49201

Инструментальный цех завода РТО

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Электрической программой предусмотрено социально-экономическое развитие страны на базе ускорения научно-технического процесса (НТП), а также внедрения энергосберегающих технологий в быту и на промышленных предприятиях.

Русский

2014-01-12

513.62 KB

20 чел.

СОДЕРЖАНИЕ

  Введение

  1.  Характеристика потребителей электроэнергии.

Определение категории электроснабжения

  1.  Расчет электрических нагрузок
  2.  Выбор числа и мощности трансформаторов
  3.  Выбор схемы электроснабжения
  4.  Выбор конструктивного исполнения подстанции
  5.  Расчет токов короткого замыкания
  6.  Выбор токоведущих частей
  7.  Выбор электрических аппаратов
  8.  Расчет релейной защиты силового трансформатора
  9.  Расчет заземления
  10.  Охрана окружающей среды
  11.  Спецификация

Заключение

Литература

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1.  Коновалова Л.Л. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: учебник/Л.Л. Коновалова – М.: Энергоатомиздат, 1990 – 527с.
  2.  Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок: учебник/Б.Ю. Липкин – М.: Высшая школа, 1990 – 363с.
  3.  Федоров А.А. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования: учебное пособие/А.А. Федоров – М.: Энергоатомиздат, 1987 – 367с.
  4.  Барыбин Ю.Г. Справочник по проектированию электроснабжения: учебное пособие /Под ред. Ю.Г. Барыбина– М.: Энергоатомиздат, 1987 – 575с.
  5.  Федоров А.А. Справочник по электроснабжению и оборудования: учебное пособие /Под ред. А.А. Федорова том 1 – М.: Энергоатомиздат, 1987 – 567с.
  6.  Федорова А.А. Справочник по электроснабжению и оборудования6 учебное пособие /Под ред. Федорова А.А. том 2 – М.: Энергоатомиздат, 1987 – 591с.
  7.  Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для курсового и дипломного проектирования: учебное пособие /Б.Н. Неклепаев– М.: Энергоатомиздат, 1989 – 605с.
  8.  Методические рекомендации по выполнению курсового проекта по предметы «Электроснабжение объектов»: учебное пособие,1986 – 82с.
  9.  Каганов И.П. Курсовое и дипломное проектирование: учебник/ И.П.  Каганов– М.: Агропромиздат, 1990 – 351с.
  10.  Какуевицкий Л.И. Справочник реле защиты и автоматики: учебное пособие / Л.И.  Какуевицкий – М.: Энергия, 1968 – 344с.
  11.  Кнорринг Г.М. Справочная книга для проектирования электрического освещения: учебное пособие / Г.М. Кнорринг – Л.: Энергии, 1976 – 380с.

ВВЕДЕНИЕ

При помощи электрической энергии приводится в движение практически все станки и механизмы, освещаются помещения, осуществляется управление производственными процессами.

Поэтому электрическое снабжение является ключевым элементом любого производства.

Электрической программой предусмотрено социально-экономическое развитие страны на базе ускорения научно-технического процесса (НТП), а также внедрения энергосберегающих технологий в быту и на промышленных предприятиях.

С целью безопасной, безаварийной и надежной работой электрооборудования и сетей электроснабжения все работы по монтажу, наладке, обслуживанию, ремонту и испытаниями производится строго в соответствии с требованиями: ПУЭ, ПЭЭП, СНиП.

По общности технологического процесса электроприемники можно разделить на: производственные механизмы, общепромышленные  и преобразовательные установки и т.д.

Надежность электроснабжения зависит от принятой схемы , её степени резервирования отдельных элементов этой системы.

Бесперебойное снабжение всеми видами энергии предприятий обеспечивает нормальную жизнедеятельность людей.

3.Электроснабжение инструментального цеха завода РТО.

  1.  Краткая характеристика производства и потребителей ЭЭ.

Инструментальный цех предназначен для изготовления и  сборки различного измерительного, режущего и  вспомогательного  инструмента ,а также штампов и приспособлений для горячей  и  холодной  штамповки.

Инструментальный цех является вспомогательным завода по  изготовлению механического оборудования и  станков. Цех имеет производственные, вспомогательные, служебные и бытовые помещения.

Станочный парк размешается в станочном отделение. Электроснабжение  цеха осуществляется от собственной цеховой ТП, которая запитана от ГПП,  где установлен трансформатор с расщепленной обмоткой мощностью 63МВА,напряжением 110/10 кВ. Расстояние от ГПП до цеховой ТП – 1,2км. Количество рабочих смен – 2. Время использования максимума нагрузки 3800 часов.

Потребители 2 и 3 категории надежности электроснабжения .

Грунт в районе цеха – чернозем с температурой 10 °С . Каркас здания установлен из блоков-секций  длиной 6 м каждый. Размеры цеха АхВхН=48х30х6м.

Перечень Электрооборудования (Реп) указана для одного электроприемника.

Расположение ЭО на плане показано на рисунке 3.

Таблица 1. Перечень ЭО инструментального  цеха ..

№ на плане

Наименование

электрооборудования

Рэл, кВт

примечание

1,2,27,28

Поперечно-строгальные станки

11

3,4,20…23

Токарно-револьверные станки

4,0

5…10

Токарные автоматы

5,5

11,12,14,

15,29,30

Алмазно-расточные

станки

7,5

16,13,19,

26,17,18

Горизонтально-фрезерные станки

18,5

31…36

Заточные  станки

4,0

37,38

Кран-балки

15,0

По обеспечению надежности электроснабжения электроприемники разделяют на три категории:

I. Электроприемники, перерыв в электроснабжении которых может повлечь за собой опасность для жизни людей, повреждение дорогостоящего основного оборудования, массовый брак продукции, расстройство сложного технологиче-

ского процесса. Электроприемники I  категории должны обеспечиваться питанием от двух независимых источников питания, перерыв допускается лишь на время    

автоматического восстановления питания.

II. Электроприемники, перерыв в электроснабжении которых приводит к массовому недоотпуску продукции, простоям рабочих мест, механизмов и промышленного транспорта, нарушению нормальной деятельности значительного количества городских и сельских жителей. Рекомендуется обеспечивать электропитанием от двух независимых источников, для них допустимы перерывы на время, необходимое для включения резервного питания действиями дежурного персонала или выездной оперативной бригады. Допускается питание от одного трансформатора, перерыв в электроснабжении разрешается не более 24ч.

III. Электроприемники несерийного производства продукции, вспомогательные цехи, коммунально-хозяйственные потребители, сельскохозяйственные заводы. Для этих электроприемников электроснабжение может выполнятся от одного источника питания при условии, что перерывы электроснабжения, необходимые для ремонта и замены поврежденного элемента системы электроснабжения, не превышают 24ч.

Таблица 2. Категории потребителей энергии цеха по бесперебойности электроснабжения.

Наименование потребителей

электрической энергии

Категории электроснабжения

1

2

Поперечно-строгальные станки

II-III

Токарно-револьверные станки

II-III

Токарные автоматы

I-II

Алмазно-расточные  станки

II-III

Горизонтально-фрезерные станки

II-III

Заточные  станки

II-III

Кран-балки

II

Таблица 3. Категория надежности электроснабжения  цеха.

Наименование производства

Категория надежности

Инструментального цех

II

РП1

РП2

13

12

11

19

18

17

26

25

24

30

29

28

28

1

2

16

7

6

5

100

9

8

37

4

3

31

33

32

36

35

34

23

22

21

20

15

14

2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ НАГРУЗОК

Электрические нагрузки систем электроснабжения определяются для выбора числа и мощности силовых трансформаторов, мощности и места подключения компенсирующих устройств, выбора и проверки токоведущих устройств по условию допустимого нагрева, расчета потерь, колебаний напряжений и выбора защиты.

Таблица 4. Исходные данные.

Наименование электрооборудования

Кол-во

Pэл,кВт

Ки

Cosφ

tgφ

ŋ

1

2

3

4

5

6

Токарно-строгальные станки

4

11,0

0,16

0,87

0,67

87,5

Токарно-револьверные станки

6

4,0

0,16

0,84

0,65

84

Токарные автоматы

6

5,5

0,16

0,83

0,67

85,5

Алмазно-расточные станки

6

7,5

0,16

0,86

0,59

87,5

Горизонтально-фрезерные станки

6

18,5

0,16

0,88

0,54

89,5

Заточные станки

6

4,0

0,16

0,84

0,65

84

Кран балки

2

15,0

0,05

0,88

0,54

85,5

2.1. Определяем действующее число электроприемников:

 

где действующее количество электроприемников;

число электроприемников.

      шт     

2.2. Установленная мощность электроприемников:

где установленная мощность всех электроприемников;

мощность электроприемников, кВт.

=4·11+6·4+6·5,5+6·7,5+6·18,5+6·4+2·15=311 кВт;

2.3. Средняя активная мощность:

кВт;

2.4. Средняя реактивная мощность всех электроприемников, квар:

2.5. Средний коэффициент использования:

                                 

2.6. Показатель силовой сборки:

где    показатель силовой сборки;

номинальная мощность наибольшего электроприемника;

номинальная мощность наименьшего электроприемника;

При n=36>5; Kиср=0,77>0,2; m=13,6>5; Рпconst эффективное число электроприемников

Так как =10< =34, то в дальнейших расчетах принимаем =34

2.7. Определяем коэффициент максимума по [2.54. табл. 2.13] или [2.55. рис. 2.15]:

Принимаем Kmax=1,0

2.8. Максимальная мощность электроприемников:

кВт;

2.8.1. Активная:

2.8.2. Реактивная:

квар;

Т.к. nэф=34=34, то ΣQmax=Qсм

2.9. Полная мощность:

кВА;

2.10. Действительный tg:

Для Тульской области нормированный tgн=0,3. Значит, необходимо компенсировать реактивную мощность с помощью специальных конденсаторных батарей.

Расчетная реактивная мощность:

 

 

Стандартное компенсирующее устройство выбираем по [4.400. табл. 2.192], технические данные которого приводим в таблице 4.

Таблица 4. Технические данные конденсаторной батареи.

Тип

U,

кВ

        Q,

  кВАр

  m,

 кг

   Габариты

 

 Кол-во

1

2

3

4

5

6

УКб-0,38-240-ТЗ

0,38

240

440

580х460х1200

2

2.11 Действительный tgφ(с учетом компенсации):

Вывод:  =0,29=0,3, то компенсирующие устройство выбрано правильно.

2.12 Мощность цеха с учетом потерь:

    

кВт;

Реактивные потери в трансформаторе:

кВт;

Значит,

кВА;

3.ВЫБОР ЧИСЛА И МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ

В данном пункте необходимо указать, что для питания электроприемников проектируемого электроснабжения цеха (установки) установлены электроприемники для питания которых необходимо напряжение 380В. C ГПП поступает напряжение 6кВ. Для преобразования напряжения служат силовые трансформаторы установленные в КТП (комплектные трансформаторные подстанции). Цех имеет электроприемники I категории надежности электроснабжения. Питание электроприемников I категории должно обеспечиваться от двух независимых источников питания.

Исходные данные для расчета сводятся в таблицу 5.

Таблица 5. Исходные данные для расчета.

кВА

, час

Со, тыс. руб.

114,6

3800

40

0,001238

где     полная мощность;

мощность электроприемников I категории;

число часов использования максимальной нагрузки в год, час;

стоимость 1 кВт·час, тыс. руб.

3.1. Определяем расчетную мощность, приходящуюся на один трансформатор

кВА;

3.2. Выбираем трансформаторы по [4.221. табл. 2.110]

Таблица 6. Технические данные трансформаторов.

Обозн.

Тип

S, кВА

Рхх, кВт

Ркз, кВт

Uкз,   %

Iхх,    %

Стр,

тыс.руб

I

ТМ-100/10

100

0,33

19700

4,5

2,6

86,0,0

II

ТМЗ-160/10

160

0,56

2650

4,5

2,4

111,5

3.3. Выбранные трансформаторы проверяем на перегрузку в нормальном режиме

Для проверки определяем коэффициент заполнения графика.

где   - коэффициент заполнения графика

  - средняя мощность, кВА;

кВА;

3.4. Продолжительность действия максимальной нагрузки за наиболее загруженную смену:

,

где    продолжительность действия максимальной нагрузки,

3.5. Определяем  систематическую перегрузку трансформатора

[2.222.рис.5.48]

Для силовых трансформаторов допускаемая перегрузка в зимнее время за счет летней перегрузки     [2.222]

Суммарный коэффициент перегрузки:

т.к.  , то принимаем      [2.222], ГОСТ 14209-85

3.6. Определяем действительную загрузку трансформаторов:

Для варианта I:

Для варианта II:

Трансформатор не будет перегружен, если выполняется условие:

Для варианта I.

Для варианта II.

3.7. Проверяем трансформаторы на перегрузку в аварийном режиме

В аварийном режиме допускается перегрузка на 40%, [2.222]:

кВА;

Для варианта I:

кВА;

Для варианта II:

3.8. Мощность электроприемников первой категории:

кВА;

Для варианта I:

Для варианта II:

3.9. Капитальные затраты на сооружение каждого варианта:

,

где капитальные затраты, тыс. руб.;

стоимость трансформатора;

коэффициент пересчета.

=2 по [7.550, табл. 10.3];

Для варианта I:

Для варианта II:

3.10. Определяем отчисления на амортизацию, тыс.руб.

,

где   отчисления на амортизацию;

норма амортизационных отчислений, %;

капитальные затраты, тыс. руб.

Для варианта I:

 

Для варианта II:

 

3.11. Определяем стоимость потерь энергии в трансформаторах:

,

где стоимость потерь электроэнергии в трансформаторах;

число трансформаторов;

потери электроэнергии,

где приведенные потери Х.Х. и К.З., ;

   по [2.93  рис. 2.24]

час.

где   ток холостого хода, %;

напряжение короткого замыкания, %;

номинальная мощность трансформатора, тыс.руб.

Для варианта I:

кВт

Для варианта II:

кВт;

3.12. Определяем эксплуатационные расходы.

где ежегодные эксплуатационные расходы, тыс.руб

Для варианта I:

Для варианта II:

Таблица 7. Стоимость затрат

Наибольшие затраты

Стоимость, тыс.руб.

I вариант

II вариант

Капитальные затраты

340

446

Ежегодные эксплуата- ционные затраты

36,62

38,096

Из таблицы 7 видно, что наиболее выгоден первый вариант. Принимаем к установке два трансформатор типа ТМЗ – 1000/10

4. ВЫБОР СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Схема электроснабжения должна обеспечивать надёжность питания потребителей электроэнергии, быть удобны в эксплуатации. При этом затраты на сооружение линии, расходы проводникового материала и потери электроэнергии должны быть минимальными.

Цеховые сети делятся на питающие, которые отходят от источника питания, и распределительные, к которым присоединяются электроприемники.  Схемы электрических сетей могут выполняться радиальными и магистральными. Так как цех данный цех относится к второй категории надежности электроснабжения, то принимаем радиальную схему электроснабжения.

Схемы электроснабжения могут быть радиальными и магистральными.

Радиальные схемы характеризуются тем, что от источника питания (например, от распределительного щита трансформаторной подстанции) отходят линии, питающие крупные электроприёмники ( двигатели) или групповые распределительные пункты, от которых в свою очередь отходят самостоятельные линии, питающие мелкие электроприёмники ( рис.3). Примером радиальных схем являются сети насосных станций, сети компрессорных станций, сети взрыво- и пожароопасных производств. Распределение энергии в них производится радиальными линиями от распределительных пунктов, вынесенными в отдельное помещение.

Радиальные схемы обеспечивают высокую надежность питания, в них легко применять элементы автоматики.

Магистральные схемы в основном применяются при равномерном распределении нагрузки по площади цеха. Они требуют установки распределительного щита на подстанции, и энергии распределяется по совершенной схеме блока «трансформатор-магистраль» , что упрощает и удешевляет сооружение цеховой подстанции.

К недостаткам магистральных сетей следует отнести то, что при повреждении магистральной сети отключаются все потребители, питаемые от неё.

Так как цех относится к 1-ой категории надёжности электроснабжения, то принимаем радиальную схему электроснабжения.

Рисунок 2 - Схема электроснабжения багерной насосной станции Первомайский ТЭЦ

кВт;

QN1

QN2

QS1

QS2

QF

C3

C2

C1

C5

C4

C6

T1

T2

      5. ВЫБОР КОНСТРУКТИВНОГО ИСПОЛНЕНИЯ ПОДСТАНЦИИ

Насосная станция входит в состав химического производства, на территории которой может быть агрессивная среда, которая способствует выходу из строя электрооборудования. Поэтому подстанция для питания багерной насосной станции ПТЭЦ находится внутри цеха.

В цехах устанавливаются подстанции типа КТП (комплектные трансформаторные подстанции) внутренней установки. Их выполняют на напряжение 10/0,4 – 0,23кВ.

КТП внутренней установки состоит из трех основных элементов вводного устройства (6 или 10кВ), одного или двух силовых трансформаторов и распределительного устройства 0,4кВ.

КТП поставляются с завода - изготовителя полностью собранными и укомплектованными. Используют в постоянных и во временных электроустановках промышленных предприятий, так как они транспортабельны и просты для монтажа по сравнению с подстанциями, монтируемыми из отдельных устройств и аппаратов [1.169], [1.229.табл.4.5].

Таблица 8. Исходные данные

Наименование                        электроприемника

Кол-во

Рн,  кВт

η, %

cos

Iр.max,   A

1

2

3

4

5

6

Поперечно-строгальные станки

4

11

87,5

0,87

21,9

Токарно-револьверный станок

6

4,0

84

0,84

8,61

Токарные автоматы

6

5,5

85,5

0,83

11,7

Алмазно-расточные станки

6

7,5

87,5

0,86

15,14

Горизонтально=фрейзерные станки

6

18,5

89,5

0,88

35,68

Заточные станки

6

4,0

84

0,84

8,61

Кран балки

2

15

85,5

0,88

30,36

5.1. Определяем токи всех электроприемников

для  поперечно-строгального станка:

для остальных электроприемников расчет аналогичен. Результаты расчетов сводим в таблицу 8.

Определяем ток на стороне высокого напряжения:

А;

По току видно, что достаточно проложить по одному кабелю в каждой кабельной линии, идущей к КТП.

Рисунок 3 - Схема ввода в КТП

Для питания цеха используется два источника питания, поэтому КТП состоит из двух секций, между ними секционная связь, выполненная на автомате А3710Б С In=250 Imax=50A

Определяем ток приемников I категории:

;

;

А

По [2.74. табл. 2.22] выбирали автомат с электромагнитным расцепителем типа А3710Б ЗУ с номинальным током 160А с током расцепителя 50А.

6. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ

В электроустановках могут возникать разные виды короткого замыкания, сопровождающиеся резким увеличением тока. Поэтому электрооборудование, установленное в системе электроснабжения должно быть устойчивым к токам КЗ и выбирается с учетом этих токов.

 

6.1. В сетях напряжением выше 1кВ активные сопротивления меньше индуктивных, поэтому можно или пренебречь, а для расчета использовать метод относительных единиц. При этом методе все расчетные данные приводятся к базисному напряжению и базисный мощности.

6.1.1. Составляем схему для определения точек КЗ:

K2

K1

Рисунок 4 - Схема для определения точек КЗ.

кВА

кВ

МВА

кВ

T2

T1

G

~

6.1.2. Задаемся базисной мощностью и базисным напряжением:

МВА;  кВ.

4/0,292

6.1.3. Для данной схемы составляем схему замещения с указанием на ней точек КЗ:

3/0,021

2/0

1/0

K1

6/0,08

5/0,292

                Рисунок 5 - Схема замещения.

6.1.4. Определяем сопротивления отдельных элементов схемы напряжением выше 1кВ в относительном виде:

- генератор  ;

- воздушная линия ;

- трансформатор с расщепленной обмоткой низшего напряжения;

Сопротивление обмотки высшего напряжения:

по [1.364. табл. 7.2]

где по [4.211. табл. 2.102]

Сопротивление обмотки низшего напряжения

Сопротивление кабельной линии

где Ом/км по [2.229]

кВ

  - расстояние от ГПП до цеховой ТП, км.

6.1.5. Определяем результирующее сопротивление для точки К1:

;

6.1.6. Определяем базисный ток

кА

6.1.7. Ток короткого замыкания

кА

6.1.8. Определяем ударный ток

кА

6.1.9. Мощность короткого замыкания

МВА

6.2. Расчет токов короткого замыкания для точки K2 на стороне 0,4кВ.

Активные и индуктивные сопротивления соизмеримы, и поэтому должны быть учтены при определении токов КЗ.

Расчет ведем методом именованных единиц:

В

6.2.1. Определяем суммарное реактивное сопротивление ():

где - активное сопротивление автоматического выключателя, мОм; - 0,13  по [4.139. табл. 2.54];

      - активное сопротивление коммутационного аппарата (рубильника), мОм; 0,03 по [4.139 табл. 2.54]

- активное сопротивление первичной обмотки катушечного трансформатора тока, мОм; - 0.75 по [2.49]

      - переходное сопротивление на ступенях распределения, мОм – 15 мОм по [4.137]

      - активное сопротивление понижающего силового трансформатора   10/0,4кВ, мОм

мОм

=1,7 мОм по [4.137 табл. 2.50]

6.2.2. Определяем суммарное реактивное сопротивление:

где  

мОм

      

       - индуктивное сопротивление автоматического выключателя, мОм;

      =0,07 мОм по [4.139. табл. 2.54];

       - индуктивное сопротивление первичной обмотки катушечного трансформатора тока, мОм;

      =0,04 мОм по [4.137. табл. 2.49];

       - индуктивное сопротивление понижающего силового трансформатора 10/0,4кВ, мОм;

      =8,6 мОм по [4.137. табл. 2.50];

мОм

Принимаем по [6.166. табл. 31.1], [4.178.табл.2.75] к установке масляный выключатель типа ВМПП-10-630-20У2, технические данные которого приведены в таблице 9.

Таблица 9. Технические данные выключателя.

Тип

Uн,    

кВ

Iн,

А

Iн. откл,

кА

предельный сквозной ток, кА

Кол-во, шт

iy

iтер

ВМПЭ-10-630-20УЗ

10

630

40

31,5

80

2

Ток, проходящий через выключатель

А

кА по [6.166. табл. 31.1]

- номинальный ток отключения, кА

Отключающая мощность

МВА

6.2.3. Определяем полное сопротивление

мОм

6.2.4. Определяем ток КЗ

кА

6.2.5. Определяем ударный ток

где - ударный коэффициент

[2.228. рис.6.2]

кА

Принимаем =1,02 по [2.228. рис. 6.2]

6.2.6. Мощность короткого замыкания (КЗ)

МВА

7. ВЫБОР ТОКОВЕДУЩИХ ЧАСТЕЙ

К токоведущим частям относятся шины, шинопроводы, кабельные линии, воздушные линии, провода. Токоведущие части должны обеспечивать нормальную работу электроприемников цеха, причем не только в нормальном но и в аварийном режимах, кроме того токоведущие части должны обеспечивать наименьшую потерю напряжения.

Инструментальный цех завода РТО является помещением с нормальной средой применяем к установке кабель марки АВВГ.

7.1. Выбор сечения кабеля по нагреву.

Условие выбора:

Для высоковольтного кабеля

[П.З. п.5]

Исходя из условий прокладки принимаем кабель марки ААБ, трехжильный, с бумажной маслоканифольной изоляцией, в алюминиевой оболочке, бронированный, с наружным покровом.

Сечение кабеля S=25мм²

[1.511.табл.П2.1]

ААБ-10-3х25

7.2. Выбор сечения кабеля U=10кВ по экономической плотности тока:

, [1.63.1.9], [2.85.2.86]

где - сечение кабеля, при котором годовые затраты имеют наименьшее значение, мм²

- расчетный ток, А – [1.89.2.20а]

Принимаем кабель S=16мм² (для кабелей U=10,0кВ минимальное сечение равно 16мм²).

7.3. Проверяем сечение кабеля на нагрев.

Условие проверки:

[1.156.3.2]

где - коэффициент учитывающий фактическую температуру окружающей среды – 1,0 [2.358.табл.П2].

- коэффициент учитывающий число кабелей лежащих рядом в земле – 0,9 [2.358.табл.П1]

Условия проверки соблюдается, кабель по нагреву проходит.

7.4. Проверяем кабель на действительную потерю напряжения.

Условия проверки:

По [3.54], [2.91]

где - действительная потеря напряжения, В;

- расчетный ток линии, А – 3,31 [ПЗ.п.7.2];

- длина линии, км – 1,2

- удельное активное сопротивление линии, Ом/км – 1,91 [3.54.табл.3.5]

- удельное реактивное сопротивление линии, Ом/км – 0,113 [3.54.табл.3.5] и - соответствуют коэффициенту мощности () в конце линии – 0,27 [ПЗ.п.2.11]

Действительная потеря напряжения в %

Условия проверки соблюдаются:

Низковольтные кабели выбираем по длительно допустимому току нагрузки.

Условие выбора:

Для электродвигателя  токарно-строгального станка:

Принимаем кабель марки АВВГ. =8,61А.

Принимаем сечение кабеля 10мм²

По [11.340.табл.12.2]

Марка кабеля: АВВГ-1-3х10+1х6, =38,0А.

Проверяем сечение кабеля на нагрев:

Условие проверки:

где =1,0 [2.358.табл.П2]

=1,0 [2.358.табл.П1]

Условие проверки соблюдается, перегрева кабеля не произойдет.

Проверяем кабель на действительную потерю напряжения

Условие проверки:

- действительная потеря напряжения, %

, В

где - рабочий максимальный ток линии, А – 11,5А [ПЗ. табл.10]

- расстояние от РП до электрооборудования технологического механизма в помещении цеха (установки), км – 0,019

и - соответствуют коэффициенту мощности () в конце линии; =0,85; =0,53

- активное удельное сопротивление линии, Ом/км – 1,94[3.54.табл.3.5]

- реактивное удельное сопротивление линии, Ом/км – 0,0675 [3.54.табл.3.5]

Условие проверки соблюдается:

Для остальных электроприемников расчет аналогичен.

Результаты расчетов приводим в таблице 10.

Таблица 10. Выбор низковольтных кабелей

Исходные данные

Среда

Кабель

Расчетные данные

Наименование электроприемника

, В

,

кВт

,

%

, шт

 

А

, мм

Токарно-револьверные станки

380

4

0,84

0,54

87,5

4

Нормальная

АВВГ

8,61

10

Поперечно-строгальные станки

380

11

0,87

0,43

85,5

4

21,9

25

Токарные автоматы

380

5,5

0,83

0,44

85,5

2

11,7

16

Алмазно-расточные станки

380

7,5

0,86

0,56

87,5

5

15,14

16

Горизонтально-фрезерные станки

380

18,5

0,88

0,47

89,5

6

35,68

70

Заточные станки

380

4

0,84

0,39

84

2

8,61

10

Кран балки

380

15

0,88

0,47

85,5

2

КТРТ

30,36

35

Продолжение таблицы 10.

Проверка по нагреву

Проверка на потерю напряжения

Окончательный выбор

, шт

, А

%

, км

Ом/м

Ом/м

,

В

%

, мм

,

А

42

1

1

1

42

5

0,84

0,54

0,108

3,1

0,073

3,96

1,042

10

42

75

1

1

1

75

5

0,87

0,53

0,1

1,24

0,0662

5,43

1,43

25

75

60

1

1

1

60

5

0,83

0,44

0,1

1,94

0,0675

5,2

1,37

16

60

60

1

1

1

60

5

0,86

0,56

0,12

1,94

0,0675

6,48

1,8

16

60

140

1

1

1

140

5

0,88

0,47

0,14

0,443

0,0612

3,53

0,93

70

140

42

3

1

1

42

5

0,84

0,39

0,1

3,1

0,073

3,952

1,04

10

42

75

1

1

1

90

5

0,88

0,44

0,05

0,89

0,0637

2,1

0,55

35

90

8. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

КТП состоят из шкафов, в которых установлены автоматические выключатели. После выбора шкафов с автоматами рассчитываем и подбираем паспортные данные автоматов, делаем проверки автомата на ложное отключение при пуске оборудования и на соответствие выбранного сечения кабеля.

Исходные данные для расчета сводятся в таблицу 11.

8.1. По [9.34-35. табл. 5.3.] выбираем паспортные данные автомата АЕ-2049 для электродвигателя токарно-строгального станка.

тип выключателя – АЕ-2049

номинальный ток автомата А

номинальный ток расцепителя А

Условие проверки:

А=А.

Условие проверки соблюдается.

8.2. Проверка на ложное отключение при пуске

Условие проверки:

, т.к. один электроприемник,

где - кратковременный ток, А

Условие проверки соблюдается.

8.3. Проверка на соответствие расцепителя автомата с выбранным сечением кабеля

Условие проверки:

где - коэффициент защиты, =0,22 [2.46. табл.2.10].

Поскольку в автомате электромагнитный расцепитесь, то

Условие проверки выполняется, для остальных электроприёмников расчёт аналогичен

Таблица 11. Паспортные данные аппаратов.

Наименование  электроприемника

Тип    авто- мата

А

Кабель

Данные аппаратов

 мм²

А

, А

, А

Токарно-револьверные станки

АЕ-2049

8,61

10

42

45

12

144

Поперечно-строгальные станки

АЕ-2049

21,9

25

75

32

10

320

Токарные автоматы

АЕ-2049

11,7

16

60

16

12

192

Алмазно-расточные станки

АЕ-2049

15,14

16

60

20

12

240

Горизонтально-фрезерные станк

АЕ-2049

35,68

70

140

50

10

500

Заточные станки

АЕ-2049

8,61

10

42

12

12

144

Кран балки

АЕ-2049

30,36

35

90

40

10

400

Продолжение таблицы 11.

Проверка на ложное включение при пуске

Проверка на соответствие сечения кабеля

,А

, А

 А

 мм²

Кол-во, шт

7

60,27

60,27

144

0,22

10

1

6

131,4

131,4

320

0,22

25

1

6,5

76

76

192

0,22

16

1

7,5

113,55

113,55

240

0,22

16

1

7

249,76

249,76

500

0,22

70

1

7

60,27

60,27

144

0,22

10

1

7

212,52

212,52

400

0,22

35

1

9. РАСЧЕТ РЕЛЕЙНОЙ ЗАЩИТЫ СИЛОВОГО

ТРАНСФОРМАТОРА

В сетях напряжением 10 кВ на трансформаторах должны предусматриваться устройства релейной защиты, действующие при:

  1.  повреждении внутри баков маслонаполненных трансформаторов;
  2.  многофазных коротких замыканиях в обмотках и на выводах;
  3.  однофазных замыканий на землю;
  4.  витковых замыканиях на корпус;
  5.  внешних коротких замыканиях при перегрузках.

Для защиты от перегрузок используют максимальную токовую защиту, которая выполняется на реле тока с выдержкой времени. Реле подключается ко вторичной обмотке трансформатора тока, установленного на стороне 10 кВ силового трансформатора. Вторичные обмотки трансформаторов тока соединены по схеме неполная звезда. Коэффициент схемы:

                                                                                   

где  IK1 – ток короткого замыкания в точке К1, кА (на стороне ВН)

      IK2 – ток короткого замыкания в точке К2, кА. (на стороне НН)

Произвожу расчёт МТЗ с независимой выдержкой времени, выполняемой на реле РТ-40.

Исходные данные для расчёта приводим в таблице 12.

Таблица 12. Исходные данные для расчёта

SНТР, кВА

IK1, А

IK2, А

U1/U2

IPmax, А

100

14300

2600

8,1

9.1. Для релейной защиты выбираем трансформатор тока по [6.198. табл. 31.9], технические данные которого приводим в таблице 13.

Таблица 13. Технические данные трансформатора тока

Тип

Вариант исполнения

IН, А

Номинальная нагрузка, ВА

Класс точности

IДИН, кА

Термическая стойкость

Ikm, кА

Перв.

Втор.

0,5

1

3

ТПК-10

50

5

10

-

-

25

8

Условие проверки:    

        IH1=50 A > IРmax                                                                            

        UH.TP.T=10 кB = UC =10 кВ

Условие проверки выполняется.

9.2 Подбор выдержки времени.

Для того чтобы определить время действия токов КЗ составляем схему для определения выдержек времени.

~

G

T1

М

t4

T2

t3

t2

t1

                                                                

                               

Рисунок 6 - Схема для определения выдержки времени.

Для того чтобы при повреждении одного из электродвигателей не отключился трансформатор Т2 , его защита должна иметь выдержку времени t2  большую, чем t1 на величину ступени селективности .

Аналогично последующие выдержки и времени защиты трансформатора Т1 и генератора G;     [2, 281]

Принимаем t1 = 0,25с, т.к. в схеме ступенчатая селективность, то принимаем .

=;

;

=.                                             

Выполняем проверку на термическую стойкость в режиме К.З.

Условие проверки:

                                                                          

IДИН  >IУДАРН

где IУДАРН – ударный ток на стороне 10 кВ [ПЗ. П.6.1.8].

Условие проверки выполняется.

Коэффициент трансформации трансформаторов тока

    

 9.3 Ток срабатывания защиты

                                                                                                                                               

где КН= 1,2 [10.45] – коэффициент надёжности;

КВ = 0,85 [10.50] – коэффициент возврата.

9.4 Коэффициент чувствительности

Условие проверки:  

                                                                                                                                 

Условии проверки выполняется;

Защита чувствительна.

9.5 Ток срабатывания реле

                                                                                                                 

Выбираем по [10.50. табл.5] реле тока РТ-40/6 с параллельным соединением  обмоток, с пределами тока срабатывания (3-6)

Производим выбор реле времени по [10.125 табл.56]. Выбираем реле типа ЭВ 120:

- предел уставок-0,25-3,5 сек;

- разброс времени-0,12 сек  

- время замкнутого состоя 0,17-0,25 сек.

9.6. От междуфазных замыканий в трансформаторе, от замыканий на вводах между обмотками высокого и низкого напряжения используем токовую отсечку, выполненную на реле РТ-40с пределами тока срабатывания (25-5)

9.7. Ток срабатывания защиты

                                                          

где КН. = 1,3 [1.444] – коэффициент надёжности для токовой отсечки

9.8. Ток срабатывания реле

                                                                   

Выбираем реле РТ-40 с последовательным соединением обмоток, РТ40/2, [10.50], с пределами тока срабатывания (0,5-1)

Составляем схему защиты трансформатора на выбранных реле.

Q

КА1

КА3

КА2  КА4

ТА2

ТА1

Т

+

-

КА1

КА2

КА3

КА4

KL1

KL2

КТ1

KL1

KL2

YAT1

Рисунок 9 – Схема релейной защиты силового трансформатора

                                        

           

10. РАСЧЕТ ЗАЗЕМЛЕНИЯ

Для расчета заземляющего устройства инструментального цеха завода РТО необходимо иметь следующие исходные данные:

  1.  Размер помещения 48х30х6;
  2.  Ток КЗ кА [П3, П6.2.4.];
  3.  Приведенное время действия токов КЗ =1,25с
  4.  Измеренное сопротивление грунта =20

10.1. Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства напряжением 0,4кВ не больше 4 Ом [2.254]. Принимаем Ом. В качестве вертикальных заземлителей выбираем стальные прутковые электроды ø12мм, длина м [2.260]. Принимаем расстояние между вертикальными электродами м. В качестве горизонтального заземлителя выбираем полосу стали размеров (40х5)мм² [2.260].

;

Полоса термически устойчивая принимаем полосу (15х3)мм²

10.2. Определяем сопротивление растеканию тока одного вертикального электрода.

Ом

где =20Ом [2.257]

 =1,4 [1.399. табл. 8.1] – коэффициент сезонности вертикального электрода, -1,5

 – длина электрода, м - 3,0

принимаем =0,5м м. – глубина заложения от нулевого уровня до середины стержневого электрода.

10.3. Определяем ориентировочное число вертикальных электродов.

≈5шт.

где  =0,52 [2.261.]

Исходя из ориентировочного числа электродов, выбираем расположение электродов по контору.

10.4. Определяем сопротивление растеканию горизонтальной стальной полосы.

Ом

где м.

,0 [1.399]

     =0,5м

в=0,030м

10.5. Уточняем сопротивление горизонтальной полосы.

Ом

где [1.403] – коэффициент использования горизонтальной стальной полосы.

10.6. Уточняем уточненное сопротивление вертикальных электродов с учетом влияния горизонтальной полосы.

Ом

10.7. Определяем точное число вертикальных электродов.

≈4шт. Принимаем уточненное число вертикальных электродов – 4 шт.

где [1.403] коэффициент использования вертикальных электродов

   

Рисунок 9 - Схема размещения электродов по контуру заземления.


Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

45

КП.140613.03.00.11.П3

11. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Термин «Охрана природы» согласно ГОСТ 17.00.01-76 означает систему мер, направленных на поддержание рационального взаимодействия между деятельностью и окружающей природной средой. обеспечивающих сохранение и восстановление природных ресурсов, рациональное использование природных ресурсов, предупреждающих прямое и косвенное влияние результатов деятельности общества на природу и здоровье человека.

Для очистки  воды применяют механические методы очистки:

Процеживание;

Отстаивание;

Фильтрование.

Улучшение метеоусловий в производственных помещениях осуществляется при помощи приточных и вытяжных вентиляторов.

Для уменьшения уровня шума и тепловыделений применяется звукоизоляция и теплоизоляция

Для уменьшения уровня вибрации применяет сильно вибрирующих установка электродвигателей на индивидуальные фундаменты.

Твёрдые отходы оставшиеся поле очистки воды от шлака и золы можно использовать в народном хозяйстве что позволяет решить проблему с их хранением и утилизации.

  1.  

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

46

КП.140613.03.00.12.П3

СПЕЦИФИКАЦИЯ

Таблица 14. Спецификация

Наименование и технические характеристики

Тип, марка, обозначение

Единицы измерения

Количество

1. Комплектная трансформаторная подстанция.

КТПМ-1000

Комплект

2

2.Силовой трансформатор

ТМ-100/10

шт.

2

Конденсаторная батарея

УКб-0,38-240-ТЗ

шт.

2

3.Комплектующие оборудование

Шкафы ВН

Шкафы НН

ШВВ-3

ШНЛ-1М

.

шт.

шт.

2

2

4.Секционная связь

Ф372ОФУ3

шт.

1

5.Трансформаторы тока

Реле тока

Реле времени

ТПК10

РТ40/6

РТ40/2

ЭВ120

шт.

шт.

шт.

шт.

2

4

4

2

6.Автоматический выключатель

АЕ-2049

шт.

38

7.Включатель масляный

ВМПЭ-10-630-20УЗ

шт.

2

8. Кабель напряжение 0,4 кВ трехжильный алюминиевый, без брони

АВВГ-1-3х16+1х10

АВВГ-1-3х25+1х16

АВВГ-1-3х35+1х25

АВВГ-1-3х70+1х35

м.

м.

м.

м

1320

410

110

840

Продолжение таблицы 14. Спецификация

9.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

47

КП.140613.03.00.12.П3

Заземление

Полосовая сталь

Вертикальный электрод

(15 х3)

d=12; l= 

м.

шт.

152

4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Инструментальный цех завода РТО включает в себя электроприемники II категории надежности электроснабжения, поэтому для питания насосной станции выбрана радиальная схема электроснабжения с двумя резервными источниками питания.

Электрооборудование, расположенное на открытом воздухе, разрушается под действием окружающей среды. Поэтому для питания цеха используют комплектную подстанцию КТПМ-100 , установленную в отдельном помещении насосной станции. КТП по сравнению с другими видами подстанций наиболее проста при транспортировке, монтаже, эксплуатации, ремонте.

Для обеспечения работы электрооборудования выбраны два соловой трансформатора ТМЗ-100/10 т.к. они являются наиболее экономически выгодным вариантом, а также исходя из условия прокладки были выбраны кабели марок ААБ для прокладки в земле и АВВГ для прокладки внутри цеха, в качестве заземления были приняты полосовая сталь 15 х3 и   d=12; l=3м, и вертикальный электрод для зашиты обсуживающего персонала соприкасающегося с металлическими не токоведущими частями электрооборудования.

Аппараты управления, которые проверены на работоспособность в нормальном и аварийном режимах работы. Силовой трансформатор защищен от перегрузок и коротких замыканий при помощи автоматических выключателей и тепловых реле . Токовая отсечка и максимально-токовая защита выполнены на реле серии РТ40/6 и РТ40/2

Для защиты от токов короткого замыкания были выбраны автоматы типа АЕ-2049

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

48

КП.140613.03.00.00.П3


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

43581. Подтверждение соответствия маргарина и маргариновой продукции на предприятии ФГУП «Маслозавод» 116.6 KB
  Анализ нормативной документации предприятия, процессов проведения стандартизации и сертификации маргарина; изучить признаки классификации маргарина; перечислить поставщиков маргарина.
43582. Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов 144.62 KB
  Дипломным проектированием завершается обучение студентов в университете. Студент допускается к выполнению дипломного проекта после сдачи всех экзаменов и зачетов, предусмотренных учебным планом
43583. Розробка технологічної лінії з виробництва батону «Європейського» в умовах ВАТ «Хліб» 3.65 MB
  У даному дипломному проекті проведена розробка технологічної лінії з виробництва батону «Європейського» в умовах ВАТ «Хліб». На підставі фізико-хімічних закономірностей процесу виробництва батона, а також техніко-економічних показників діючих підприємств прийняті технологічні параметри ведення процесу виготовлення.
43584. ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ СТРІЧКОВОГО КОНВЕЄРА СК-2 НА ПІДПРИЄМСТВІ ВАТ ПІВД ГЗК 3.43 MB
  У проекті у великому обємі використані різноманітні методи дослідження, такі як математичні розрахунки, графічні побудови, математичні залежності та теоретичні положення з курсів «Теорія електропривода», «Електричні машини», «Теоретичні основи електротехніки», «Теорія автоматичного керування».
43585. Проект розробки програмного засобу моніторингу реалізації проектів на основі аналізу освоєного обсягу 1.17 MB
  Практична цінність дослідження полягає у створенні сприятливих умов для кращого сприйняття наданої інформації керівником проекту, що заощадить витрати по проекту. В свою чергу, це є основою для підвищення успішності управління проектом.
43586. Лексико-стилистические особенности комментариев пользователей официальных групп СМИ социальной сети «ВКонтакте» 188.69 KB
  Лексикостилистические особенности Интернетсообществ. Ключевые слова: журналистика Интернет коммуникация Интнернетсообщества лексика стилистика комментарий аудитория. Объектом исследования является текстовые сообщения Интернетсообщества. Цель работы – комплексное изучение феномена Интернетсообществ с точки зрения лексических и стилистических особенностей.
43587. Развитие наследственного законодательства в Российской Федерации 381 KB
  Наследование характеризуется универсальным правопреемством. Это означает, что права и обязанности умершего выступают, как единое целое и переходят в этой совокупности к наследнику.