераторного напряжения), предназначенные для этих целей агрегаты бесперебойного питания, аккумуляторные батареи и т. п.

Если резервированием электроснабжения нельзя обеспечить непрерывность технологического процесса или если резервирование электроснабжения экономически нецелесообразно, должно быть осуществлено технологическое резервирование, например, путем установки взаимно резервирующих технологических агрегатов, специальных устройств безаварийного останова технологического процесса, действующих при нарушении электроснабжения.

Электроснабжение электроприемников первой категории с особо сложным непрерывным технологическим процессом, требующим длительного времени на восстановление нормального режима, при наличии технико-экономических обоснований рекомендуется осуществлять от двух независимых взаимно резервирующих источников питания, к которым предъявляются дополнительные требования, определяемые особенностями технологического процесса.

Электроприемники второй категории в нормальных режимах должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых взаимно резервирующих источников питания.

Для электроприемников второй категории при нарушении электроснабжения от одного из источников питания допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады.

Для электроприемников третьей категории электроснабжение может выполняться от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта или замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 1-х суток.

Вопрос выбора схемы электроснабжения, уровня напряжения решается на основе технико-экономического сравнения вариантов.

Для питания промышленные, предприятий применяют электросети напряжением 6, 10, 35, 110 и 220 кВ.

В питающих и распределительных сетях средних предприятий принимается напряжение 6–10 кВ. Напряжение 380/220 В является основным в электроустановках до I000 В. Внедрение напряжения 660 В экономически эффективно и рекомендуется применять в первую очередь для вновь строящихся промышленных объектов .

Напряжение 42 В (36 и 24) применяется в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных, для стационарного местного освещения и ручных переносных ламп.

Напряжение 12 В применяется только при особо неблагоприятных условиях в отношении опасности поражения электрическим током, например, при работе в котлах или других металлических резервуарах с использованием ручных переносных светильников.

Применяются две основные схемы распределения электроэнергии – радиальная и магистральная в зависимости от числа и взаимного расположения цеховых подстанций или других ЭП по отношению к питающему их пункту.

Обе схемы обеспечивают требуемую надежность электроснабжения ЭП любой категории.

Радиальные схемы распределения применяются главным образом в тех случаях, когда нагрузки рассредоточены от центра питания. Одноступенчатые радиальные схемы применяются для питания крупных сосредоточенных нагрузок (насосные, компрессорные, преобразовательные агрегаты, электропечи и т. п.) непосредственно от центра питания, а также для питания цеховых подстанций. Двухступенчатые радиальные схемы используют для питания небольших цеховых подстанций и электроприемников ВН с целью разгрузки основных энергетических центров (рис. З.1). На промежуточных распредпунктах устанавливается вся коммутационная аппаратура. Следует избегать применения многоступенчатых схем для внутрицехового электроснабжения.

Рис. 3.1. Фрагмент радиальной схемы распределения электроэнергии

Распределительные пункты и подстанции с электроприемниками I и II категорий питаются, как правило, по двум радиальным линиям, которые работают раздельно, каждая на свою секцию, при отключении одной из них нагрузка автоматически воспринимается другой секцией.

Магистральные схемы распределения электроэнергии следует применять при распределенных нагрузках, когда потребителей много и радиальные схемы экономически нецелесообразны. Основные преимущества: позволяют лучше загрузить при нормальном режиме кабели, сэкономить число шкафов на распределительном пункте, сократить длину магистрали. К недостаткам магистральных схем относятся: усложнение схем коммутации, одновременное отключение ЭП нескольких производственных участков или цехов, питающихся от данной магистрали при ее повреждении. Для питания ВП I и II категорий должны применяться схемы с двумя и более параллельными сквозными магистралями (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Схема с двойными сквозными магистралями

Питание ЭП в сетях напряжением до 1000 В II и III категорий по надежности электроснабжения рекомендуется осуществлять от однотрансформаторных комплектных трансформаторных подстанций (КТП).

Выбор двухтрансформаторных КТП должен быть обоснован. Наиболее целесообразны и экономичны для внутрицехового электроснабжения в сетях до 1 кВ магистральные схемы блоков трансформатор–магистраль без распределительных устройств на подстанции с применением комплектных шинопроводов.

Радиальные схемы внутрицеховых питающих сетей применяют, когда невозможно выполнение магистральных схем по условиям территориального размещения электрических нагрузок, а также по условиям среды.

Для электроснабжения цеховых потребителей в практике проектирования редко применяют радиальные или магистральные схемы в чистом виде. Наибольшее распространение находят так называемые смешанные схемы электрических сетей, сочетающие в себе элементы как радиальных, так и магистральных схем.

Схемы электроснабжения и все электроустановки переменного и постоянного тока предприятия напряжением до 1 кВ и выше должны удовлетворять общим требования к их заземлению и защите людей и животных от поражения электрическим током как в нормальном режиме работы электроустановки, так и при повреждении изоляции .

Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на:

– электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с глухозаземленной или эффективно заземленной нейтралью ;

– электроустановки напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной или заземленной через дугогасящий реактор или резистор нейтралью;

– электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью;

– электроустановки напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью.

Для электроустановок напряжением до 1 кВ приняты следующие обозначения: система TN – система, в которой нейтраль источника питания глухозаземлена, а открытые проводящие части электроустановки присоединены к глухозаземленной нейтрали источника посредством нулевых защитных проводников (см. рис. 3.3–3.7).

Рис. 3.3. Система TN-C – система TN , в которой нулевой защитный

и нулевой рабочий проводники совмещены в одном проводнике

на всем ее протяжении

Первая буква – состояние нейтрали источника питания относительно земли:

T – заземленная нейтраль;

I – изолированная нейтраль.

Вторая буква – состояние открытых проводящих частей относительно земли:

T – открытые проводящие части заземлены, независимо от отношения к земле нейтрали источника питания или какой-либо точки питающей сети;

N – открытые проводящие части присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания.

Последующие (после N ) буквы – совмещение в одном проводнике или разделение функций нулевого рабочего и нулевого защитного проводников:

S – нулевой рабочий (N ) и нулевой защитный (PE ) проводники разделены;

C – функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном проводнике (PEN -проводник);

N – нулевой рабочий (нейтральный) проводник;

PE – защитный проводник (заземляющий проводник, нулевой защитный проводник, защитный проводник системы уравнивания потенциалов);

PEN – совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий проводник.

Рис. 3.4. Система TN-S – система TN , в которой нулевой защитный

и нулевой рабочий проводники разделены на всем ее протяжении

Рис. 3.5. Система TN-C-S – система TN , в которой функции нулевого

защитного и нулевого рабочего проводников совмещены в одном

проводнике в какой-то ее части, начиная от источника питания

Рис. 3.6. Система TT – система, в которой нейтраль источника питания

глухо заземлена, а открытые проводящие части электроустановки

заземлены при помощи заземляющего устройства, электрически

независимого от глухозаземленной нейтрали источника

Рис. 3.7. Система IT –система, в которой нейтраль источника питания

изолирована от земли или заземлена через приборы или устройства,

имеющие большое сопротивление, а открытые проводящие части

электроустановки заземлены

Нулевой рабочий (нейтральный) проводник (N ) – проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников и соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с глухозаземленной точкой источника в сетях постоянного тока.

Совмещенный нулевой защитный и нулевой рабочий (PEN ) проводник - проводник в электроустановках напряжением до 1 кВ, совмещающий функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводников.

Для защиты от поражения электрическим током в нормальном режиме должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты от прямого прикосновения:

– основная изоляция токоведущих частей;

– ограждения и оболочки;

– установка барьеров;

– размещение вне зоны досягаемости;

– применение сверхнизкого (малого) напряжения.

Для дополнительной защиты от прямого прикосновения в электроустановках напряжением до 1 кВ при наличии требований других глав ПУЭ следует применять устройства защитного отключения (УЗО) с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА.

Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции должны быть применены по отдельности или в сочетании следующие меры защиты при косвенном прикосновении:

– защитное заземление;

– автоматическое отключение питания;

– уравнивание потенциалов;

– выравнивание потенциалов;

– двойная или усиленная изоляция;

– сверхнизкое (малое) напряжение;

– защитное электрическое разделение цепей;

– изолирующие (непроводящие) помещения, зоны, площадки.

Электроустановки напряжением до 1 кВ жилых, общественных и промышленных зданий и наружных установок должны, как правило, получать питание от источника с глухозаземленной нейтралью с применением системы TN .

Питание электроустановок напряжением до 1 кВ переменного тока от источника с изолированной нейтралью с применением системы IT следует выполнять, как правило, при недопустимости перерыва питания при первом замыкании на землю или на открытые проводящие части, связанные с системой уравнивания потенциалов. В таких электроустановках для защиты при косвенном прикосновении при первом замыкании на землю должно быть выполнено защитное заземление в сочетании с контролем изоляции сети или применены УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА. При двойном замыкании на землю должно быть выполнено автоматическое отключение питания в соответствии с ПУЭ.

Питание электроустановок напряжением до 1 кВ от источника с глухозаземленной нейтралью и с заземлением открытых проводящих частей при помощи заземлителя, не присоединенного к нейтрали (система TT ), допускается только в тех случаях, когда условия электробезопасности в системе TN не могут быть обеспечены. Для защиты при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО.

При этом должно быть соблюдено условие:

R a I a ≤ 50 B,

где I a – ток срабатывания защитного устройства;

R a – суммарное сопротивление заземлителя и заземляющего проводника наиболее удаленного электроприемника, при применении УЗО для защиты нескольких электроприемников.

При применении системы TN рекомендуется выполнять повторное заземление PE- и PEN- проводников на вводе в электроустановки зданий, а также в других доступных местах. Для повторного заземления, в первую очередь, следует использовать естественные заземлители. Сопротивление заземлителя повторного заземления не нормируется.

В электроустановках напряжением выше 1 кВ с изолированной нейтралью для защиты от поражения электрическим током должно быть выполнено защитное заземление открытых проводящих частей.

В прил. 3 приведены схемы электроснабжения отдельных зданий, а в прил. 4 – графические и буквенные обозначения в электрических схемах.

Электрические сети служат для передачи и распределения электрической энергии к цеховым потребителям промышленных предприятий. Потребители энергии присоединяются через внутрицеховые подстанции и распределительные устройства при помощи защитных и пусковых аппаратов.

Электрические сети промышленных предприятий выполняются внутренними (цеховыми) и наружными. Наружные сети напряжения до 1 кВ имеют весьма ограниченное распространение, т. к. на современных промышленных предприятиях электропитание цеховых нагрузок производится от внутрицеховых или пристроенных трансформаторных подстанций.

Выбор электрических сетей радиальные схемы питания характеризуются тем, что от источника питания, например от трансформаторной подстанции, отходят линии, питающих непосредственно мощные электроприёмники или отдельные распределительные пункты, от которых самостоятельными линиями питаются более мелкие электроприёмники.

Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания отдельных потребителей, т. к. аварии локализуются отключением автоматического выключателя поврежденной линии и не затрагивают другие линии.

Все потребители могут потерять питание только при повреждении на сборных шинах КТП, что мало вероятно. В следствии достаточно надёжной конструкции шкафов этих КТП.

Магистральные схемы питания находят широкое применение не только для питания многих электроприёмников одного технологического агрегата, но также большого числа сравнения мелких приёмников, не связанных единым технологическим процессом.

Магистральные схемы позволяют отказаться от применения громоздкого и дорогого распределительного устройства или щита. В этом случае возможно применение схемы блока трансформатор-магистраль, где в качестве питающей линии применяются токопроводы (шинопроводы), изготовляемые промышленностью. Магистральные схемы, выполненные шинопроводами, обеспечивают высокую надёжность, гибкость и универсальность цеховых сетей, что позволяет технологам перемещать оборудование внутри цеха без существенного монтажа электрических сетей.

В связи с равномерностью распределения потребителей внутри ремонтно-механического цеха, а также низкой стоимости и удобстве в эксплутации выбирается магистральная схема питания.

Расположение основного оборудования показано на схеме (рис.1).

При проектировании сети электроснабжения крупных потребителей, в число которых входят также и отдельные цеха предприятий, важно учитывать достаточно много условий. Исходные данные для проектирования зависят от многих факторов, начиная от специализации предприятия и заканчивая географическим положением, поскольку нужно учитывать не только мощность, потребляемую оборудованием, но и расходы на освещение и теплоснабжение. Грамотно и рационально выполненный проект электроснабжения цеха существенно влияет на надежность работы установленного оборудования при минимально допустимом потреблении электроэнергии. Электроснабжение предприятия должно обеспечивать безопасные условия труда и не иметь вредного влияния на окружающую среду.

Наиболее сложный и трудоемкий этап проектирования внутреннего электроснабжения - это определение и расчет потребляемой мощности нагрузки. В основе расчета лежат данные, как по паспортной потребляемой мощности оборудования, так и режимы его работы. Учитываются все факторы, включая реактивную мощность, требующую компенсации при помощи специального оборудования – компенсаторов реактивной мощности для обеспечения равномерной нагрузки трехфазной сети.

Отдельной графой в определении мощности идет расчет системы освещения цеха, позволяющий выбрать и оптимизировать расположение и типы светильников, в зависимости от требований к освещенности различных участков. Наличие или отсутствие центрального отопления может потребовать введение в число потребителей сезонное подключение систем электроотопления.

Большинство цехов промышленного предприятия требуют проектирования систем вентиляции.

Указанные условия показывают, насколько может быть трудоемким расчет системы электроснабжения на первом этапе проектирования, особенно, если речь идет об электропитании цеха нестандартного оборудования.

На втором этапе проектирования, используя данные первого этапа и масштабный план размещения оборудования, выбирается тип распределительной сети. При этом, необходимо учитывать такие факторы:

• Расположение приемников электроэнергии на территории цеха;
• Степень ответственности приемников (требования к надежности электропитания);
• Режим работы.

От выбранной схемы распределительной сети зависит расход материалов линий электропередач, расположение трансформаторных подстанций, распределительных щитов.

Используются такие виды распределительных сетей:

• Радиальные схемы;
• Магистральные;
• Комбинированные.

При радиальной схеме каждый приемник питается от отдельной линии, проложенной от распределительного щита. Такой вид сетей используется для подключения мощных приемников, расположенных на достаточном удалении один от другого, а подстанция находится вблизи геометрического центра нагрузки.

Магистральная схема характеризуется тем, что применяется при сосредоточенной нагрузке, когда приемники энергии сгруппированы последовательно и на небольшом расстоянии друг от друга. В таком случае они подключаются к единой магистрали, проложенной от трансформаторной подстанции или распределительного щита.

К комбинированной относится магистральная схема с сосредоточенными нагрузками, когда от распределительно щита отходит несколько магистралей, каждая для своей группы нагрузок. Комбинированной сетью можно назвать и такое построение радиальной, когда мощные потребители получают питание непосредственно от питающей подстанции, а менее мощные объединены в группы и получают питание от распределительных щитов.

Именно комбинированные сети получили наибольшее распространение, так как они позволяют наиболее оптимально использовать материальные ресурсы без снижения надежности. На данном этапе также учитываются требования приемников к надежности питания и закладываются схемы резервирования подачи электроэнергии.

Третий этап разработки проекта основывается на двух предыдущих и предполагает расчет необходимого количества, мощности распределительных устройств, подстанций, компенсаторов реактивной мощности.

Расчет мощности приемников электрической энергии

Мощность нагрузки на питающую сеть во многом зависит от вида производства. К примеру, оборудование цеха металлорежущих станков комбината металлообработки при одинаковом количестве устройств, потребляет гораздо большую мощность, чем станки цеха обработки древесины. Таким образом, электроснабжение механического цеха тяжелого машиностроения требует более строгого подхода в отношении выбора количества и мощности преобразовательных подстанций и линий электропередач.

При проектировании следует учитывать суточный график работы потребителей, и в основе расчетов должна лежать средняя потребляемая мощность в часы максимальной нагрузки. Если в расчет брать суммарную мощность потребителей, то большую часть времени трансформаторы подстанции будут работать в недогруженном режиме, что приведет к лишним финансовым затратам на обслуживание питающего оборудования.

Считается, что оптимальный режим работы трансформатора должен составлять работу на 65 – 70% от номинальной мощности.

Требуемое сечение линий электропитания также выбирается с учетом средней потребляемой мощности, поскольку приходится учитывать допустимую плотность тока, нагрев и потери мощности.

Точно также на данном этапе должны учитываться характеристики потребления реактивной составляющей мощности, для рационального использования компенсаторов. Неправильное размещение и параметры компенсаторов приведут к перерасходу энергии, неправильному учету, а, главное, к увеличенным потерям и нагрузке на линии электропередач.

Данная задача ставится в первую очередь там, где в наличии имеется много мощных потребителей с индуктивной нагрузкой. Самым распространенным примером являются асинхронные двигатели, которые входят в большинство станочного оборудования.

Второй этап проектирования

Выбор типа распределительной сети частично определяется характеристикой оборудования по категорийности приемников. Различают три категории по требованиям к надежности электропитания:

1. Первая категория – перерыв в подаче питания приводит к угрозе безопасности, авариям, полному срыву технологического процесса. К данной категории относятся большое количество оборудования машиностроительного и металлообрабатывающего профиля, а также предприятия серийного производства на основе конвейера, например, машиностроительного профиля.
2. Вторая категория – нарушение производственного цикла, перебои в выпуске продукции, не приводящие к серьезным экономическим последствиям. Большинство производств относятся именно к этой категории. Здесь можно указать оборудование ремонтно - механического цеха (РМЦ).
3. К третьей категории относятся потребители с более щадящими требованиями к электропитанию, чем первых двух категорий. Сюда можно отнести большинство производственного оборудования швейного цеха, и некоторые цеха металлоизделий.

Оборудование, относящееся к первой категории, требует выполнять проектирование электроснабжения с учетом взаимного резервирования нескольких (обычно двух) источников внешнего электрического снабжения.

Оптимальное сочетание надежности электроснабжения при минимальных затратах достигается правильным выбором системы электроснабжения в соответствии с категорийностью оборудования и расположением оборудования на площади производственного цеха.

В большинстве случаев наиболее рациональной является комбинированная магистральная схема с сосредоточенными нагрузками. Оборудование кузнечного цеха или сварочного цеха имеет свои особенности по энергопотреблению и требует прокладки отдельных питающих магистралей, а электроснабжение участка механосборочного цеха, напротив, вполне возможно выполнить по магистральной схеме. И когда в цехе установлено несколько поточных линий, то без нескольких магистралей питания не обойтись. То же необходимо учитывать, когда выполняется расчет электроснабжения инструментального цеха.

Отдельные линии питания закладываются на систему освещения и вентиляции, будь то электропроект деревообрабатывающего комбината или проект электрики авиазавода авиационного предприятия.

Заключительный этап

На основании данных предыдущих расчетов составляется электротехнический проект, состоящий из нескольких комплектов документов. Вначале разрабатывается рабочий проект, который в процессе выполнения работ может корректироваться в зависимости от местных условий и в конце работ будет отличаться от расчетного. Одним из основных документов при проектировании электроснабжения является однолинейная схема электроснабжения цеха. Чертеж однолинейной схемы позволяет быстро сориентироваться в тонкостях и особенностях электроснабжения цеха.

Подведем итоги

Проектирование системы электроснабжения отдельного цеха или целого завода является одним из самых ответственных мероприятий, выполнение которых возможно только специализированными организациями, имеющими право на такие работы. Не имеет смысла терять время на разработку проекта самостоятельно. Как бы он не был выполнен грамотно и точно, он все равно не получит согласования в организациях энергосбыта. Заказав типовой проект схемы внутрицехового электроснабжения до 1000 в или более у лицензированной организации, можно не беспокоится о безопасности и законности всех мероприятий по строительству и работе электрооборудования. Готовый проект будет иметь все необходимые допуски и согласования, начиная от эскиза и заканчивая полностью скорректированной документацией при сдаче объекта в эксплуатацию.

Заказать проект можно в компании «Мега.ру». На сайте компании имеется множество статей, раскрывающих суть и тонкости проектирования, с примерами проектов. Особое внимание следует обратить на статью , где подробным образом разъясняется, какие существуют стадии выполнения проекта электрики.

Но все же, гораздо больше интересующей информации можно получить, обратившись за консультацией непосредственно в компанию. В разделе указано, как можно связаться с нашими специалистами и получить ответы на все вопросы.

Выполняем все виды студенческих работ

Расчёт электрической нагрузки производится совместно для рабочего и аварийного освещения. Исходные данные для расчёта приводятся в таблице 8. Таблица 8 - Параметры нагрузки освещения цеха. Активные сменные мощности рабочего, кВт, и аварийного, кВт, освещения определяются по формуле. Для = 0,83. Реактивные сменные мощности рабочего, кВАр, и аварийного, кВАр, освещения определяются по формуле (2)...

Электроснабжение механического цеха серийного производства (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

• Введение
• 1. Общая часть
• 1.3 Категория надёжности электроснабжения цеха
• 2. Специальная часть
• 2.3 Расчёт электрической нагрузки силового оборудования цеха
• 2.8.4 Расчёт и выбор труб

Введение

Одной из наиболее актуальных задач в нашей стране является планомерное развитие ее хозяйственно-экономического комплекса. В условиях рыночной экономики главным фактором повышения эффективности национальной экономики становятся не отдельные достижения науки и техники, а высокий научный и технологический уровень всего производственного комплекса. Этот уровень определяется в первую очередь состоянием машиностроения как отрасли. В этом плане встают наиболее остро вопросы, связанные с улучшением, реорганизацией, развитием и модернизацией отрасли в целом и каждого предприятия в отдельности. В свою очередь любая модернизация промышленных машиностроительных предприятий, либо создание новых, ставит первоочередную задачу организации полноценного, экономичного и эффективного электроснабжения производственных мощностей, в том числе станкового парка.

В настоящем курсовом проекте рассматривается некоторый опыт проектирования электроснабжения отдельного участка механического цеха серийного производства, предназначенного для серийного выпуска продукции для завода тяжелого машиностроения.

Курсовой проект состоит из общей и специальной частей. В общей части рассматриваются основные данные помещения, оборудования и т. д. , необходимые для проведения расчетов. В специальной части приведены методы и непосредственно сами расчеты по организации электроснабжения участка цеха машиностроительного производства.

электроснабжение механический цех сеть

1. Общая часть

1.1 Характеристика помещений цеха

Механический цех серийного производства (МЦСП) разделен на следующие участки:

станочное отделение;

трансформаторная подстанция (ТП);

ремонтный участок;

бытовые помещения;

фрезерный участок;

заточной участок;

вентиляционная.

В помещении станочного отделения осуществляется основная производственная деятельность МЦСП, обработка заготовок и деталей. Станочное отделение является сухим помещением с нормальной средой, температура окружающей среды не превышает 30 °C, отсутствует химически активная среда, пожаро- и взрывоопасные вещества. Степень защиты оболочки электрооборудования IP 44.

Характеристики участков по условиям окружающей среды, технологическому назначению, наличию зон пожаро- и взрывоопасности приведены ниже в таблице 1.

Таблица 1 — Характеристики помещений цеха

1.2 Анализ электропотребителей цеха

В данном цехе используется электрооборудование, которое имеет следующие технологические назначения:

металлообрабатывающее оборудование (токарные, фрезерные станки и т. д.);

подъемно-транспортное оборудование (кран мостовой);

металлообрабатывающие станки (заточный, сверлильный, токарный, шлифовальный, фрезерный, болтонарезной, резьбонарезной станки);

деревообрабатывающие станки;

бытовые приборы (холодильник, электроплита);

сварочное оборудование (сварочный трансформатор, стол сварщика);

санитарно-техническое оборудование (вентиляторы);

Электропотребители подключены на трёхфазное напряжение 380 В (вентиляторы, станки), на однофазное напряжение 220 В (холодильник) и однофазное 380 В (сварочный трансформатор, электроплита). Остальное электрооборудование работает в длительном режиме.

Большинство электроприемников подключено на трехфазное напряжение 380 В (металлообрабатывающее, подъемно-транспортное оборудование), кроме однофазных электроприемников 220 В (наждачные, заточные станки, магнитный дефектоскоп) частотой 50Гц. Электропотребители цеха работают как в длительном режиме (металлообрабатывающее оборудование), так и в повторно-кратковременном (подъемно-транспортное оборудование).

Категорией надёжности электроснабжения называют способность электрической системы обеспечивать предприятие и отдельные объекты электроэнергией надлежащего качества без аварийных перерывов. В отношении обеспечения надежности электроснабжения электроприемники (ЭП) разделяются по правилам устройства электроустановок (ПУЭ) на три категории.

1 категория — к ней относятся электропотребители, перерыв в электроснабжении которых может вызвать угрозу жизни человека, повреждение дорогостоящего оборудования, массовый брак продукции и т. д. Потребители этой категории питаются от двух независимых источников электроэнергии. Перерыв электроснабжения допускается на время автоматического переключения с одного источника на другой.

2 категория — к этой категории относятся электропотребители, перерыв в электроснабжения которых может вызвать массовый недовыпуск продукции и простой рабочих, нарушение жизнедеятельности городских и сельских жителей. Питание потребителей осуществляется от двух независимых источников. При выходе из строя одного источника энергии переключение на другой источник энергии производит выездная оперативная бригада или оперативный персонал.

3 категория — к этой категории относятся электропотребители, которые не относятся к 1-й и 2-й категориям. Потребители этой категории питаются от одного источника электроэнергии, а перерыв их электроснабжения допускается на время не более суток.

Для электроприемников данной категории допустимы перерывы электроснабжения на время, необходимое для включения резервного питания дежурным персоналом или выездной оперативной бригадой. При наличии централизованного резерва допускается питание электроприемников II категории одним трансформатором, т. к перерыв в электроснабжения может вызвать массовый недовыпуск продукции и простой рабочих.

1.4 Исходные данные проектирования

Для выполнения электроснабжения цеха необходимо указать основные показателями цеха, параметры нагрузки цеха и технические параметры электропотребителей, которые заносятся в таблицы 2, 3 и 4 соответственно.

Таблица 2 — Основные показатели цеха

Таблица 3 — Параметры нагрузки цеха

Таблица 4 — Техническими параметрами электропотребителей

2. Специальная часть

2.1 Выбор способа и схемы электроснабжения распределительных сетей

Распределительной сетью называется сеть от распределительных шкафов до электропотребителей.

Распределительный шкаф (ШР) — это электротехническое устройство, служащие для приёма и распределения электроэнергии между электропотребителями, а также для их защиты от аварийных режимов. Распределительные шкафы устанавливаются, как правило, в центре нагрузок, а также в местах, не мешающих технологическому процессу и удобных для эксплуатации и ремонта. В данном цехе распределительные шкафы располагаются у стен.

Существует 3 схемы выполнения распределительных сетей.

Радиальная схема (рисунок 1) — это схема электроснабжения распределительных сетей, при которой электропотребитель получает питание по своей отдельной линии. Таким образом, при выходе из строя одной питающей линии остальные электропотребители продолжают получать питание. Однако при такой схеме используется большое количество пуско-защитной аппаратуры и кабельной продукции.

Рисунок 1 — Радиальная схема распределительной сети

Магистральная схема (рисунок 2) — это схема электроснабжения распределительных сетей, при которой несколько электропотребителей получают питание от одной линии.

Рисунок 2 — Магистральная схема распределительной сети

Смешанная схема (рисунок 3) — это схема электроснабжения распределительных сетей, при которой электропотребители получают электроэнергию как по радиальной, так и по магистральной схемам.

Рисунок 3 — Смешанная схема распределительной сети

Подключение электропотребителей к распределительным шкафам в механическом цехе производится как по радиальным, так и по смешанным схемам распределительных сетей.

В данном курсовом проекте используется радиальная схема распределительной сети.

Для подключения электропотребителей применяется как открытая (по конструкциям, в коробах), так и скрытая (в трубах подготовки пола) электропроводка. Способ прокладки электропроводки зависит от технологического процесса, условий окружающей среды, наличия пыли, химически активной среды, зон взраво- и пожароопасности. Например, электропроводка в венткамере выполняется открыто в коробе, чтобы защитить проводку от технологической пыли.

2.2 Расчёт электрической нагрузки распределительного шкафа методом упорядоченных диаграмм

Электрической нагрузкой для цеха является силовое оборудование и электроосвещение. Расчёт электрической нагрузки является важным элементом проектирования цехов, предприятий, участков. В зависимости от рассчитанной мощности выбирают число и мощность силовых трансформаторов, марку и сечение питающих линий высокого и низкого напряжения, а также тип пускозащитных аппаратов распределительных шкафов.

Приведён пример расчёта силового оборудования для распределительного шкафа (ШР) № 1 (по плану).

Исходные данные выбираются из таблицы 4 и заносятся в таблицу 5

По справочным данным находятся значения ки, cosц, tgц и заносятся в таблицу 5

Таблица 5 — Данные электропотребителей, подключённых к ШР1

Схема распределительного шкафа представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 — Принципиальная электрическая схема ШР1

Все ЭП относятся к одной технологической группе.

Определяется активная сменная мощность Рсм, кВт, по формуле Рсм=ku х? Рн1…8 (1)

Рсм=0,12×81,5 = 9,78 кВт Реактивная сменная мощность Qcм, кВАр, определяется по формуле

Qcм= Рсм х tgц (2)

Qcм= 9,78×2,30 =22,494 кВАр Суммарная сменная активная мощность Ш Р Рсм?, кВт определяется по формуле Рсм? = Рсм (3)

Рсм? = 9,78 кВт Суммарная сменная реактивная мощность ШР Qcм?, кВАр определяется по формуле

Qcм? = Qcм (4)

Qcм? = 22,494 кВАр Средневзвешенное значение функции tgц определяется по формуле

tgцсрв = Qcм? / Рсм? (5)

tgцсрв = 22,494/ 9,78 = 2,3

Полная среднесменная мощность ШР1 Scм?, кВА, определяется по формуле

Scм? =v 9,78 І + 22,494І = 24,53 кВА Средневзвешенное значение коэффициента мощности cosцсрв определяется по формуле

cosцсрв = Рсм? / Scм? (7)

cosцсрв = 9,78/24,53 = 0,399

Суммарная установленная мощность Э П Ру?, кВт, подключенных к ШР1, определяется по формуле Ру? =? Рн1+ Рн2+ Рн3+ Рн4+ Рн5+ Рн6+ Рн7+ Рн8 (8)

Ру? = 9,5+9,5+9,5+9,5+9,5+10+12+12 = 81,5 кВт Действительное число ЭП n 8 шт.

Средневзвешенное значение коэффициента использования определяется по формуле

kUсрв = Рсм? / Ру? (9)

kUсрв = 9,78/81,5 = 0,12

Эффективное число ЭП nэф, шт, определяется по формуле

6642, 25

nэф = 839,25 = 7,91

По данным значений nэф и kи срв находится значение коэффициента максимума kм

kм = f (nэф; kUсрв) (11)

kм = f (7,91; 0,12) = 2,59

Активная расчётная мощность ШР1 Рр кВт, определяется по формуле Рр = kм х Рсм? (12)

Рр =2,59×9,78 = 25,33 кВт Реактивная расчётная мощность ШР1 Qр, кВАр, определяется по формуле

Qр = 1,1 х Qcм?, т.к. nэф <10, nэф = 7,91 (13)

Qр = 1,1×22,494 = 24,7434 кВАр Полная реактивная мощность ШР1 Sр, кВа, определяется по формуле

Sр =v 25,33 І + 24,7434 І = 35,41 кВа Расчётный ток ШР1, А, определяется по формуле

Iр = 35,41/1,73×380 = 53,86 А Выбирается Э П с наибольшим пусковым током. Для ШР1 это — ЭП13 (Полуавтомат зубофрезерный). Находится его номинальный ток, А, по формуле

Iн1= 1,73×380×0,4×0,83 = 54,98 А Пусковой ток данного ЭП, А, определяется по формуле

где — коэффициент пуска (для).

In1 = 6×54,98 = 329,88 А Пиковый ток ШР1, А, рассчитывается по формуле

Iпик = 53,86 + 329,88 — 0,12×54,98 = 377,1424 А Данные расчётов заносятся в таблицу 6.

Таблица 6.

Активная сменная суммарная мощность силового оборудования, кВт, определяется по формуле

P см У сил = 710×0,3 = 213 кВт Определяется средневзвешенное значение математической функции силового оборудования соответствующее

при = 0.7 = 0,9 (20)

Реактивная сменная суммарная мощность силового оборудования, кВАр, определяется по формуле

Qcм? сил = 213×1,02 = 217,26 кВАр Активная расчётная мощность силового оборудования, кВт, определяется по формуле Рр сил = P см У сил х kм сил (12)

Рр сил = 213×1,3 = 276,9 кВт Реактивная расчётная мощность силового оборудования, кВАр, определяется по формуле

QР сил = 217,26 кВАр Полная расчётная мощность силового оборудования, кВА, определяется по формуле

Sp сил = v 276,9 І + 217,26 І = 351,96 кВА Расчётный ток силового оборудования, А, определяется по формуле

Iр = 351,96/1,73×380 = 535,38 А Для определения пикового тока силового оборудования находятся номинальный, А, и пусковой, А, токи электропотребителя с максимальным пусковым током по формулам (25), (26), (27) соответственно

Iн сил= 1,73×380×0,8×0,83 = 27,49 А

In1 = 6×27,49 = 164,94 А Пиковый ток силового оборудования, А, определяется по формуле (27)

Iпик сил = 535,38 + 164,94 — 0,12×27,49 = 697, 0212 А

2.4 Расчёт рабочего и аварийного освещения цеха

Расчёт электрической нагрузки производится совместно для рабочего и аварийного освещения. Исходные данные для расчёта приводятся в таблице 8

Таблица 8 — Параметры нагрузки освещения цеха

Активные сменные мощности рабочего, кВт, и аварийного, кВт, освещения определяются по формуле

Pсм РО = 0,9×54 = 48,6 кВт

Pсм АО = 1×11 = 11 кВт Средневзвешенные значения математической функции рабочего и аварийного освещения определяются по соответствующим значениям

Реактивные сменные мощности рабочего, кВАр, и аварийного, кВАр, освещения определяются по формуле (2)

Qcм РО = 48,6×0,48 = 23,33 кВАр

Qcм АО = 11×0 = 0 кВАр Активные расчётные мощности рабочего, кВт, и аварийного, кВт, освещения определяются по формуле

Pр РО = Pсм РО = 48,6 кВт

Pр АО = Pсм АО = 11 кВт Реактивные расчётные мощности рабочего, кВАр, и аварийного, кВАр, освещения определяются по формуле

Qр РО = Qcм РО (31)

Qр РО = Qcм РО = 23,33 кВАр

Qр АО = Qcм АО = 0 кВАр Полные расчётные мощности рабочего, кВА, и аварийного, кВА, освещения определяется по формуле (14)

Sp РО = v 48,6 І + 23,33 І = 53,9 кВА

Sp РО = v 11 І + 0 І = 11 кВА Расчётные токи рабочего, А, и аварийного, А, освещения определяются по формуле (15)

Iр РО = 1,73×0,38 = 81,67 А

Iр РО = 1,73×0,38 = 16,67 А Суммарная активная сменная мощность рабочего и аварийного освещения, кВт, определяются по формуле

Pсм? осв = 48,6 + 11 = 59,6 кВт Суммарная установленная мощность рабочего и аварийного освещения, кВт, определяются по формуле

Pу осв = 54 + 11 = 65 кВт Суммарная реактивная сменная мощность рабочего и аварийного освещения, кВАр, определяются по формуле

(34) Qсм? осв = 23,33 + 0 = 23,33 кВАр Активная расчётная мощность рабочего и аварийного освещения, кВт, определяются по формуле

Pр осв = 59,6 кВт Реактивная расчётная мощность рабочего и аварийного освещения, кВАр, определяются по формуле

Qр осв = 23,33 кВАр

2.5 Компенсация реактивной мощности

Работа машин и аппаратов переменного тока, основанная на принципе электромагнитной индукции, сопровождается процессом непрерывного изменения изменением магнитного потока в их магнитопроводах и полях рассеивания. Поэтому подводимый к ним поток мощности должен содержать не только активную составляющую Р, но и реактивную составляющую индуктивного характера Q, необходимую для создания магнитных полей, без которых процессы преобразования энергии, рода тока и напряжения невозможны.

Компенсация реактивной мощности может выполняться как естественным (уменьшение потребления реактивной мощности), так и искусственным (установка источников реактивной мощности) способами.

2.5.1 Расчёт электрической нагрузки цеха до компенсации

Расчёт полной электрической нагрузки цеха выполняется на основе данных расчёта электрической нагрузки на стороне низкого напряжения КТП и расчёта электрической нагрузки электроосвещения цеха, которые приведены в таблице 9

Таблица 9 — Параметры электрических нагрузок силового оборудования и электроосвещения цеха

Активная установленная мощность цеха, кВт, определяются по формуле

Pу цех = 710 + 54 = 764 кВт Активная сменная суммарная мощность цеха, кВт, определяются по формуле

(38) P см? цех = 196 +59,6 = 255,6 кВт Реактивная сменная суммарная мощность цеха, кВАр, определяются по формуле

Qсм? цех = 217,26 + 23,33 = 240,59 кВАр Полная сменная мощность цеха, кВА, определяются по формуле (6)

Scм цех =v 255,6 І + 240,6І = 351,03 кВА Средневзвешенное значение коэффициента мощности цеха определяются по формуле (7)

сosцсрв цех = 255,6/351,03 = 0,73

Средневзвешенное значение математической функции цеха определяются по формуле (5)

tgцсрв цех = 240,6/ 255,6 = 0,941

Активная расчётная мощность цеха, кВт, определяются по формуле

— коэффициент несовпадения максимума нагрузки для активной мощности.

P р цех = 0,95 х (276,9 + 59,6) = 319,7 кВт Реактивная расчётная мощность цеха, кВАр, определяется по формуле

Qр цех = 0,98 х (217,26 + 23,33) = 235,78 кВАр Полная расчётная мощность цеха, кВА, определяются по формуле (14)

Scм цех =v 319,7 І + 235,78І = 397,24 кВА Расчётный ток цеха, А, определяются по формуле (15)

Iр цех = 397,24/1,73×380 = 604,26 А Пиковый ток цеха, А, определяются по формуле (18)

Iпик цех = 604,26 + 329,88 — 0,12×54,98 = 930,54А

2.5.2 Расчёт и выбор комплектно-конденсаторной установки

Для выбора мощности и типа комплектно-конденсаторных установок используются данные расчёта электрической нагрузки силового оборудования и электроосвещения цеха, которые приведены в таблице 10

Таблица 10 — Параметры электрической нагрузки цеха

Средневзвешенное значение математической функции определяются по определяются по значению функции

Желаемое значение мощности ККУ, кВАр, определяются по формуле

QККУ жел = 255,6 х (0,941 — 0,36) = 148,5 кВАр Из справочных данных выбирается стандартное значение мощности ККУ, кВАр, при условии (43)

Выбирается значение мощности ККУ — 150 кВАр, т.к.150 кВАр‹ 240,59 кВАр.

Реактивная сменная суммарная мощность цеха после компенсации, кВАр, определяются по формуле

Qсм? цех ПК = 240,59 — 150 = 90,59 кВАр Полная сменная суммарная мощность цеха после компенсации, кВА, определяются по формуле (6)

Scм? цех ПК = v 255,6І + 90,59І = 271,18 кВА Определяется средневзвешенное значение коэффициента мощности цеха после компенсации по формуле

(45) сosцсрв ПК = 255,6/ 271,18 = 0,942

Сравниваются полученные значения со значением

0,942? 0,94 — верно Значит, выбирается ККУ с номинальной мощностью 150 кВАр, а её технические данные заносятся в таблицу 11

Таблица 11 — Технические параметры ККУ

Номинальный ток ККУ, А, определяется по формуле

Iн ККУ = 150/ (1,73×0,38) = 288,17 А Реактивная расчётная мощность цеха после компенсации, кВАр, определяется по формуле

Qсм? цех ПК = 235,78 — 150 = 85,78 кВАр Полная расчётная мощность цеха после компенсации, кВА, определяется по формуле (14)

Sр цех ПК = v 319,7І + 85,78І = 331,01 кВА Расчётный ток цеха после компенсации, А, определяются по формуле (15) А, по формуле (25)

Iр цех ПК = 331,01/ (1,73×0,38) = 503,51А Пиковый ток цеха после компенсации, А, определяются по формуле (18)

Iпик цех ПК = 503,51+329,88 — 0,12×54,98 =826,79 А

2.6 Расчёт и выбор числа и мощности силовых трансформаторов

В механическом цеху серийного производства присутствуют электропотребители первой и второй категорий надёжности электроснабжения.

К потребителю первой категории относится аварийное освещение цеха, а к потребителю второй категории — рабочее освещение цеха.

Исходные данные для выполнения расчёта и выбора числа и мощности силовых трансформаторов приводятся в таблице 12

Таблица 12 — Исходные данные для выполнения расчёта и выбора числа и мощности силовых трансформаторов

Средневзвешенное значение математической функции определяются по соответствующему значению

Реактивная сменная суммарная мощность цеха после компенсации, кВАр, определяются по формуле (21)

Qсм? цех ПК = 255,6×0,035 = 8,95 кВАр Полная сменная суммарная мощность цеха после компенсации, кВА, определяются по формуле (6)

S см? цех ПК = v 255,6І + 8,95І = 255,77 кВА Реактивная расчётная мощность цеха после компенсации, кВАр, определяются по формуле (22)

Qр цех ПК = 8,95 кВАр Полная расчётная мощность на стороне низкого напряжения, кВА, определяются по формуле (14)

S р цех ПК = v319,7І + 8,95І = 319,83 кВА Активные, кВт, и реактивные, кВАр, потери мощности в силовом трансформаторе и в высоковольтных линиях, кВт, определяются по формулам

Р Т = 0,02×319,83 = 6,4 кВт

Q Т = 0,1×319,83 = 31,98 кВАр

Р П = 0,03×319,83 = 9,6 кВт Полная расчётная мощность на стороне высокого напряжения, кВА, определяются по формуле

S р ВН = v (319,7 + 6,4 + 9,6) І + (8,95 + 31,98) І = 338,19 кВА Расчётная мощность силового трансформатора, кВА, с учётом коэффициента загрузки определяются по формуле

— допустимый коэффициент нагрузки, который, при преобладании потребителей III категории надёжности электроснабжения, равен 0,92

S Т1 = 338, 19/ 0,92 = 367,59 кВА Выбирается ближайшее большее стандартное значение мощности силового трансформатора, кВА

Определяется фактическое значение коэффициент нагрузки, и сравнивается со значением допустимого коэффициента нагрузки

в Тф = 338, 19/ 400 = 0,85

Сравнивается, при условии

0,92 > 0,85 — верно Значение коэффициента заполнения графика нагрузки, определяется по формуле

Число использования максимума нагрузки, ч, определяется по формуле

По данным значений и, а также по кривым кратностей допустимых нагрузок трансформаторов определяется коэффициент допустимой перегрузки

Расчётная мощность силового трансформатора, кВА, с учётом, определяется по формуле

SТ2 = 297,73 /1,02 = 297,73 кВА С учётом значений SТ1 и SТ2Выбирается стандартное значение мощности силового трансформатора и его технические данные заносятся в таблицу 13

Таблица 13 — Технические данные силового трансформатора

Активная расчётная суммарная мощность потребителей I-й и II-й категорий надёжности электроснабжения, кВт, определяется по формуле

Реактивная расчётная суммарная мощность потребителей I-й и II-й категорий надёжности электроснабжения, кВАр, определяется по формуле

Полная расчётная мощность потребителей I-й и II-й категорий надёжности электроснабжения, кВА, определяется по формуле (14)

Процентное соотношение потребителей I-й и II-й категорий надёжности электроснабжения, %, определяется по формуле

Так как процентное соотношение потребителей I-й и II-й категорий надёжности электроснабжения не превышает 30%, то выбирается 1 силовой трансформатор с резервированием на низкой стороне от ближайшей цеховой трансформаторной подстанции.

2.7 Расчёт и выбор пускозащитной аппаратуры

Пускозащитной аппаратурой называются аппараты, предназначенные для коммутации и защиты электрических сетей от перегрузок и коротких замыканий. К таким аппаратам относятся автоматические выключатели, магнитные пускатели и предохранители.

Автоматические выключатели служат для автоматического размыкания электрических цепей при перегрузках и КЗ, при недопустимых снижениях напряжения, а также для нечастого включения цепей вручную.

Магнитные пускатели предназначены для пуска двигателей и защиты от перегрузок.

Предохранители предназначены для защиты цепей от режимов короткого замыкания и, изредка, от перегрузок.

Ниже приводится схема распределительного шкафа, с установленными в нём защитными аппаратами, питающих и распределительных сетей (Рисунок 5).

Рисунок 5 — Принципиальная электрическая схема ШР1

2.7.1 Выбор предохранителя FU1

Номинальный ток электропотребителя, А, определяется по формуле (16)

Пусковой ток электропотребителя, А, определяется по формуле (17)

Желаемое значение тока плавкой вставки предохранителя, установленного в ящике, А, определяется по формуле

где — коэффициент условий пуска: при тяжёлом пуске = 1,6; при лёгком = 2,5.

По значению выбирается большее стандартное значение тока плавкой вставки предохранителя, А, при условии

Выбирается предохранитель типа ПН — 2 — 150; .

По справочным данным определяется тип предохранителя, которые заносятся в таблицу 14

Таблица 14 — Технические данные ящика 1Я

2.7.2 Выбор типа предохранителей, установленных в распределительных шкафах

Выбора типов предохранителей, установленных в распределительном шкафу, рассматривается на примере предохранителя FU1.

Номинальный ток потребителя, А, который защищается предохранителем, определяется по формуле (25)

Пусковой ток потребителя, А, который защищается предохранителем, определяется по формуле (17)

Желаемое значение тока плавкой вставки предохранителя, А, определяется по формуле (63)

По значению выбирается большее стандартное значение тока плавкой вставки предохранителя, А, при условии (64)

Типы остальных предохранителей определяются аналогично.

Данные расчётов заносятся в таблицу 15

Таблица 15 — Технические данные предохранителей, установленных в ШР1

2.7.3 Выбор типов распределительных шкафов

Выбор распределительных шкафов производится по числу предохранителей, их номинальным токам, степени защиты. Технические данные шкафа ШР1 заносятся в таблицу 16

Таблица 16 — Технические данные распределительного шкафа ШР1

2.8 Расчет и выбор распределительных сетей

Распределительной сетью называется сеть от распределительных шкафов до электропотребителей. Электропотребители подключаются к ШР посредством проводов или кабелей, совокупность которых представляет собой электропроводку. Электропроводка может быть открытой (подвески, лотки, короба и т. д.), так и скрытой, при которой кабеля или провода прокладываются скрыто в кабельных каналах стен и потолков или в трубах подготовки пола.

2.8.1 Выбор сечений проводников по длительно-допустимому току

Для подключения электропотребителей к ШР1 используется скрытая прокладка кабелей в трубах подготовки пола при температуре 25єС. Проводка выполнена кабелем марки ВВГ с тремя фазными и одной нулевой жилами. Жилы кабеля выполнены из меди, изоляция и оболочка — из поливинилхлорида, защитный покров отсутствует. Выбор сечений кабелей рассматривается на примере одного из участков распределительной сети от ШР1 — участка 18Н-1.

Номинальный ток, подключаемого этим кабелем, потребителя, А, определяется по формуле (25)

По справочным данным определяется ближайшее большее значение длительно-допустимого тока, А, к номинальному току ЭП

— условие выполняется

В соответствии со значением, выбирается кабель ВВГ 31,5+11,5 мм².

Выбор сечений проводников остальных участков распределительной сети от ШР2 производится аналогичным способом.

Таблица 17 — Данные выбора сечений проводников распределительной сети

2.8.2 Проверка выбранных сечений проводников на соответствие защитным аппаратам

Распределительная сеть от ШР1 защищаются предохранителями, установленными в распределительном шкафу.

Для выполнения проверки необходимо знать следующие параметры:

коэффициент защиты, значение которого определяется по справочным данным для определённого защитного аппарата (для предохранителей, т.к. сеть не требует защиты от перегрузок);

ток срабатывания защитного аппарата, А — для предохранителей значение равно значению тока плавкой вставки, А;

значение длительно-допустимого тока, А.

Алгоритм проверки выбранных сечений проводников на соответствие защитным аппаратам приводится на примере одного из участков распределительной сети — участка 21-Н1.

Должно выполняться условие

— условие выполняется

Следовательно, выбранное сечение кабеля соответствует защитному аппарату. Проверка на соответствие других выбранных сечений проводников производится аналогично. Данные проверки заносятся в таблицу 17.

2.8.3 Проверка выбранных сечений проводников на допустимую потерю напряжения

Потерей напряжения называется алгебраическая разность между напряжением источника питания и напряжения в точке подключения электропотребителя. Сумма допустимых потерь напряжения питающей и распределительной сетей не должна превышать 3%.

Для определения потери напряжения данной распределительной сети определяется потеря напряжения на участке от распределительного шкафа № 1 до наиболее удалённого потребителя, то есть на участке 34-Н1.

Удельное сопротивление, определяется по формуле

— удельная проводимость, (для меди).

Удельное реактивное сопротивление, определяется по справочным данным ().

Расчётное значение потери напряжения, %, определяется по формуле

Полученное расчётное значение, %, сравнивается с допустимым значением для распределительных сетей, %, при условии

— условие выполняется

2.8.4 Расчёт и выбор труб

Для скрытой прокладки проводников в трубах подготовки пола применяются стальные (электросварные или водогазопроводные), поливинилхлоридные, полиэтиленовые и полипропиленовые трубы. Выбор материала труб зависит от условий окружающей среды и технологического процесса. Так, например, при прокладке проводки рекомендуется применять стальные трубы- во взрыво- и пожароопасных зонах помещений, ПВХ трубы — при прокладке по трудносгораемым основаниям, а полиэтиленовые и полипропиленовые трубы — только по несгораемым основаниям.

Для подключения электропотребителей к распределительному шкафу № 2 используется трубная прокладка кабелей марки ВВГ с применением поливинилхлоридных и стальных труб. Трубы прокладываются на глубине 0,3 м от уровня чистого пол. Стальные трубы применяются для выполнения выхода кабеля из пола, так как он нуждается в защите от механических повреждений. Подвод кабеля от стальной трубы к электропотребителю выполняется с помощью гибкого ввода.

Для выполнения трубной прокладки электропроводки необходимо составить специальный проектный документ «Трубозаготовительную ведомость», в котором указывается маркировка трассы, материал и диаметр труб, начало и конец трассы, участки трубных заготовок.

Таблица 18 — Трубозаготовительная ведомость

Затем выполняется сводка труб, с указанием материала трубы и диаметра по возрастающей: Труба поливинилхлоридная ТУ6 — 0,5.1646 — 83 Ш 20 мм = 71,6 м Труба стальная газосварная ГОСТ 10 704- — 76 Ш 20 мм = 7,7 м

2.9 Выбор месторасположения и типа комплектной трансформаторной подстанции

Комплектная трансформаторная подстанция (КТП — для внутренней и КТПН — для наружной установки) — подстанция, состоящая из трансформаторов и блоков комплектно распределительных устройств (КРУ или КРУН), поставляемых в собранном или полностью подготовленном для сборки виде.

Силовые трансформаторы подразделяются на сухие, масляные и с заполнением негорючим жидким диэлектриком.

По местонахождению на территории объекта различают следующие трансформаторные подстанции (ТП):

отдельно стоящие на расстоянии от зданий;

пристроенные, непосредственно примыкающие к основному зданию снаружи;

встроенные, находящиеся в отдельных помещениях внутри здания, но с выкаткой трансформаторов наружу;

внутрицеховые, расположенные внутри производственных зданий с

размещением электрооборудования непосредственно в производственном или

отдельном закрытом помещении с выкаткой электрооборудования в цех.

2.10. Выбор схемы электроснабжения и расчёт питающих сетей напряжением до 1 кВ

Питающей сетью называется сеть от распределительного устройства трансформаторной подстанции до распределительных шкафов, щитков освещения, мощных электропотребителей.

Питающая сеть цеха изображена на рисунке 9.

Рисунок 9 — Схема электроснабжения питающей сети

Данные для расчёта приводятся в таблице 19

Таблица 19 — Данные расчётных и пиковых токов питающей сети

2.10.1 Расчёт и выбор типов номинальных параметров автоматических выключателей

Автоматические выключатели применяются в сети электроснабжения для защиты их от аварийных режимов работы (перегрузок, КЗ и т. д.). Алгоритм выбора типа и номинальных параметров автоматических выключателей рассматривается на примере автомата.

Должно выполняться условие

Определяется желаемое значение тока срабатывания теплового элемента, А, по формуле

Определяется желаемое значение тока магнитного расцепителя, А, по формуле

Должно выполняться условие

где — стандартное значение тока срабатывания теплового элемента, значение которого определяется по справочным данным.

Стандартное значение тока магнитного расцепителя, А, определяется по формуле

где k — коэффициент отсечки, значение которого определяется по справочным данным.

Должно выполняться условие

По справочным данным определяются тип и номинальные параметры автоматического выключателя. Типы остальных автоматических выключателей определяются аналогично. Данные расчётов заносятся в таблицу 20.

Таблица 20 — Тип и номинальные параметры автоматических выключателей

2.10.2. Расчёт и выбор питающих сетей напряжением до 1 кВ

Питающие сети данного цеха выполняются кабелям марки АНРГ.

Пример выбор сечения кабеля питающей линии рассматривается на примере участка М1. Данный участок выполнен кабелем марки АНРГ, приложенным открыто в воздухе на кабельных подвесках при температуре 25єС. Выбор сечения производится по длительно-допустимому току. Данные для выбора приведены в таблице 19.

По справочным данным определяется ближайшее большее значение длительно-допустимого тока, А, при условии

— условие выполняется

В соответствии со значением, выбирается кабель АНРГ 3120+135 мм2.

Выбор сечений остальных кабелей питающей сети осуществляется подобным образом.

Выбранное сечение кабеля проверяется на соответствие защитному аппарату — автоматическому выключателю QF2 (по рисунку 9).

Должно выполняться условие

— условие выполняется

Следовательно, выбранное сечение кабеля соответствует защитному аппарату.

Определяется расчётное значение потери напряжения, %, по формуле (68)

— удельное сопротивление, значение которого определяется по формуле (67)

— удельное реактивное сопротивление, значение которого определяется по справочным данным (для кабельной линии до 1 кВ,).

Значение математической функции определяется по соответствующему значению

Полученное расчётное значение, %, сравнивается с допустимым значением для распределительных сетей, % при условии — условие выполняется

Следовательно, выбранное сечение кабеля удовлетворяет требованиям.

2.11 Расчёт выбор питающей сети высокого напряжения

Высоковольтный кабель предназначен для передачи электроэнергии от центральной распределительной подстанции (ЦРП) до трансформаторной подстанции (ТП). Выбор марки и сечения высоковольтного кабеля зависит от условий прокладки, условий окружающей среды и коррозии.

Для подключения комплектно-трансформаторной подстанции применяется высоковольтный кабель марки ААП2ЛШВУ, то есть кабель с алюминиевыми жилами, усовершенствованной бумажной изоляцией, алюминиевой оболочкой.

Бронь из плоской металлической. Кабель прокладывается в земле в траншее один при. Длина кабеля равна 0,9 км. Грунт агрессивен по отношению к стали.

Выбор сечения кабеля производится по длительно-допустимому току и экономической плотности тока.

Значение тока, протекающего по высокой стороне трансформатора, А, определяется по формуле

По справочным данным определяется ближайшее большее значение длительно-допустимого тока, А, к току

При этом должно выполняться условие

— условие выполняется

В соответствии со значением, выбирается кабель ААП2ЛШВУ 310 мм2 — 6кВ.

Определяется желаемое значение сечения кабеля по экономической плотности тока, мм2, по формуле

где — экономическая плотность, значение которой определяется по таблице

Из числа стандартных значений сечений кабелей выбирается ближайшее большее к значению, мм2, при условии

Следовательно, выбирается кабель м. ААП2ЛШВУ 335 мм2 — 6 кВ.

Из найденных значений сечений кабеля по длительно-допустимому току и экономической плотности тока выбирается большее

Следовательно, выбирается кабель ААП2ЛШВУ 335 мм2 — 6кВ.

Расчётное значение потери напряжения, %, определяется по формуле (68)

где определяется по формуле (67)

определяется по справочным данным (для кабельной линии 6 кВ и сечении кабеля 35 мм2).

Значение математической функции определяется по соответствующему значению

Полученное расчётное значение, %, сравнивается с допустимым значением для питающих сетей, % - условие выполняется

Следовательно, выбранное сечение кабеля удовлетворяет требованиям.

Затем определяется расчётное значение суммарной потере напряжения в сетях электроснабжения, %, по формуле

Полученное расчётное значение, %, сравнивается с допустимым суммарным значением для распределительных, питающих сетей и высоковольтных линий, % - верно.

2.12 Расчёт и выбор заземляющего устройства

Для заземления устройств можно использовать как естественные (водопроводные и другие металлические трубы, кроме трубопроводов с горючими веществами), так и искусственные заземлители (стальные стержни, забитые в грунт и соединенные между собой стальной полосой).

Для заземления электрооборудования КТП данного цеха применяются искусственные заземлители — стальные прутья, забитые в грунт и соединённые между собой горизонтальным заземлителем (полосовой сталью), проложенным на глубине 0,6 м. Исходные данные для расчёта приведены в таблице 21

Таблица 26 — исходные данные расчёта и выбора заземляющего устройства

Ток замыкания на землю, А, определяется по формуле

Определяется расчётное сопротивление заземляющего устройства, Ом

В соответствие с ПУЭ определяется величина сопротивления заземляющего устройства, Ом, общего для установок высокого и низкого напряжения

Так как заземлитель выполнен из круглой стали диаметром 20 мм и длиной 5 м каждый, то его сопротивление определяется по формуле

Так как длина вертикальных заземлителей l и расстояние между ними a равны 5 м, то коэффициент экранирования, определяется по формуле

Затем, определяется количество заземлителей п, шт, по формуле

Так как шт, то необходимо учитывать сопротивление горизонтального заземлителя

Определяется длина горизонтальной полосы, м, по формуле

Определяется необходимое сопротивление вертикальных заземлителей, Ом, по формуле

Определяется уточнённое количество вертикальных заземлителей, шт, по формуле

Список использованных источников

1. Барыбин Ю. Г. , Крупович В. Н. Справочник по проектированию электроснабжения. — М.: Энергия, 1990 г.

2. Барыбин Ю. Г. , Федоров Л. Е. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования. — М.: Энергия, 1990 г.

3. Конюхова Е. А. Электроснабжение объектов. — М.: Издательство «Мастерство»; Высшая школа, 2001 г.

4. Липкин Б. Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. — М.: Высшая школа, 1990 г.

5. Постников Н. П. Электроснабжение промышленных предприятий. — М.: Стройиздат, 1990 г.

6. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). — М.: Энергоатомиздат, 2002 г.

7. Сибикин Ю. Д. , Яшков В. А. Электроснабжение предприятий и установок нефтяной промышленности. — М.: ОАО «Издательство «Недра», 1997 г.

Факультет - ЭНИН Направление - Электротехника, электромеханика и электротехнологии. Исполнитель: Студент группы 7А96 Покояков Р.А. Проверил доцент: Томск - 2011. В реле РТ-40 (рис.1) использована одна из разновидностей электромагнитных систем, называемая системой с поперечным движением якоря. Магнитная система реле состоит из П-образного шихтованного магнитопровода 1 рис. 1,а и Г-образного якоря...

Контрольная

При анализе усилителей выделяют 2 режима: Усилительный каскад на биполярном транзисторе включенном по схеме с общим эмиттером Принцип работы. Режим покоя: источник питания создает постоянные токи базы эмиттера и коллектора. Постоянный ток базы замыкается в корпусе: +ЕК > R1 > Б > Э > RЭ > L > -ЕК > +ЕК Ток базы приоткрывает на половину транзистор, появляется постоянный ток коллектора или...

Если самоорганизация в простейшей форме может возникнуть уже в физико-химических системах, то вполне обоснованно предположить, что более сложноорганизованные системы могли появиться также в результате специфического, качественно отличного во многих отношениях, но родственного по характеру процесса самоорганизации. С этой точки зрения и возникновение жизни на Земле вряд ли можно рассматривать как...