90739

Электроснабжение промышленных предприятий

Курсовая

Энергетика

Расчет трехфазных электрических нагрузок 0.4 кВ Расчёт сварочной эквивалентной трёхфазной нагрузки Расчет осветительной нагрузки Расчет нагрузки крана Выбор числа и мощности цехового трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности Выбор магистрального и распределительных шинопроводов...

Русский

2015-06-10

721.6 KB

4 чел.

Реферат

Данный курсовой проект по курсу «Электроснабжение промышленных предприятий» состоит из пояснительной записки (49 страниц); графической части (2 листа формата А1); 28 таблиц; 3 рисунка.

СИЛОВОЙ ТРАНСФОРМАТОР, ТЕПЛОВОЙ ИМПУЛЬС, ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ, сТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ЭФЕКТ, ШИНОПРОВОД, ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ, СИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, ОПОРНЫЙ ИЗОЛЯТОР.

Содержание

         Введение                                                                                                 4

         Исходные данные на курсовой проект                                                 5

  1.  Расчет трехфазных электрических нагрузок 0.4 кВ                           6                  
  2.  Расчёт сварочной эквивалентной трёхфазной нагрузки                    9
  3.  Расчет осветительной нагрузки                                                           11
  4.  Расчет нагрузки крана                                                                          11
  5.  Выбор числа и мощности цехового трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности                                                   12
  6.  Выбор магистрального и распределительных шинопроводов         14
  7.  Выбор силовых пунктов                                                                       16
  8.  Выбор кабелей и кабельных перемычек                                             24
  9.   Расчёт токов короткого замыкания                                                    28
  10.   Расчет пусковых и пиковых токов                                                     34
  11.   Защита цеховых электрических сетей. Выбор предохранителей   42
  12.   Выбор автоматических выключателей                                              47

Список используемой литературы                                                      49

Введение

Целью данного курсового проекта является получение новых и закрепление имеющихся знаний, а также проявление творческих способностей в области проектирования электроснабжения небольших цехов.

Данный курсовой проект (КП) является завершающим этапом в изучении основного курса специальности «Электроснабжение промпредприятий».

В процессе выполнения КП  предстоит выбрать  вариант конфигурации сети цеха на 0,4кВ. В расчетном варианте необходимо определить токи короткого замыкания и выбрать коммутационную аппаратуру, при этом предусмотреть, чтобы система электроснабжения обладала высокими технико-экономическими показателями и обеспечивала бы соответствующую степень качества и требуемую степень надежности электроснабжения проектируемого объекта.

Исходные данные на курсовой проект

Номер рисунка 1 (распределительная сеть 0,4 кВ)

Вариант № 2

Наименование электроприемников, их количество и мощности:

Наименование ЭП

Номер на плане

Мощность,кВт

 шт.

1

Кругло-шлифовальный

1-13

21

13

2

Токарно-револьверный

14-18

17

5

3

Вертикально-сверлильный

19-24

29

5

4

Токарный полуавтомат

25-28

23

14

5

Плоскошлифовальный

29-31

18

3

6

Токарный с ЧПУ

32,33

44

2

7

Горизонтально-проточный

34-36

21

3

8

Горизонтально-расточный

37-40

23

4

9

Вентустановка

41,42

15

2

10

Радиально-сверлильный

43-45

42

3

11

Безцентро-шлифовальный

46,47

29

2

12

Токарно-винторезный

48,49

12

2

13

Точильно-шлифовальный

50-54

21

5

14

Нагревательная печь

55,56

80

2

15

Термическая печь

57,59

60

3

16

Электротермическая печь

60-62

55

3

17

Вентустановка

63

12

1

18

Точечные стационарные

64-67

120

4

19

Сварочные стыковые

68-70

90

3

20

Сварочные шовные роликовые

71-73, кВА

100

3

21

Сварочные точечные

74-76, кВА

110

3

22

Вентустановка

77,78, кВА

18

2


23

Кран, кВт

50

24

Зона перемещения крана, участок

А1-Д5;  

Д1-А5

25

Длина питающей линии, км

0,6

26

Сеть высокого напряжения, кВ

10

  1.  Расчёт трехфазных электрических нагрузок в распределительной сети 0,4 кВ

Расчет электрических нагрузок производится методом расчетного коэффициента. Данный метод расчета позволяет определить электрические нагрузки электроприемников напряжением  до 1000 В. Произведём расчёт для электроприемника «кругло-шлифовальный» станок.

Алгоритм расчета

  1.  Номинальная мощность  электроприёмника

  1.  Количество электроприемников,

  1.  По справочным данным определим значения коэффициентов использования и мощности, а также по   ;
  2.  Суммарная мощность группы электроприемников:

  1.  Определяем среднюю активную и реактивную мощности данной группы электроприемников:

  1.  Найдём значение величины

Аналогичный расчет выполняем для всех остальных видов электроприемников, за исключением сварочной нагрузки. Полученные данные сводим в таблицу №1

  1.  Рассчитаем эффективное число электроприемников:

  1.  Определим средневзвешенный коэффициент использования:

  1.  Определим значение расчетного коэффициента :

для магистрального шинопровода имеем:

при  

  1.  Определим значения , ,:

С учётом  осветительной и сварочной нагрузок:

Полученные данные заносим в таблицу №1.1


Наименование эп

N,шт

Pном,кВт

Pсум,кВт

Ки

cos

tg

Pср,кВт

Qср,кВт

n*

Кр

Pр,кВт

Qр,квар

Sр,кВА

Iр,А

Кругло-шлифовальный

13

21

273

0,17

0,65

1,17

46.41

54.25

5733

Токарно-револьверный

5

17

85

0,18

0,65

1,17

15.3

17,88

1445

Вертикально-сверлильный

6

29

174

0,14

0,4

2.3

24.36

55.81

5046

Токарный полуавтомат

4

23

92

0,2

0,65

1,17

18.4

21.51

2116

Плоскошлифовальный

3

18

54

0,17

0,65

1,17

9,18

10,74

972

Токарный с ЧПУ

2

44

88

0,2

0,65

1,17

17,6

20,6

3872

Горизонтально-проточный

3

21

63

0,2

0,65

1,17

12,6

14,74

1323

Вентустановка

2

15

30

0,65

0,8

0.75

19,5

14,62

450

Радиально-сверлильный

3

42

126

0,14

0,4

2.3

17,64

40,6

5292

Безцентро-шлифовальный

2

29

58

0,2

0,65

1,17

11,6

13,6

1682

Токарно-винторезный

2

12

24

0,12

0,4

2.3

2,88

6,62

288

Точильно-шлифовальный

5

21

105

0,2

0,65

1,17

21

24,6

2205

Нагревательная печь

2

80

160

0,8

0,95

0,33

128

42.1

12800

Термическая печь

3

60

180

0,8

0,95

0,33

144

47.3

10800

Электротермическая печь

3

55

165

0,8

0,95

0,33

132

43.4

9075

Вентустановка

1

12

12

0,65

0,8

0,75

7.8

5.85

144

Вентустановка

2

18

36

0,65

0,8

0,75

23,4

17,55

648

Кран

1

50

50

0,15

0,5

1.73

7,5

12,97

2500

Горизонтально-расточный

4

23

92

0,17

0,65

1.17

15,64

18,3

2116

ИТОГО

66

1867

0,36

674,8

483

68507

51

0,7

472,4

338,1

Осветительная НГ

49,7

21,1

Сварочная НГ

56,9

86,8

Итого по цеху

579

446

731

1055

Таблица 1.1- Расчет нагрузок для выбора цехового трансформатора и ШМА


2. Расчёт сварочной эквивалентной трёхфазной нагрузки

Все машины контактной электросварки являются однофазными с повторно-кратковременным режимом работы.

Расчет электрических нагрузок машин контактной сварки производится по полной мощности, за расчетную нагрузку по нагреву принимается среднеквадратичная нагрузка.

Таблица 2.1- Исходные данные для расчета электрических  нагрузок машин контактной сварки

Наименование ЭП

Точечные стационарные

4

120

0,55

0,03

0,8

2,88

16,62

Сварочные стыковые

3

90

0,55

0,02

0,8

1,44

10,18

Сварочные шовные роликовые

3

100

0,55

0,04

0,8

3,2

16

Сварочные точечные

3

110

0,55

0,04

0,8

3,52

17,6

1. Распределение нагрузки по трем парам фаз(отталкиваемся от номинальных значений):

2. Определим средние нагрузки каждой машины:

- коэффициент загрузки i-той сварочной машины;

- коэффициент включения i-той сварочной машины.

3. Определим среднюю мощность каждой пары фаз:

4. Определим среднеквадратическую мощность каждой сварочной машины:

5. Среднеквадратичная нагрузка каждой пары фаз:

6. Расчетная мощность всех сварочных машин определяеться по двум наиболее загруженным парам фаз:

7. Расчетную активную и реактивную нагрузки находим по формулам:

Полученные значения заносим в таблицу №1.1

3. Расчет осветительной нагрузки

Освещение рассчитывается  по удельной нагрузке на единицу производственной площади:

Определим площадь цеха:


Расчетная активная нагрузка:

где – удельная электрическая нагрузка на единицу производственной площади, кВт/. Примем, что  и освещение производится люминесцентными лампами с cos 

Расчетная реактивная нагрузка: 

Полученные значения заносим в таблицу №1

4. Расчёт нагрузки крана

Кран имеет три двигателя: тележки, моста, подъема.

Соотношения мощностей 1:2:3. Мощность крана  50 кВт

Мощность тележки:

Мощность моста:

Мощность подъема:

Коэффициенты  включения:

для тележки

для моста

для подъема

Определим мощности двигателей:

Определим номинальную мощность крана:

Полученные значения заносим в таблицу №1.1

5. Выбор числа и мощности цехового трансформатора с учётом компенсации реактивной мощности

Применяем однотрансформаторную подстанцию, т.к в цехе приемники электроэнергии, допускающие перерыв электроснабжения на время доставки складского резерва, т.е для потребителей II и III категории, а также они допустимы для небольшого количества (до 20%) потребителей I категории.

Т.к взаиное резервирование присутствует, то примем коэффициент загрузки  

Выбор  мощности силового трансформатора КТП производится с учётом компенсации реактивной мощности.

Мощность трансформатора определяется по активной расчётной нагрузке:

где  – количество трансформаторов, равное 1;

 - коэффициент загрузки, равный 0,8

берется из таблицы №1

Выбираем трансформатор ТМ-1000/10-У1с параметрами: ;

: ; ; ;

Определим реактивную мощность, которую целесообразно пропустить через трансформатор в сеть с напряжением до 1 кВ:

Первая составляющая мощности батареи конденсаторов в сети напряжением до 1000 В:

Вторая составляющая мощности батареи конденсаторов, определяемая в целях оптимального снижения потерь в трансформаторе и снижении потерь в сети 10 кВ:

где экономическое значение = 0,25

Выбираем стандартные компенсирующие устройства по :

 

Определим реальный коэффициент загрузки трансформатора с учётом КУ:

Определим потери в трансформаторе

Потери определяются по следующим формулам:

р


6. Выбор магистрального и распределительных шинопроводов

Выбор ШМА

Выбираем магистральный шинопровод по расчетному току . Выбираем ШМА типа ШМА-73 на .

Выбор ШРА

Произведем расчет нагрузок для выбора ШРА. Составим таблицу нагрузок для расчета ШРА1,2 (таблицы № 7.1-7.2)

Алгоритм расчета как и у ШМА, но расчетный коэффициент находится по таблице 1 (спр. данные) где Кр 1, реактивная мощность находиться из условия

для n : Qp = Qср; Pр = Кр  Pср 

для  n10 : Qp =1,1 Qср; Pр = Кр  Pср

Исходя из значений таблицы №   по расчетному току  . выбираем ШРА1 типа ШРА-73 – 400

Исходя из значений таблицы №   по расчетному току  . выбираем ШРА2 типа ШРА-73 – 250



7. Выбор силовых пунктов

Произведем расчет нагрузок для выбора СП. Составим таблицу нагрузок для расчета СП 1,2,3,4 (таблицы № 7.3-7.6)

Алгоритм расчета как и у ШРА, расчетный коэффициент находится по таблице 1 (спр. данные) где Кр 1, реактивная мощность находиться из условия

для  n10 : Qp =1,1 Qср; Pр = Кр  Pср

Проверим силовые пункты на токи отходящих линий

Выбираем силовые пункты:  № 1. : ШРС1 – 54УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 100 А типа ПН2 – 100 (до 100 А)

Выбираем силовые пункты:  № 2. : ШРС1 – 53УЗ на номинальный ток шкафа 250 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 60 А типа НПН – 60 (до 63А)

Сделаем проверку на токи отходящих линий, возьмем самый мощный приемник с учетом tg 

(точильно шлифовальный) и определим его номинальный ток:

     Выбираем силовой пункт: № 3 : ШРС1 – 28 УЗ на номинальный ток шкафа 400 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей: 2х60 + 4х100 + 2х250 А типа ПН2 – 100 (до 100 А), НПН2-60 (до 63А), ПН2-250 (до 250А)

Сделаем проверку на токи отходящих линий, возьмем самый мощный приемник с учетом Ки (нагревательная печь) и определим его номинальный ток:

Выбираем силовой пункт: № 4 : ШРС1 – 54УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 100 А типа ПН2 – 100 (до 100 А)

Сделаем проверку на токи отходящих линий, возьмем самый мощный приемник с учетом tg  (Электротермическая печь) и определим его номинальный ток:

Выбранные силовые пункты выбраны верно


Таблица 7.1- Расчёт ШРА– 1.

Наименование ЭП

 

 

 

 

 φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 кВА

 

Кругло-шлифовальный

13

21

273

0,17

0,65

1,17

46,41

54,25

5733

Токарно-револьверный

5

17

85

0,18

0,65

1,17

15,3

17,88

1445

Вертикально -сверлильный

6

29

174

0,14

0,4

2,3

24,36

55,81

5046

Вентустановка

2

15

30

0,65

0,8

0.75

19,5

14,62

450

ИТОГО

26

568

0,19

1,33

109,47

145,49

12872

26

1,1

120,42

145,49

188,8

272,5

Таблица 7.2- Расчёт ШРА– 2.

Наименование ЭП

 

 

 

 

 φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 кВА

 

Токарный полуавтомат

4

23

92

0,2

0,65

1,17

18.4

21.51

2116

 

 

 

 

 

 

Плоскошлифовальный

3

18

54

0,17

0,65

1,17

9,18

10,74

972

 

 

 

 

 

 

Токарный с ЧПУ

2

44

88

0,2

0,65

1,17

17,6

20,6

3872

 

 

 

 

 

 

Горизонтально-проточный

3

21

63

0,2

0,65

1,17

12,6

14,74

1323

 

 

 

 

 

 

Горизонтально-росточный

4

23

92

0,17

0,65

1.17

15,64

18,3

2116

 

 

 

 

 

 

ИТОГО

16

 

389

0,19

1,17

73,42

85,9

10399

15

1,26

92,5

85,9

126,2

182

Таблица 7.3 - Расчет СП–1.

Наименование ЭП

 

 

 

 

 φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 кВА

 

Радиально –сверлильный

3

42

126

0,14

0,4

2.3

17,64

40,6

5292

 

 

 

 

 

 

Безцентро-шлифовальный

2

29

58

0,2

0,65

1,17

11,6

13,6

1682

 

 

 

 

 

 

Токарно – винторезный

2

12

24

0,12

0,4

2.3

2,88

6,62

288

 

 

 

 

 

 

ИТОГО

7

208

0,154

2,06

32,12

60,82

7262

6

1,96

62,95

66,9

91,8

132,5

Таблица 7.4 - Расчет СП–2.

Наименование ЭП

 

 

 

 

 φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 кВА

 

Точильно-шлифовальный

5

21

105

0,2

0,65

1,17

21

24,6

2205

 

 

 

 

 

 

ИТОГО

5

105

0,2

1,17

21

24,6

2205

5

1,78

37,4

27,06

46,2

66,7

Таблица 7.5 - Расчет СП–3.

Наименование ЭП

 

 

 

 

 φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 кВА

 

Нагревательная печь

2

80

160

0,8

0,95

0,33

128

42,1

12800

 

 

 

 

 

 

Термическая печь

3

60

       180

0,8

0,95

0,33

      144

47,3

   10800

 

 

 

 

 

 

ИТОГО

5

 

340

0,8

 

 

272

89,4

23600

5

1

272

98,34

289,2

417,4

Таблица 7.6 - Расчет СП–4.

Наименование ЭП

 

 

 

 

 φ

 

 

 

 

 

 

 

 

 кВА

 

Электротермическая печь

3

55

165

0,8

0,95

0,33

132

43,4

9075

 

 

 

 

 

 

Вентустановка

1

12

12

0,65

0,8

0,75

7,8

5,85

144

 

 

 

 

 

 

ИТОГО

4

 

179

0,78

 

 0,35

139,8

49,25

9219

4

1

139,8

54,18

149,9

216,4


Выбор силовых пунктов сварочного отделения

Выбор силового пункта №5

Составим таблицу загрузок (таблица № 7,7)

Таблица 7.7- Расчет СП №5

Наименование ЭП

Точечные стационарные

4

120

0,55

0,03

0,8

2,88

16,62

Сварочные точечные

3

110

0,55

0,04

0,8

3,52

17,6

Алгоритм расчета

1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:

2. Определим средние нагрузки каждой машины:

- коэффициент загрузки i-той сварочной машины;

- коэффициент включения i-той сварочной машины.

3.Определим среднюю мощность каждой пары фаз,например, АВ:

4. Определим среднеквадратическую мощность каждой сварочной машины:

5.Среднеквадратичная нагрузка каждой пары фаз, например, АВ, определяется по формуле:

6. Расчетная мощность всех сварочных машин определяеться по 2-ум наиболее загруженным парам фаз:

7. Определим расчетную активную и реактивную и полную мощность :

= 82,4 кВА

Выбираем силовой пункт № 5 : ШРС1 – 53УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 60 А типа НПН2 – 60 (до 63А)

Проверим силовой пункт на токи отходящих линий:

Определим номинальный ток для одной машины – точечный стационарный с максимальной :

Силовой пункт выбран верно

Выбор силового пункта №6

Составим таблицу загрузок (таблица № 7.8)

Таблица 7.8 - Расчет СП №6

Наименование ЭП

Сварочные стыковые

3

90

0,55

0,02

0,8

1,44

10,18

Сварочные шовные роликовые

3

100

0,55

0,04

0,8

3,2

16

Алгоритм расчета

1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:

2. Определим средние нагрузки каждой машины:

- коэффициент загрузки i-той сварочной машины;

- коэффициент включения i-той сварочной машины.

3.Определим среднюю мощность каждой пары фаз,например, АВ:

4. Определим среднеквадратическую мощность каждой сварочной машины:

5.Среднеквадратичная нагрузка каждой пары фаз, например, АВ, определяется по формуле:

6. Расчетная мощность всех сварочных машин определяеться по 2-ум наиболее загруженным парам фаз:

7. Определим расчетную активную и реактивную и полную мощность :

Кроме сварочной нагрузки к СП-6 подключена две вентустановки, с  Суммируем сварочную нагрузку и нагрузку вентустановок.

= 101 кВА

Выбираем силовой пункт № 6 : ШРС1 – 53УЗ на номинальный ток шкафа 320 А с числом отходящих линий 8 и номинальным током предохранителей 60 А типа НПН2 – 60 (до 63А)

Проверим силовой пункт на токи отходящих линий:

Определим номинальный ток для одной машины – сварочный - стыковой с максимальной :

Силовой пункт выбран верно

8. Выбор кабелей и кабельных перемычек

Сечение жил кабелей цеховой сети выбирают по нагреву длительным расчетным током по условию:

где  расчётный ток, А;

 длительно допустимый ток заданного сечения, А.

номинальная мощность электроприёмника, кВт;

номинальный коэффициент мощности электроприёмника.

Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором должно выполнятся условие:

для печей и сварочных машин:

За расчетный ток для сварочных машин принимаем среднеквадратический ток:

Таблица 8.1 - Выбор кабелей для ЭП, у которых АД с К.З. ротором является привод.

Наименование ЭП

Кругло-шлифовальный

21

0,65

46,6

58,29

60

16

Токарно-револьверный

17

0,65

37,7

47,18

60

16

Вертикально-сверлильный

29

0,4

104,6

130,8

155

70

Токарный полуавтомат

23

0,65

51

63,84

80

25

Плоскошлифовальный

18

0,65

40

50

60

16

Токарный с ЧПУ

44

0,65

97,7

122,1

155

70

Горизонтально-проточный

21

0,65

46,6

58,3

60

16

Горизонтально-расточный

23

0,65

51

64

80

25

Вентустановка

15

0,8

27

34

46

10

Радиально-сверлильный

42

0,4

151,5

189,4

190

95

Бесцентро-шлифовальный

29

0,65

64,4

80,5

80

25

Токарно-винторезный

12

0,4

43,3

54,1

60

16

Точильно-шлифовальный

21

0,65

46,6

58,3

60

16

Вентустановка

12

0,8

21,65

27

29

4

Вентустановка

18

0,8

32,5

40,6

46

10

Кран

50

0,5

144,3

180,4

190

95

Таблица 8.2- Выбор кабелей для ЭП термического отделения

Наименование ЭП

Нагревательная печь

80

0,95

121,54

155

70

Термическая печь

60

0,95

91,16

95

35

Электротермическая печь

55

0,95

83,56

95

35

Таблица 8.3 - Выбор кабелей для ЭП сварочного отделения

Наименование ЭП

Точечные стационарные

16,62

41,5

46

10

Сварочные точечные

17,6

44

46

10

Сварочные стыковые

10,18

25,5

29

4

Сварочные шовные роликовые

16

40

46

10

Таблица 8.4- Выбор кабелей и кабельных перемычек между ШМА и ШРА,СП,

Наименование шинопровода

ШМА- ШРА1

272,5

ШМА- ШРА2

182

ШМА- СП 1

132,5

190

95

ШМА- СП 2

66,7

95

35

ШМА- СП 3

417,4

ШМА- СП 4

216,4

220

120

ШМА- СП 5

119

120

50

ШМА- СП 6

146

155

70

Проверим кабель по допустимой потере напряжения:

Проверим кабель для кругло-шлифовального станка:

 

=

= 0,79

расчетный ток кабельной линии, А;

длна кабельной линии, км;

погонное активное и реактивное сопротивление кабелей,

количество параллельно проложенных кабелей.

Данные заносим в таблицы № 8

Таблица 8.5  Проверка кабельных линий по потере напряжения.

Наименование ЭП

Кругло-шлифовальный

21

3

0,65

46,6

1,94

0,0675

3,17

0,79

Токарно-револьверный

17

4.3

0,65

37,7

0,62

0,0625

1,26

0,31

Вертикально-сверлильный

29

3

0,4

104,6

0,443

0,0612

1,26

0,31

Вентустановка

15

9,5

0,8

27

3,1

0,0730

11,2

2,7

Токарный полуавтомат

23

4

0,65

51

1,24

0,0662

3

0,75

Плоскошлифоваль-ный

18

3.2

0,65

40

1,94

0,0675

2,9

0,72

Токарный с ЧПУ

44

2

0,65

97,7

0,443

0,0612

1,13

0,28

Горизонтально-проточный

21

4,5

0,65

46,6

1,94

0,0675

4,7

1,19

Горизонтально-росточный

23

4

0,65

51

1,24

0,0662

3,02

0,75

Радиально – сверлильный

42

6,4

0,4

151,5

0,326

0,0602

3,1

0,77

Безцентро-шлифовальный

29

3.2

0,65

64,4

1,24

0,0662

3,05

0,76

Токарно – винторезный

12

11

0,4

43,3

1,94

0,0675

6,9

1,7

Точильно-шлифовальный

21

14

0,65

46,6

1,94

0,0675

14,8

3,7

Нагревательная печь

80

3.2

0,95

121,5

0,443

0,0612

2,95

0,73

Термическая печь

60

3.2

0,95

91,16

0,89

0,0637

4,37

1,09

Электротермическая печь

55

5.5

0,95

83,56

0,89

0,0637

6,8

1,7

Вентустановка

12

2.5

0,8

21,65

5,17

0,09

3,92

0,98

Вентустановка

18

8

0.8

32,5

5,17

0,09

18,8

4,7

Все кабели проверку проходят.


Таблица 8.6   Проверка кабельных линий от ШМА к СП сварочного отделения

Наименование шинопровода

ШМА-СП-5

119

0,55

0,835

21

0,62

0,0625

16,9

4,24

ШМА-СП-6

146

0,55

0,835

6

0,443

0,0612

4,4

1,1

Все кабели проверку проходят

Таблица 8.7  Проверка кабельных линий сварочного отделения по потере напряжения.

Наименование ЭП

Точечные стационарные

16,62

41,5

0,55

0,83

16

3,1

0,073

20,2

5

Сварочные точечные

17,6

44

0,55

0,83

14

3,1

0,073

18,8

4,7

Сварочные стыковые

10,18

25,5

0,55

0,83

12

5,17

0,09

15,4

3,86

Сварочные

шовные роликовые

16

40

0,55

0,83

11,5

3,1

0,073

14

3,5

Все кабели проверку проходят

9. Расчёт токов короткого замыкания

Расчёт ведём для двух наиболее электрически удалённых электроприёмников. Это радиально–сверлильный станок (№45) подключённая к СП-1, и вентустановка (№42), подключённая к ШРА-1.

Рисунок № 9.1  Однолинейная схема для расчёта токов КЗ

Определим параметры схемы замещения

Сопротивление кабельный линий прямой определяем по формуле:

погонное активное и реактивное сопротивление кабельных линий соответственно, .

длина кабельных линий, м.

количество параллельно проложенных кабелей, шт.

Сопротивление нулевой последовательности кабельных линий:

Таблица №9.1 Расчёт сопротивлений прямой и нулевой последовательности кабельных линий

Наименование КЛ

КЛ-8

185

14,1

1

0,167

0,0596

2,358

0,84

23,58

3,36

КЛ-10

10

9,5

1

3,1

0,073

29,45

0,69

294,5

2,774

КЛ-1

95

38

1

0,326

0,0602

12,4

2,28

124

9,12

КЛ-9

95

6,4

1

0,326

0,0602

2,08

0,385

20,8

1,54

Сопротивление прямой последовательности магистрального и распределительного шинопровода:

Сопротивление нулевой последовательности магистрального и распределительного шинопровода:

Таблица №9.2 Расчёт сопротивлений шинопроводов прямой и нулевой последовательности для различных точек КЗ

Точка

Тип

К2,К3

ШМА

49

0,031

0,017

1,519

0,83

15,2

8,3

ШРА-1

54

0,15

0,1

8,1

5,4

81

54

К4,К5

ШМА

10,2

0,031

0,017

0,317

0,17

3,17

1,73

Сопротивление трансформатора определим по формуле:

потери короткого замыкания в трансформаторе, кВт;

номинальное напряжение на вторичной обмотке, кВ;

номинальная мощность трансформатора, кВА;

напряжение короткого замыкания трансформатора, %.

Из справочника находим сопротивления автоматических выключателей и предохранителей:

для выключателей Электрон Э16В с

для выключателей ВА 0436 с  400 А

для выключателей ВА 0436 с  160 А

Сопротивление контактов соединений шинопроводов:

ШМА (К2,К3) 9 секции по 6 метров

ШМА(К4,К5) 1,7 секций по 6 метра

ШРА (К4,К5) 18 секций по 3 метра

Сопротивление контактов соединительных кабелей (учитываем по 2 контакта на 1 кабель):

 

Рисунок №9.2 Схема замещения для расчета токов к.з.

Расчёт токов однофазного и трёхфазного КЗ

Ток трёхфазного короткого замыкания определяем по формуле:

Ток  однофазного короткого замыкание определяется по формуле:

среднее номинальное напряжение сети, В, где произошло КЗ; 

суммарные соответственно активное и индуктивное сопротивления схемы замещения прямой последовательности относительно точки КЗ, включая сопротивления шинопроводов, аппаратов и переходные сопротивления контактов, начиная от нейтрали понижающего трансформатора, мОм;

то же, нулевой последовательности.

Сопротивления нулевой последовательности трансформатора с низшим напряжением до 1кВ при схеме соединения обмоток тр-11 принимаем равными сопротивлениям прямой последовательности.

Рассчитываем ток трёхфазного КЗ в точке К1.

Полагаем, что КЗ в начале ШМА т.к. необходимо рассчитать максимальное значение тока КЗ

Суммарное активное сопротивление равно:

Суммарное реактивное сопротивление равно:

Ток трехфазного КЗ равен:

Рассчитываем ток однофазного КЗ в точке К1.

Определяем ток однофазного короткого замыкания. Находим сопротивления обратной (равно прямой т.к. нет вращающихся машин) и нулевой последовательности. Следует заметить, что в сопротивлении прямой последовательности нужно учитывать активное сопротивление дуги. Влияние активного сопротивления дуги на то КЗ учтем путем умножения расчетного тока КЗ, найденного без учета сопротивления дуги в месте КЗ на зависящей от сопротивления цепи КЗ поправочный коэффициент Кс.

Для всех остальных точек мы находим ток КЗ без учета дуги.

Полагаем, что КЗ в конце ШМА т.к. необходимо рассчитать минимальное значение тока КЗ.

Тогда с учетом сопротивления дуги имеем ток однофазного к.з.

Для всех остальных точек выполняем аналогичный расчет. Результаты сводим в таблицу № 8.3

Таблица 9.3 Расчёт токов КЗ

№ точки

К1

1,91

8,7

25,9

3,453

9,533

17,12

17,03

14,4

0,68

10,88

К2

6,5

10,54

18,6

11,861

18,64

95,5

106,6

62,3

1,034

3,83

К3

41,57

19,33

5,01

41,4

19,33

390,1

113,51

165,5

0,94

1,3

К4

15,98

11,85

11,6

17,52

11,85

130,4

24,2

57,4

0,82

3,29

К5

18,18

12,24

10,5

19,73

12,24

151,4

25,75

65,8

0,84

2,94

10.  Расчет пусковых и пиковых токов.

Расчет пусковых токов

Пусковой ток определяем для приемников имеющих АД с короткозамкнутым ротором для проверки вставок предохранителей.

Пусковой ток приемника определяют по формуле:

, где

- нормальный ток ЭП, которой определяется по следующей формуле:

      

 - кратность пускового тока, т.к отсутствуют данные примем:=5

Таблица №10.1 Значения пусковых токов для приемников с АД

Наименование ЭП

Кругло-шлифовальный

21

0,65

46,6

5

233

Токарно-револьверный

17

0,65

37,7

5

188,5

Вертикально-сверлильный

29

0,4

104,6

5

523

Токарный полуавтомат

23

0,65

51

5

255

Плоскошлифовальный

26

0,65

40

5

200

Токарный с ЧПУ

58

0,65

97,7

5

488,5

Горизонтально-проточный

15

0,65

46,6

5

233

Горизонтально-расточный

33

0,65

51

5

255

Вентустановка

18

0,8

27

5

135

Радиально-сверлильный

38

0,4

151,5

5

757,5

Бесцентро-шлифовальный

14

0,65

64,4

5

322

Токарно-винторезный

24

0,4

43,3

5

216,5

Точильно-шлифовальный

28

0,65

46,6

5

233

Вентустановка

12

0,8

21,6

5

108,25

Вентустановка

14

0,8

32,5

5

162,5

Расчет пиковых токов

Определение пиковых токов магистральных, распределительных шинопроводов и СП

Для расчета пиковых токов магистральных, распределительных шинопроводов и СП использеум следующую формулу:

где

 

Ip – расчетный ток ШМА, ШРА, СП, А;

Iп.max – пусковой ток наибольшего по мощности ЭП, подключаемого к ШМА, ШРА, СП,А;

Kи – коэффициент использования наибольшего по мощности ЭП, А;

 Iн.max – номинальный ток наибольшего по мощности ЭП.

Расчет пикового тока ШМА

Определим номинальный ток наибольшего по мощности приемника (в данном случае им является - токарный с ЧПУ с Kи = 0,2):

– максимальный расчетный ток узла нагрузки(ШМА), с учетом компенсации реактивной мощности;  

, тогда

Расчет пикового тока ШРА-1

Наибольшим по мощности электроприемником является вертикально-сверлильный с

Максимальный расчетный ток ШРА-1

Расчет пикового тока ШРА-2

Наибольшим по мощности электроприемником является токарный с ЧПУ с

Максимальный расчетный ток ШРА-2

Расчет пикового тока СП-1

Наибольшим по мощности электроприемником является радиально-сверлильный станок с

Максимальный расчетный ток СП-1

Расчет пикового тока СП-2

Наибольшим по мощности электроприемником является токарно-револьверный станок с

Максимальный расчетный ток СП-2

Расчет пикового тока СП-4

Кроме вентустановки, СП-4 питает электротермические печи, пиковый ток которых практически не отличается от номинального, поэтому используем мощность двигателя вентустановки  с

Максимальный расчетный ток СП-4

Расчет пиковых токов машин контактной электросварки

Машины контактной электросварки относятся к потребителям с резкопеременным режимом работы и создают пиковые нагрузки с большой частотой, вследствии чего в сети возникают колебания напряжения.

             Пиковая мощность машины в момент сварки определяется по формуле:

             Расчетный пик любой пары фаз, например фазы АВ, определяется по формуле:

Где  – число одновременно работающих машин, определенных по кривым вероятности

       – число машин, подключенных к данной пары фаз

При определении  рассчитывается средневзвешенное значение

Пиковая нагрузка для линейного провода определяется по формуле, соответственно пикам двух пар фаз, например в фазе В:

Где , – пиковая нагрузка для пары фаз АВ и для пары фаз ВС

Пиковый линейный ток:

Где  – линейное напряжение, кВ

Расчёт пикового тока СП-5

Таблица 10.2  Расчет СП №5

Наименование ЭП

Точечные стационарные

4

120

0,55

0,03

0,8

2,88

16,62

Сварочные точечные

3

110

0,55

0,04

0,8

3,52

17,6

Алгоритм расчета

1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:

2. Определяем пиковую мощность каждой группы машин:

3. В каждой паре фаз находим средневзвешенный коэффициент включения:

АВ:

BC:

CA:

по кривым определяется количество одновременно работающих машин m из общего числа n в каждой паре фаз:

 

АВ:

BC:

CA:

4. В каждой паре фаз машины разбиваются на группы с одинаковой мощностью и одинаковыми коэффициентами включения и по кривым вероятности определяем количество одновременно работающих машин в каждой группе:

АВ:

BC:

CA:

5. В каждой паре фаз выбираем машины с наибольшей пиковой мощностью в соответствии с полученным количеством одновременно работающих машин m, определяем суммарное значение пиковой мощности в каждой паре фаз:

АВ:

ВС:

СА:

6. Определим пиковую мощность наиболее загруженной фазы по двум наиболее загруженным парам фаз, следовательно наиболее загруженная фаза B:

Определим пиковый ток

       

Расчёт пикового тока СП-6

Таблица 10.3  Расчет СП №6

Наименование ЭП

Сварочные стыковые

3

90

0,55

0,02

0,8

1,44

10,18

Сварочные шовные роликовые

3

100

0,55

0,04

0,8

3,2

16

Алгоритм расчета

1. Распределяем нагрузки по трем парам фаз:

2. Определяем пиковую мощность каждой группы машин:

3. В каждой паре фаз находим средневзвешенный коэффициент включения:

АВ:

BC:

CA:

по кривым определяется количество одновременно работающих машин m из общего числа n в каждой паре фаз:

АВ:

BC:

CA:

4. В каждой паре фаз машины разбиваются на группы с одинаковой мощностью и одинаковыми коэффициентами включения и по кривым вероятности определяем количество одновременно работающих машин в каждой группе:

АВ:

BC:

CA:

5. В каждой паре фаз выбираем машины с наибольшей пиковой мощностью в соответствии с полученным количеством одновременно работающих машин m, определяем суммарное значение пиковой мощности в каждой паре фаз:

АВ:

ВС:

СА:

6. Определим пиковую мощность наиболее загруженной фазы по двум наиболее загруженным парам фаз :

Определим пиковый ток

Но кроме сварочной нагрузки СП-6 питает две вентустановки, поэтому определим пусковой ток АД вентустановок.

Мощность двигателя вентустановки  с

Максимальный расчетный ток СП-6

т. е. пусковой ток оказался меньше тока сварки, следовательно в дальнейшем ориентируемся по пиковому току сварки.

11. Защита цеховых электрических сетей

В сетях напряжением до 1000 В защиту выполняют плавкими предохранителями и автоматическими выключателями.

Плавкий предохранитель предназначен для защиты электроустановок от перегрузок и  токов к.з. Основными его характеристиками являются: номинальный ток плавкой вставки  номинальный ток предохранителя  номинальное напряжение предохранителя  номинальный ток отключения предохранителя  защитная (ампер - секундная) характеристика предохранителя.

Обозначения в расчете:

– номинальное напряжение сети, кВ;

– максимальный ток к.з. сети, А;

– максимальный расчётный ток, А;

– пусковой ток двигателя, А.

         – длительно допустимый ток защищаемого участка сети;

         – минимальный ток к.з.

Алгоритм расчета

Рассмотрим на примере выбор предохранителя к кругло-шлифовальному станку (№1).

                  2)  

    

Выбираем предохранитель типа НПН – 60 с  ; ;

т.к предохранитель выбирается к индивидуальному приемнику, то за расчетный ток принимается номинальный :

= 46,6 А

3)

   

4) , где 46,6 = 233 А;

- коэффициент перегрузки, учитывающий превышение тока двигателя сверх номинального значения в режиме пуска, принимаемый 2,5 – для легких условий пуска.

=  = 93,2 А ,

т.е   = 93,2 А – выбранный предохранитель не подходит. Выберем предохранитель типа ПН-2 100 с  = 50 кА; ;  , где

 = 93,2 А

 Токи плавки вставок должны соответствовать кратностям допустимых длительных токов (согласование с сечением):

 

 

Проверка предохранителя на:

6)  - на чувствительность

 

300 А

7) – на отключающую способность

 

50 кА  5,01 кА , где  =  = 5,01 кА

Выбираем предохранитель типа ПН-2 100:   = 50 кА; ;

Uн = 400 В.

По данному алгоритму выбираем предохранители и выбор сводим в таблицу № 11.1


Таблица №11.1 Выбор предохранителей для ЭП, приводом которых является АД с КЗ ротором

Наименование ЭП

Тип

Кругло-шлифовальный

21

46,6

233

93,2

16

60

180

100

100

300

1300

50

5,01

ПН2 100

Токарно-револьверный

17

37,7

188,5

75,4

16

60

180

100

80

240

1300

50

5,01

ПН2 100

Вертикально-сверлильный

29

104,6

523

209,2

70

155

465

250

250

750

1300

40

5,01

ПН2 250

Токарный полуавтомат

23

51

255

102

25

80

240

250

120

360

1300

40

5,01

ПН2 250

Плоскошлифовальный

18

40

200

80

16

60

180

100

80

240

1300

50

5,01

ПН2 100

Токарный с ЧПУ

44

97,7

488,5

195,4

70

155

465

250

200

600

1300

40

5,01

ПН2 250

Горизонтально-проточный

21

46,6

233

93,2

16

60

180

100

100

300

1300

50

5,01

ПН2 100

Горизонтально-расточный

23

51

255

102

25

80

240

250

120

360

1300

40

5,01

ПН2 250

Вентустановка

15

27

135

54

10

46

138

100

60

180

1300

50

5,01

ПН2 100

Радиально-сверлильный

42

151,5

757,5

303

95

190

570

400

350

1050

2940

25

10,5

ПН2 400

Бесцентро-шлифовальный

29

64,4

322

128,8

25

80

240

250

150

450

2940

40

10,5

ПН2 250

Токарно-винторезный

12

43,3

216,5

86,6

16

60

180

100

100

300

2940

50

10,5

ПН2 100

Точильно-шлифовальный

21

46,6

233

93,2

16

60

180

100

100

300

2940

50

10,5

ПН2 100

Вентустановка

12

21,65

108,25

43,3

4

29

87

100

60

180

2940

50

10,5

ПН2 100

Вентустановка

18

32,5

162,5

65

10

46

138

100

80

240

2940

50

10,5

ПН2 100

Кран

50

144,3

721,5

288,6

95

190

570

400

300

900

2940

25

10,5

ПН2 400

Таблица 11.2  -  Выбор предохранителей для ЭП термического отделения

Наименование ЭП

Тип

Нагревательная печь

80

121,5

70

155

465

250

150

450

2940

40

10,5

ПН2 250

Термическая печь

60

91,16

35

95

285

100

100

300

2940

50

10,5

ПН2 100

Электротермическая печь

55

83,56

35

95

285

100

100

300

2940

50

10,5

ПН2 100

Таблица  11.3 - Выбор предохранителей для ЭП сварочного отделения

Наименование ЭП

, кВА

А

Тип

Точечные стационарные

16,62

41,5

10

46

138

96

240

250

250

750

2940

40

10,5

ПН2 250

Сварочные точечные

17,6

44

10

46

138

88

220

250

250

750

2940

40

10,5

ПН2 250

Сварочные стыковые

10,18

25,5

6

35

105

72

180

250

200

600

2940

40

10,5

ПН2 250

Сварочные шовные роликовые

16

40

10

46

138

80

200

250

200

600

2940

40

10,5

ПН2 250


12. Выбор автоматических выключателей

Запишем условия выбора автоматических выклюателей:

1)

где  – наибольший расчетный ток нагрузки;

- номинальный ток расцепителя автоматического   выключателя.

2)

пиковый ток группы электроприёмников, А            

3) Отстройка от длительно допустимых токов:

- для автоматических выключателей только с электромагнитным расцепителем (отсечкой):

 

4) Отстройка от минимальных токов короткого замыкания:

5) Проверка по отключающей способности:

Рассмотрим на примере выбор выключателя к ШМА (SF1).

1)

  

2)

  

 

   

4) ; 7500

  ; 2500

5)

Выбираем выключатель Э25В

Далее аналогично примеру выбора выключателя на ШМА, производим выбор выключателя на остальных приемниках электроэнергии. Данные записуем в таблицу №12.1


Таблица №12.1     Выбор автоматических выключателей

Место установки

Расчётные данные

Паспортные данные

Тип выключателя

ШМА

380

1055

1981,2

10,88

25,9

380

2500

2500

55

Э25В

ШРА-1

380

272,5

1015,3

1305

3,83

18,6

380

400

1250

25

ВА 04-36

ШРА-2

380

182

846,3

990

3,83

18,6

380

250

1250

25

ВА 04-36

СП-1

380

132,5

1129,7

855

3,29

11,6

380

160

1250

18

ВА 04-36

СП-2

380

66,7

377

427,5

3,29

11,6

380

100

750

18

ВА 04-36

СП-3

380

417,4

542,6

1980

3,29

11,6

380

630

750

40

ВА 51-39

СП-4

380

216,4

403,7

990

3,29

11,6

380

250

500

25

ВА 04-36

СП-5

380

119

1058,2

540

3,29

11,6

380

160

1250

18

ВА 04-36

СП-6

380

146

855,6

697,5

3,29

11,6

380

160

1250

18

ВА 04-36

Э25В:          - ШМА

ВА 04-36:  – ШРА1

ВА 04-36:  – ШРА2

ВА 04-36:  – СП1

ВА 04-36:  – СП2

ВА 04-36:  – СП3

ВА 04-36:  – СП4

ВА 04-36:  – СП5

ВА 04-36:  – СП6


Список используемой литературы

  1.   Бурназова Л.В. Методические указания к выполнению курсового проекта. Мариуполь 2010 г.
  2.   Блок В.М  Пособие к курсовому и дипломному проектированию, издание второе, переработанное и дополненное.Москва «Высша школа»  1990 г.
  3.  Неклепаев Б.Н. Электрическая часть электростанций и подстанций. – М.: Энергоатомиздат, 1986.
  4.  ГОСТ 28249-93 Межгосударственный стандарт «Короткие замыкания в электроустановках до 1000 В».
  5.  Федоров А.А., Старкова Л.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования по электроснабжению промышленных предприятий. Учебное пособие для ВУЗов – М. "Энергоатомиздат", 1986 г.
  6.  Гайсаров Р.В. Выбор электрической аппаратуры. Челябинск 2002 г.
  7.  Средство массовой информации «Интернет»


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

28442. Операторы повторений. Счетный оператор цикла FOR. Оператор цикла WHILE. Оператор цикла REPEAT… UNTIL. Программирование циклических структур алгоритмов 29 KB
  Операторы повторений. Счетный оператор цикла FOR. Оператор цикла WHILE. Оператор цикла REPEAT UNTIL.
28443. Структура типов данных. Стандартные процедуры и функции, применимые к целым, вещественным числам. Логический, символьный, перечисляемый типы, тип-диапазон 80.5 KB
  константы переменные значения функций или выражения характеризуются своими типами. Порядковые типы К порядковым типам относятся целые логический символьный перечисляемый и тип – диапазон. ORDX для логического типа даёт положительное целое число в диапазоне от 0 до 1. ORDX для символьного типа даёт целое число в диапазоне от 0 до 255 для перечисляемое типа ORDX даёт число в диапазоне от 0 до 65535.
28444. Массивы. Описание одномерного массива. Ввод – вывод одномерного массива. Обработка одномерных числовых массивов. Описание двумерного массива. Ввод – вывод двумерного массива. Обработка двумерных числовых массивов 30 KB
  Описание одномерного массива. Ввод – вывод одномерного массива. Описание двумерного массива. Ввод – вывод двумерного массива.
28445. Особенности договорных отношений и оформление договорной документации между юридическими лицами и участниками туристской деятельности 29.5 KB
  Договоры с авиа компаниями могут быть трех видов: договор на квоту мест на регулярных авиа рейсах; агентское соглашение; чартер аренда самолета. Договор на квоту мест на регулярных авиа рейсах. Квота мест может быть жесткой или мягкой. При жесткой квоте мест вся ответственность за не реализацию мест падает на туристскую фирму независимо от причины не реализации.
28446. Технология составления и основное содержание туристской документации 43.5 KB
  В набор технологической документации для каждого тура обязательно включаются: технологическая карта туристского путешествия по маршруту; график загрузки туристского предприятия группами туристов на определенное время; информационный листок к путевке туристского путешествия; бланки путевок типовой формы ТУР1 Туристская путевка утвержденной Минфином России; лист бронирования см. Технологическая карта туристского путешествия это документ наглядно и лаконично дающий все необходимые для работы сведения и данные по туру...
28447. Порядок движения документов в организациях социально 32 KB
  Порядок движения документов в организациях социальнокультурного сервиса и туризма. Документооборот д о – это движение документов в организации с момента создания или получения до отправки или передачи их на хранение. Основой структуры любого документооборота является документ комплекс документов связанный процессов управления разных уровней и автоматической обработкой. Единый маршрут для одного вида документов или совокупности документов образует документопоток.
28448. Особенности договорных отношений и оформление договор 33.5 KB
  Турфирмы же туроператоры и турагенты это организации занимающиеся деятельностью по формированию продвижению и реализации или только по продвижению и реализации туристского продукта. В соответствии со статьей 9 Закона о туризме туроператор при формировании и продвижении туристского продукта приобретает право на услуги входящие в тур на основании договоров с лицами предоставляющими отдельные услуги или с туроператором по приему туристов обеспечивающим предоставление всех видов услуг входящих в тур. Порядок реализации туристского...
28450. Связь цен с различными экономическими показателями: спрос, затраты, деятельность конкурирующих предприятий, качество 120.5 KB
  К факторам влияющим на цену относятся: существующий или создаваемый спрос размер понесенных затрат деятельность конкурирующих предприятий ситуация на финансовом рынке установленный стандарт услуг. Это ограничивает прибыль от повышения цены поскольку может оказаться что в результате повышения цен определенное число клиентов откажется от услуг в результате чего продажи упадут Сильное повышение цены может ограничить или ликвидировать спрос. Нельзя рассматривать проблему спроса на гостиничные услуги вне зависимости от ее цены. Повышение...